Dom · Osvetljenje · Praktičan rad 1 sistem pametne kuće. Projekt pametne kuće. Sistem klimatizacije i grijanja

Praktičan rad 1 sistem pametne kuće. Projekt pametne kuće. Sistem klimatizacije i grijanja

Praktičan rad Br. 1 SISTEM PAMETNE KUĆE

Hardver i softver: računar sa instaliranim operativnim sistemom Windows ili Linux koji je povezan na Internet.

Svrha rada: naučiti pronaći resurse na zadatu temu i primijeniti ih u praksi.

Plan rada:

1. B operativni sistem Windows ili Linux, koristeći pretraživač, pronađite informacije o pametnom domu pomoću jednog od pretraživača.

2. U Windows ili Linux operativnom sistemu, u uređivaču teksta, kreirajte izvještaj o pronađenim informacijama o pametnom domu.

3. Dovršite testni zadatak.

Zadatak br. 1. Traženje informacija o Smart Home koristeći pretraživač.

Da biste pronašli informacije o pametnoj kući, slijedite ove korake.

1. Na Windows ili Linux operativnom sistemu, u vašem pretraživaču, otvorite početna stranica jedan od pretraživača, na primjer http://google.ru.

2. Pronađite definiciju šta " Smart House" Da biste to učinili, unesite frazu "Definicija pametnog doma" u traku za pretraživanje.

3. Otvorite web stranicu ru.wikipedia.org/wiki/Smart_Home u novoj kartici. Da biste to učinili, kliknite na hipervezu Smart Home - Wikipedia. Pročitajte o Smart Home na stranici Wikipedia.

4. Vratite se na stranicu za pretraživanje http://google.ru bez zatvaranja trenutne kartice.

6. Vratite se na stranicu za pretraživanje http://google.ru bez zatvaranja trenutne kartice i promijenite upit za pretragu u “Kupite pametni dom”.

7. Potražite informacije o sistemu Smart Home na 2 - 3 pronađene stranice. Otvorite svaku web lokaciju u novoj kartici bez zatvaranja drugih kartica.

Pogledajte i sami primjere drugih “pametnih” sistema ili uređaja. " Smart light» je sistem upravljanja podnom rasvjetom višespratnica, hodnicima hotela i kancelarija. Svjetlo se uključuje kada se osoba pojavi u prostoriji, svjetlo se automatski gasi tamo gdje osoba više nije prisutna. “Pametni štednjak” ima puno senzora koji kontinuirano prate pripremu jela. Peć sama prepoznaje trenutak kada treba smanjiti temperaturu grijanja. Kada je uključen, samo se taj dio grije hob, koji se nalazi ispod dna posuđa, posuđe se može pomicati, sam "gorionik" će ga pratiti i nastaviti grijati.



Zadatak br. 2. Kreiranje izvještaja u uređivaču teksta o pronađenim informacijama o pametnom domu.

Za kreiranje izvještaja slijedite ove korake:

1. Otvorite uređivač teksta OpenOffice.org Writer. U sredini stranice unesite naziv izvještaja “Pametna kuća”.

2. Kopirajte definiciju „pametnog doma“ u uređivač teksta OpenOffice.org Writer sa web stranice Wikipedije. Da biste to učinili, idite na otvorenu karticu Smart Home - Wikipedia u vašem pretraživaču i odaberite prvi pasus članka pomoću miša. Kopirajte odabrani pasus koristeći kontekstni meni.

3. Vratite se u uređivač teksta i zalijepite kopirani pasus iza naslova. Da biste to učinili, možete koristiti naredbu Insert iz kontekstnog izbornika. Poravnajte umetnuti pasus po širini (slika 1.4).

4. Snimite kreiranu probnu datoteku pod imenom “Smart Home” sa ekstenzijom .doc.

5. Umetnite tabelu “Razlike između sistema pametnih kuća u Evropi i Rusiji” u uređivač teksta. Popunite ga koristeći informacije sa stranice web stranice Wikipedije.

6. U tekstualnoj datoteci kreirajte podnaslov “Mogućnosti:” i, koristeći informacije objavljene na web stranici http://www.eskd72.ru/, kopirajte ih u izvještaj Smart Home.

7. Promenite upit za pretragu u vašem pretraživaču da biste pronašli veb lokacije kompanija koje dizajniraju i instaliraju sistem Smart Home.

