CC BY
72
К вопросу создания системы автоматизированного управления домохозяйством
Белов А.Г., Сидорова Е.А., ФГБОУВПО «Пензенский государственный университет», beloff.sashal2 @ yandex, ги
Петрянин Д.Л.
Ra4foc @ yandex, ги
Аннотация. В работе проведен анализ существующих систем «Умный дом», которые подразделены на 3 группы. Рассмотрены достоинства и недостатки каждой группы и сделаны соответствующие выводы.
Ключевые слова: радиошинные, децентрализованные, централизованные, система, умный дом.
1. Введение
В настоящее время идет быстрое развитие технологий. И это касается не только компьютерного мира, но и развития систем «Умный дом».
Умный дом - жилой дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. Все электронные приборы объединены в единую систему [Юрков, 2010], которая может оценивать и принимать какие-либо действия в различных ситуациях. Они работают по ранее разработанным алгоритмам, где одна из систем может управлять поведением других. Систему умный дом не просто интегрировать в здание, поэтому на этапе проектирования дома уделяют больше внимания.
Все системы можно разделить на 3 категории: централизованные, децентрализованные и радиошинные.
2. Централизованные
Состоят из центрального контроллера, панелей управления и множества исполнительно-командных блоков [Еременко, 2012]. Системы изначально разрабатывались как домашние системы управления. Центральный контроллер в этой системе автоматизации "Умный дом" выполняет функции "мозга" - к нему подключаются все остальные системы. Различные компоненты имеют свои микроконтроллеры, но программа взаимодействия находится в одном - главном. От главного контроллера сигналы управления могут идти к исполнителям по различным каналам.
3. Децентрализованные (шинные)
Отличием шинных технологии то, что у системы "Умного дома" нет главного управляющего центра [Быков, 2012]. Вся система состоит из сенсоров и активаторов. Сенсоры предназначены для обнаружения какой-либо активности в здании или измерения каких-либо характеристик. Например: нажатие на кнопку, движение, изменение яркости освещения, измерение температуры, влажности и т.д. Сенсоры посылают телеграммы активаторам (исполнительным устройствам), которые, в свою очередь, исполняют подходящие команды. Исполнительным устройством может быть светорегулятор [Трифоненко, 2012], реле управления жалюзи, клапан системы отопления и т.д.
Каждый сенсор и исполнительное устройство имеют свой контроллер, подключенный к управляющей шине и действующий вполне самостоятельно, поскольку в него заложена программа с таблицей управляющих сигналов.
4. Радиошинные
Радиошинная система - набор компонентов, использование которых позволяет дистанционно управлять различными источниками света (включать и выключать, а также регулировать освещение), приводами жалюзи и прочими устройствами. Радиошинная система, обеспечивая удобный способ управления с применением современных технических решений, разработана специально для дополнительного оснащения современной шинной техникой уже существующих зданий и является идеальным решением для небольших объектов. Благодаря тому, что система не нуждается в создании какой-либо инфраструктуры, она представляет интерес для локального применения. В любое время систему можно дополнить новыми элементами, постепенно повышая комфортность здания. Для установки радиошинной системы "Умный дом" не потребуется [Жихарев, 2012] специального обучения и каких-то специальных программных средств, так как ее программирование осуществляется достаточно просто. Все элементы радиошинной системы делятся на две части - радиопередающие и радиоприемные (исполнительные) устройства. Принцип действия системы прост: радиопередающее устройство отправляет управляющую телеграмму, все исполнительные устройства ее принимают, но выполняют команду только те устройства, которые настроены на прием этой телеграммы от данного радиопередающего устройства [Горячев, 2012а]. Передатчики, получающие питание от батареи, делают систему очень гибкой. Их можно устанавливать даже там, где нет проводов электросети 230 В. Каждое, из исполнительных устройств может быть настроено не более чем на 30 управляющих команд от разных передающих устройств. Дальность действия системы составляет 100 метров.
5. Заключение
Недостатки централизованных систем:
■ Высокая цена
■ Требует технологических объемов или технологических помещений, для установки 19" стоек и других компонентов системы
■ От выхода из строя центрального контроллера - вся система перестает работать
■ Проектирование и установка доступны только квалифицированным специалистам
■ Монтаж осуществим в ходе ремонта или постройки дома
Недостатки децентрализованных систем:
■ Высокая цена.
■ Проектирование и установка доступны только квалифицированным специалистам.
■ Монтаж осуществим в ходе ремонта или постройки дома.
Недостатки радиошинных систем:
■ Система закрыта для устройств других производителей.