8. U tekstualnoj datoteci kreirajte podnaslov “Poređenje sistema pametnih kuća” i popunite tabelu koristeći pronađene informacije.

Umetanje slike se vrši na sledeći način. U prozoru pretraživača otvorite kontekstni meni za sliku i izaberite stavku menija Kopiraj sliku.

Vratite se u uređivač teksta, postavite kursor u željenu ćeliju tabele i koristite kontekstni meni da ubacite sliku.

Prilikom umetanja slike u tabelu, podesite prelamanje slike. Da biste to učinili, koristite naredbu kontekstnog izbornika Wrapping - Optimal Wrapping.

Nakon toga, širina reda tabele će se automatski promeniti i slika će se u potpunosti uklopiti u ćeliju tabele.

Ostatak tabele popunite sami

Test zadatak.

1. Obezbedite elemente sistema „Smart Home“ za prostorije Vašeg stana (kuće): ulazni sigurnosni sistem, sistem upravljanja rasvetom, sistem upravljanja kućanskih aparata, sistem regulacije sobne temperature (dovod grijanja), sistem kontrole sobne klime, ostalo.

2.U tlocrt vašeg stana (kuće) umetnite fotografije odgovarajućih elemenata sistema (sa web stranica).

Relevantnost diplomskog rada je postavljanje glasovnog interfejsa u automatizovanom sistemu Smart Home povezana sa mogućnošću upravljanja svim postojećim inženjerskim sistemima u kući: napajanjem, rasvetom, grejanjem, ventilacijom itd. Gotovo svi se mogu kontrolisati glasom elektronski uređaj, bilo koji elektronski sistem i sve funkcije, scenarije i scene u kući.

Svrha diplomskog rada je detaljno proučavanje podešavanja glasovnog interfejsa, vrste kvalifikacija, kao i kreiranje uređaja za vizuelnu pomoć za rad glasovnog interfejsa u automatizovanom sistemu „Pametna kuća“.

Za postizanje ovog cilja potrebno je riješiti sljedeće zadatke:

izvršiti detaljan analitički pregled automatizovanog Smart Home sistema

Predmet istraživanja je analiza upotrebe i konfiguracije glasovne kontrole.

Metode istraživanja. Za proučavanje ove teme korištene su analitičke i praktične metode.

Prvo poglavlje govori o klasifikaciji sistema glasovnog interfejsa u automatizovanom sistemu Smart Home, njihovim prednostima i nedostacima, inženjerskim sistemima i sistemima za kontrolu osvetljenja. Sinteza i prepoznavanje govora također su detaljno proučavani. Razvijen je šematski i funkcionalni dijagram uređaja.

U drugom poglavlju opisane su sigurnosne mjere pri održavanju računarske opreme, zahtjevi za opremljenost radnog mjesta tehničara i zahtjevi Sigurnost od požara.

Poglavlje 1. Tehnički dio. Postavljanje glasovnog interfejsa u automatizovanom sistemu pametne kuće

1.1 Analitički pregled

1.1.1 Automatski sistem „pametne kuće“.

Zamislite sliku: ulazite u kuću, svjetla se automatski pale i pozdravlja vas prijatan glas. Nehajno bacite frazu prema mikrofonu: "Kući, upali moj kompjuter." Nakon nekoliko sekundi čujete uobičajeno šuštanje hladnjaka vašeg računara.

Svi smo ikada viđali slične slike u stranim naučnofantastičnim filmovima i sanjali: “Jednog dana će se ovo dogoditi i ovdje.” Požurim da vas zadovoljim - nešto slično onome što ste vidjeli može se realizovati sada i bez ogromnih troškova.

“Smart home (eng. digital home) - stambena automatizovana kuća modernog tipa, organiziran za udobnost ljudi koji žive uz pomoć visokotehnoloških uređaja. „Pametnu kuću“ treba shvatiti kao sistem koji mora biti u stanju da prepozna specifične situacije koje se dešavaju u zgradi i da u skladu sa njima reaguje: jedan od sistema može da kontroliše ponašanje drugih prema unapred razvijenim algoritmima. Glavna karakteristika inteligentne zgrade je integracija pojedinačnih podsistema u jedan kontrolisani kompleks. Važna karakteristika i svojstvo “pametne kuće” koja ga razlikuje od ostalih metoda organizovanja životnog prostora je da je to najprogresivniji koncept interakcije čoveka sa životnim prostorom, kada čovek jednom komandom, i automatizacijom, postavlja željeno okruženje, u skladu sa spoljnim i unutrašnjim uslovima, postavlja i prati režime rada svih inženjerskih sistema i električnih uređaja. U ovom slučaju nema potrebe za korištenjem nekoliko daljinskih upravljača za gledanje TV-a, desetina prekidača za upravljanje rasvjetom, zasebnih jedinica za upravljanje ventilacijom i sistemi grijanja, video nadzor i alarmni sistemi, kapije i ostalo. U kući opremljenoj Smart Home sistemom, dovoljno je odabrati jedan od scenarija jednim klikom na tipku na zidu (ili daljinski upravljač, touch panel, itd.). Sama kuća će prilagoditi rad svih sistema u skladu sa Vašim željama, doba dana, Vašim položajem u kući, vremenskim prilikama, spoljnom rasvjetom itd. kako bi osigurala ugodno stanje u kući.

Bez obzira na primenu, bilo da se radi o zgradi, montažnoj radnji ili metrou, cilj implementacije ovakvih sistema je smanjenje operativnih troškova, osiguranje važna informacija, povećavajući sigurnost i udobnost. Da bismo razumjeli koliko su se mogućnosti automatizacije promijenile posljednjih godina i kako će se nastaviti mijenjati, važno je razumjeti značaj nekih tehnoloških otkrića koji su se dogodili posljednjih godina. Programeri ne miruju. Koliko će daleko stići za samo nekoliko godina može se predvidjeti samo osvrćući se unazad.

Široko su se razvile mreže miniračunara, a potom i jeftinih personalnih računara, koji su ipak bili sposobni da rješavaju prilično složene probleme. profesionalni zadaci. Istina, bilo je mnogo ozbiljnih prepreka na putu tehnološkog napretka. Ne samo da su sistemi automatizacije različitih namena bili autonomni, već su sistemi različitih proizvođača sa sličnim upravljačkim funkcijama po pravilu bili međusobno nekompatibilni. Razvojne kompanije su koristile sopstvene zatvorene komunikacione protokole i nisu obezbedile interfejse za interakciju sa sistemima drugih proizvođača. Budući da su vlasništvo zasebnih kompanija, dotične automatizacijske proizvode i tehnologije bilo je teško integrirati jedni s drugima. Za rješavanje ovog problema bila su potrebna skupa tehnička rješenja koja su uključivala pisanje novog softvera, promjenu topologije mreže i kupovinu dodatnih komponenti.

Tako su se u određenom trenutku na tržištu razvili objektivni preduslovi za uspješnu implementaciju novih pristupa u oblasti automatizacije.

Kao sveobuhvatno rješenje problema prvo su se pojavile Intelligence Buildings (inteligentne zgrade), čija su osnova bile strukturirane kablovske mreže. Sistem je omogućio prebacivanje i korišćenje istog kabla za potrebe telefonske centrale, računarsku mrežu, sigurnosni sistemi itd. Tada su se počeli pojavljivati ​​sistemi multipleksiranja za komunikacione kanale, koji su omogućavali da se različite informacije istovremeno prenose preko jednog kabla. Brzi razvoj informatike omogućio je ubrzanje ovog posla kada je svima postalo jasno da će svaki dizajn kablovskog sistema zgrade postati zastario do završetka izgradnje.

Kako se razvoj ovog područja činio više nego izuzetno isplativim, na njega su utrošena znatna sredstva, a kao rezultat toga, pojavila se ideja ​​Pametne kuće. Tipičan primjer takve zgrade prikazan je na sl. 1.

“Pametna kuća” je kompleks elektronike koji radi unutar ili izvan kuće i vrši centraliziranu kontrolu svih (ili gotovo svih) inženjerskih sistema. Inženjerski sistemi podrazumevaju svu tehničku opremljenost kuće (od kanalizacije do audio-video opreme). ideja " pametna kuća„je da jedan kompleks elektronike koordinira rad svih inženjerskih potpora kuće.