■ Ограниченная адресная емкость системы, применима только для небольших проектов.
■ Ограниченные функции по управлению некоторыми инженерными системами.
Для преодоления этих недостатков возможно комбинирование различных систем для повышения оперативности, надежности и простоты установки [Юрков, 2012; Керейтова, 2012]. Но, не смотря на это, система набирает свою популярность благодаря своим достоинствам [Бростилова, 2013; Мадзий, 2012].
Во-первых, многие рутинные операции система управления берет на себя, что позволяет человеку заняться своими любимыми делами и не тратить времени на несущественную работу [Тихменев, 2012].
Во-вторых, значительная экономия в коммунальных платежах, плату за отопление, система программируется таким образом, чтобы минимальным образом расходовать тепло и электроэнергию во время отсутствия людей, уменьшать обогрев в ночное время, а перед возвращением людей с работы, наоборот, обеспечить нагрев до комфортной температуры [Горячев, 2012Ь].
В-третьих, в комплексе с системой обогрева работает вентиляция и кондиционирование воздуха, которая может проветрить помещение, не включая кондиционеры, просто дистанционно приоткрыв створки окон [Бростилов, 2010; Горячев, 2010].
Системы «Умный дом» не совершенны и требуют большое количество доработок. И комбинирование систем позволяет их делать более надежными, оперативными и практичными [Щевелев, 2011].
К вопросу создания системы автоматизированного управления домохозяйством Список литературы
[Белов, 2013] Белов А.Г. Обзор современных датчиков утечки воды / А.Г. Белов, Н.В. Горячев, В.А. Трусов, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 34-36.
[Бростилов, 2010] Бростилов С.А. Волоконно-оптический датчик давления на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, Т. Ю. Бростилова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. - № 4. -С. 106-117.
[Бростилова, 2013] Бростилова Т.Ю. Волоконно-оптический датчик деформации / Т.Ю. Бростилова, С.АБростилов, Т.И. Мурашкина // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 93-99.
[Быков, 2012] Быков В.И.Качественный анализ динамики процессов в неравновесных системах на основе потенциально-потокового метода / В.И.Быков, С.П.Халютин, И.Е.Старостин //Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.488-490
[Виноградов, 2013] Виноградов А.Н. Применение информационных технологий в управлении процессами потребления тепловой энергии объектами ЖКХ / А.Н. Виноградов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 263-265.
[Горячев, 2010] Горячев Н.В. Индикатор обрыва предохранителя как элемент первичной диагностики отказов РЭА / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 78-79.
[Горячев, 2012а] Горячев Н.В. Алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений в области выбора теплоотвода электрорадиоэлемента / Н.В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 238-238.
[Горячев, 2012Ь] Горячев Н.В. Тепловая модель сменного блока исследуемого объекта / Н.В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 263-263.
[Еременко, 2012] Еременко В.В. Информационное пространство отношений элементов информационной системы управления сложным техническим комплексом / В.В. Еременко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 35-36.
[Юрков, 2003] Юрков Н.К. Модели и алгоритмы управления интегрированными производственными комплексами. Монография. Пенза, ИИЦ, 2003. -198 с.
[Жихарев, 2012] Жихарев ИАСистема управления надежностью как инструмент организационных инноваций / ИА.Жихарев, А.Е.Бухаров//Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.50-53.
[Керейтова, 2012] Керейтова М.Р.Информационная безопасность в медицинских информационных системах / М.Р.Керейтова, В.Н.Малыш //Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.413 - 413.
[Мадзий, 2012] Мандзий Б.А.Отказоустойчивая система с адаптивной мажоритарной структурой / Мандзий Б.А., Волочий Б.Ю., Озирковский Л.Д., Змысный М.М.//Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.351-353.
[Тихменев, 2012] Тихменев А.Н. Имитационная модель системы «изделие - система
ЗИП» с многоуровневой структурой ЗИП / А.Н.Тихменев, В.Ж.Маркитан//Труцы международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.201-202.
[Трифоненко, 2012] Трнфоненко И.М. Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных средств / И.М. Трифоненко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396-399.
[Щевелев, 2011] Щевелев A.C. Дифференциальный волоконно-оптический датчик виброускорения, конструкция и технология / A.C. Щевелев, О.В. Юрова, С.А. Бростилов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 235-237.
[Юрков, 2010] Юрков Н.К. Интеллектуальные компьютерные обучающие системы: моногр. Пенза, изд-во ПТУ, 2010, -304 с.
[Юрков, 2012] Юрков Н.К. Концепция синтеза сложных наукоемких изделий / Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 3-5.