Vrlo je važno da algoritmi za interakciju podsistema u kući budu fleksibilni i da se mogu prilagoditi promjenjivim potrebama vlasnika kuće. U ovom radu neki fragmenti teksta nedostaju ili su zamijenjeni tekstom koji ne odgovara temi ovog diplomskog rada. Neki nedostaju ili se ne podudaraju potrebne formule, proračuni, grafikoni i tabele. Da biste dobili originalnu verziju rada, pišite na e-mail adresu navedenu na kraju rada, u zaključku. Najvažniji aksiom “pametne kuće” je da sistem upravljanja i njegovi inženjerski podsistemi moraju biti izgrađeni po principu bloka. To znači da svaki podsistem mora biti sposoban da radi autonomno tako da se njegov rad može otkloniti i održavati isključivanjem opreme iz centralne kontrole.

Fig.1. Raspored "pametne kuće".

„Pametna kuća“ ima niz prednosti: omogućava vam da uštedite do 10-18% električne energije, povećate udobnost i sigurnost itd.

Princip rada „pametne“ kuće sastoji se od centralnog računara koji prima signale od komandnih uređaja, a zatim se ti signali prenose do izvršnih sistema. Različitim uređajima upravlja jednostavan sistem automatizacije.

Problem stvaranja "pametne kuće" prvi su 1978. godine riješili X10 USA i Leviton, koji su razvili tehnologiju za upravljanje kućnim aparatima putem žice. kućnu električnu mrežu. U ovom radu neki fragmenti teksta nedostaju ili su zamijenjeni tekstom koji ne odgovara temi ovog diplomskog rada. Neke potrebne formule, proračuni, dijagrami i tabele nedostaju ili su nedosljedni. Da biste dobili originalnu verziju rada, pišite na e-mail adresu navedenu na kraju rada, u zaključku. Ali ova tehnologija je dizajnirana za napon od 110 V i frekvenciju mreže od 60 Hz, tako da nije bila rasprostranjena u Rusiji. Međutim, X10 se sada smatra zastarjelim, jer je stvoren za kontrolu električnih rasvjetnih uređaja i podržava samo šest komandi za upravljanje napajanjem. Ovo očito nije dovoljno za stvaranje “inteligentnog doma”. Audio i video oprema zahteva najmanje komande za promenu kanala, promenu jačine zvuka, premotavanje unazad i kontrolu reprodukcije; Ali također morate upravljati HVAC sistemom (grijanje, ventilacija, klimatizacija). U potrazi za rješenjima za ovaj problem, razne kompanije su pokušale razviti nove protokole za prijenos podataka.

Prepoznavanje ljudskog govora jedan je od najsloženijih naučnih i tehničkih problema. Trenutno, korisnici računara i objekata opremljenih računarima su ljudi koji nisu specijalisti u oblasti programiranja. Problem kontrole govora nastao je, osim toga, zbog činjenice da je u nekim područjima primjene govor postao jedino moguće sredstvo komunikacije s tehnologijom (u uvjetima preopterećenja, mraka ili naglih promjena u osvjetljenju, kada su ruke zauzete, ekstremno koncentracija na objektu koja ne dozvoljava da se ne ometa ni na sekundu itd.). Iako je u ovoj oblasti napravljen značajan napredak, sistemi prepoznavanja su po svojim mogućnostima još uvijek veoma daleko od ljudskih.

Problem implementacije govornog dijaloga između osobe i tehničkih sredstava hitan je zadatak moderne kibernetike.

Problem mašinskog prepoznavanja govora privukao je pažnju stručnjaka već dugo vremena. Međutim, još se nije moglo daleko odmaknuti u ovom pravcu. Čisto formalno, proces prepoznavanja govora može se opisati doslovno u nekoliko fraza. Analogni signal koji generiše mikrofon se digitalizuje, a zatim se u govoru identifikuju takozvani fonemi, odnosno elementarni fragmenti koji čine sve izgovorene reči. Zatim se utvrđuje koja riječ odgovara kojoj kombinaciji fonema i pravi se odgovarajući rječnik. Prepoznati riječ znači pronaći je u ovom rječniku po izgovorenoj kombinaciji fonema. Kako se kompjuterski sistemi razvijaju, postaje sve jasnije da će se upotreba ovih sistema znatno proširiti ako postane moguće koristiti ljudski govor pri direktnom radu sa računarom, a posebno postaje moguće kontrolisati mašinu normalnim glasom u realnom vremenu. , kao i ulazne i izlazne informacije u obliku običnog ljudskog govora.

Trenutno, upravljanje robotom pomoću glasovnih komandi postaje sve važnije. Međutim, kreiranje softvera za glasovno upravljanje industrijskog robota uključuje provođenje eksperimenata tokom razvoja programa u svim fazama razvoja. Provođenje takvih eksperimenata, osiguravajući otklanjanje nedostataka i programskih grešaka, ekonomski je neisplativo u uvjetima industrijske proizvodnje i dovodi do povećanja troškova razvoja softvera i otklanjanja grešaka. Kako bi se smanjili troškovi izrade softvera, preporučljivo je razviti program koji će omogućiti trodimenzionalno modeliranje glasovne kontrole industrijskog robota, što dovodi do potrebe za provođenjem eksperimenata u proizvodnim uvjetima tek u posljednjoj fazi razvoja softvera.

Praktični rad br.1

Tema: “Sistem pametne kuće”

Cilj rada: naučiti objasniti i primijeniti koncepte, teorije i izglede za razvoj sistema pametne kuće; analiziraju mogućnosti i izglede za razvoj sredstava kontrole i upravljanja sistemom „pametne kuće“; kompetentno iskoristiti stečeno znanje za projektovanje sistema pametnih kuća

napredak:

Zadatak br. 1. Upoznajte se sa osnovnim konceptima sistema „pametne kuće“ i popunite tabelu.

U modernim pametnim zgradama, automatizacija i sistemi upravljanja zgradama zauzimaju ključno mjesto, osiguravajući međusobnu povezanost svega inženjerske opreme i građevinskih sistema. „Pametnu kuću“ treba shvatiti kao kućište koje je automatizovano za udobnost i udobnost ljudi koji koriste uređaje visoke tehnologije. Takav sistem je u stanju da prepozna specifične situacije koje se dešavaju u prostoriji i automatski reaguje na njih, a svi upravljački elementi su međusobno povezani i rade u jednom kompleksu.

Prema agenciji MiDart, u “inteligentnim zgradama” troškovi rada su smanjeni za 30%, plaćanja za struju takođe su smanjena za 30%, za vodu - za 41%, za toplotu - za 50%, a smanjenje rizika osiguranja dostiže 60%. Očigledno, ovo je prilika da se postigne ne samo najviši stepen udobnosti i sigurnosti za osobu koja živi u pametnoj kući, već i uštede prirodni resursi i troškovi.

Prednosti “pametne kuće” prvenstveno uključuju: 1. Udobnost – to znači da ova tehnologija ima za cilj oslobađanje stanara od svakodnevne “komunikacije” sa različitim komunalnim sistemima. U osnovi, ona sama upravlja raznim uređajima, uzimajući u obzir karakteristike svakog od njih. Ako je potrebna ljudska intervencija, kompjuterski program će to prijaviti. A onda je u većini slučajeva takva intervencija ograničena na pritiskanje nekoliko tipki na posebnoj kontrolnoj ploči.

2. Sigurnost. Moderno stanovanje danas je gotovo uvijek opremljeno sistemima zaštite od požara, alarmni sustav, tehnički alarm i video nadzor. I svi ovi sistemi su integrisani u tehnologiju upravljanja Smart Home;

3. Uštede - “Pametna kuća” vam omogućava da smanjite troškove električne energije i toplotnu energiju, regulacijom rasvjete i klime u prostorijama koje se u određenom trenutku ne koriste. Posebno mjesto zauzima sigurnosni sistem zgrada klase Smart Home. Integrisani sigurnosni sistem značajno će smanjiti, a ponekad i eliminisati mogućnost nastanka opasnih situacija u bilo kom objektu: u stanu, vikendici, kancelariji, poslovnom centru, trgovačko-zabavnom centru, prodavnici, skladištu, hotelu, muzeju, pozorištu, industrijsko preduzeće i drugi objekti bilo kojeg stepena složenosti.

Požari, kvarovi na vodovodnim sistemima i nesavršeni sigurnosni sistemi uzrokuju ozbiljne materijalne gubitke. U isto vrijeme, ekonomski rast posljednjih godina, vodi od viška električne energije u prošlosti do njenog nestašice u budućnosti, što, pak, stvara preduslove za šire uvođenje tehnologija za uštedu energije i algoritama upravljanja, koje, prije svega, obezbjeđuju sistemi automatizacije zgrada . Upotreba ovog sistema u Evropi, SAD-u i mnogim azijskim zemljama odavno je standard za opremanje novih zgrada, standardne mogućnosti takvih sistema su uključene u skoro svaki projekat. Popularnost "pametne kuće" u Rusiji je i dalje niska.

Glavni razlozi su: pogrešna percepcija samog koncepta „pametne kuće“, kao i negativan stav prema ovoj temi uzrokovan nekvalitetnim radom pojedinih instalaterskih firmi u fazi formiranja. Rusko tržište Sustavi kućne automatizacije;

Nedostatak iskustva instalaterskih kompanija doprinio je tome da su predstavnici kompanija često davali očigledno nemoguća obećanja, pa su se implementirani sistemi uvelike razlikovali od očekivanja kupaca.

percepcija koncepta "pametne kuće" je vrlo uska - kao skup senzora prisutnosti ili pokreta, uz pomoć kojih će se svjetla automatski paliti i gasiti ili uz pljesak;

nizak kvalitet isporučene električne energije.

Tabela 1 – Osnovni koncepti sistema Smart Home

1

2

zaključak:

Zadatak broj 2 Koristeći podatke prikazane u zadatku, opišite projekat Vaše „Pametne kuće“ u kojoj ćete obezbijediti elemente sistema „Pametna kuća“ za prostorije Vašeg stana (kuće). Projekat mora biti predstavljen u obliku dijagrama (slika 1).

Jedan od najpopularnijih načina implementacije koncepta inteligentne zgrade je KNX tehnologija (proširi). Suština njegovog rada je da pretplatnici (uređaji) povezani na mrežu mogu razmjenjivati ​​informacije putem zajedničke informacijske magistrale. On ovog trenutka KNX je otvoreni globalni standard koji podržava više od 300 proizvođača širom svijeta. Ova tehnologija predstavlja logičan razvoj zahtjeva za inženjerski sistemi zgrade.

Da bi se okrenuo obicna kuca u inteligentnom, u skladu sa KNX tehnologijom bit će potrebni sljedeći elementi: -Senzori (senzori i kontrole) – zidne ploče i prekidači, senzori fizičke veličine(temperatura, vlaga, itd.),termostati, senzori pokreta i prisutnosti, tajmeri . Oni su odgovorni za snimanje određenih eksternih događaja, čija bi pojava trebala izazvati određeni odgovor sistema. Na primjer, senzor detektuje povećanje temperature i šalje kontrolnu komandu preko mreže za uključivanje klima uređaja; -

Aktuatori (aktivatori) – regulatori osvetljenja (dimeri), relejni moduli, komande za roletne, radijatori grejanja itd. Oni menjaju svoje stanje (uključeno/isključeno, otvoreno/zatvoreno) u skladu sa komandama koje dolaze od senzora, čime se kontroliše različita električna oprema; - Sistemski uređaji - napajanja, kontroleri, interfejs i logički moduli, bus konekcije itd. Instaliraju se u posebnom elektro ormar i osigurati mogućnost izgradnje i rada KNX mreže u cjelini.

Ugodna mikroklima u zatvorenom prostoru - Ovo je uravnotežen odnos temperature i vlažnosti vazduha. Tehnička sredstva, uz pomoć kojih se to može postići, danas su široko dostupni, a zadatak “Pametne kuće” je da sinhronizuje svoj rad u svakom konkretan slučaj odabrati optimalni scenario za uključivanje/isključivanje uređaja.

Kontrolna tabla Smart Home sistema lako rješava problem kreiranja različitih svjetlosnih scena, jer kombinuje nekoliko programabilnih prekidača i potrebnih senzora (automatsko upravljanje rasvjetom) u jednom elegantnom modularnom elementu.

Dizajniranje “pametne kuće” jedno je od najvažnijih važne faze. U pravilu trošak razvoja projekta ne prelazi 10% cijene same opreme

- sigurnosni sistemi. Oni su ti koji određuju visok stepen zaštite zdravlja, života i imovine vlasnika pametnih kuća. To podrazumijeva postavljanje brojnih senzora i video nadzora koji će pratiti teritoriju cijelog stambenog kompleksa i integritet komunalnih usluga.

- kućni kompleksi. Na primjer, unutrašnje („Topao pod”) i vanjsko (protiv zaleđivanja) grijanje, napajanje i zaštita od groma. Sistemi koji pružaju ugodnu mikroklimu u kući, neprekidno napajanje i integritet opreme.

UD je dizajniran za maksimum udoban život ljudi korištenjem savremenih visokotehnoloških sredstava. Glavni podsistemi pametne kuće uključuju: kontrolu klime, rasvjetu, multimediju (audio i video), sigurnosni sistemi, interfon i drugo (slika 1).

Slika 1 – Struktura pametne kuće

Kontrolna pitanja:

1. Glavne komponente pametnog doma.

2. Koja je fundamentalna razlika između pametne kuće?

3. Da li je tehnologija Smart Home ekonomična? Navedite razloge za svoj odgovor.

Ministarstvo obrazovanja Republike Bjelorusije

Obrazovne ustanove

BELORUSKI DRŽAVNI UNIVERZITET

RAČUNARSTVO I RADIO ELEKTRONIKA

Fakultet dopisnih studija

Katedra za inženjersku psihologiju i ergonomiju

disciplina: Opća teorija sistema

OBJAŠNJENJE

za rad na kursu

Sistem "pametne kuće".

Uvod

“Pametna” kuća znači sistem koji osigurava sigurnost i očuvanje resursa.

Set senzora kontinuirano prati rad sve opreme i, zahvaljujući interakciji svih sistema, omogućava smanjenje troškova održavanja doma i povećanje sigurnosti, pouzdanosti i udobnosti, a također štedi energiju svojih vlasnika izvođenjem svakodnevni, rutinski posao za njih.

Najpopularniji sistem je sistem za rasvjetu i grijanje. Drugi najpopularniji sistem je sigurnosni sistem. Treći važan sistem je kućni bioskop. Važno je uzeti u obzir u fazi projektovanja razni sistemi i položiti kablove za njih.

U najjednostavnijem slučaju, sistem mora biti sposoban prepoznati specifične situacije koje se dešavaju u kući i u skladu s njima reagirati: jedan od sistema može kontrolirati ponašanje drugih prema unaprijed razvijenim algoritmima. Osim toga, automatizacija nekoliko podsistema daje sinergijski efekat za cijeli kompleks.

Ovo je lakše shvatiti ako zamislite, na primjer, da sistem grijanja nikada ne može raditi protiv sistema klimatizacije. A grijanje se provodi ne samo prema vremenu, već i uzimajući u obzir niz drugih faktora. U zavisnosti od jačine vjetra, prema predviđanju, u doba dana (noću je ugodna temperatura niža).

Na osnovu toga, važan zadatak je razvoj scenarija „pametne kuće“, tj. programirano ponašanje sistema pametne kuće za određeni događaj. U tu svrhu kreira se „biblioteka skripti“, tj. opcije - “niko”, “žurka”, “gost”, “praznik”, “jutro”, “veče”, “odmor” itd. Također je potrebno uzeti u obzir potrebu za fleksibilnom promjenom scenarija.

Scenarij Smart Home će se aktivirati kao odgovor na programiranu radnju - pritiskom na dugme daljinskog upravljača, signalom senzora pokreta, kompjuterskom komandom, tajmerom itd. Trenutno u fazi razvoja „Pametne kuće“ je sistem za prepoznavanje govora.

Nakon završetka projektovanja, instalacije i programiranja sistema u vašem domu dobijate monitor sa ekranom osetljivim na dodir ne većim od ekrana laptopa. Predstavlja sve u prikladnom obliku neophodna sredstva upravljanje domom. Sistem se čak može kontrolisati putem interneta.

1. Model sastava sistema

1 Određivanje ulaza i izlaza objekta koji se proučava

Proučavamo sistem, apstrahujući od njega unutrašnja kompozicija, kao nešto cjelina, u interakciji sa okolinom na svojim ulazima i izlazima. Da bismo to učinili, koristimo metodu "crne kutije". Ova metoda vam omogućava da predvidite ponašanje sistema u fazi razvoja i identifikujete rizike bez trošenja velikih finansijskih i radnih resursa.

Osnovni cilj sistema “pametne kuće” je smanjenje troškova održavanja kuće, dodatni ciljevi su minimalno ljudsko učešće, kao i neuhvatljivi cilj udobnosti osobe u kući. Bitne veze između sistema i objekata okruženje- ljudi, telekomunikacije i telemetrija.

Izlazi modela opisuju rezultate aktivnosti sistema, a ulazi opisuju resurse i ograničenja.

Grafički model „crne kutije“ sistema „pametne kuće“ prikazan je na slici 1.

Evo načina da eliminišete nedostatke sistema pametne kuće:

Da bi se spriječila korozija, potrebno je održavati optimalni odn validni parametri mikroklima, kao i obavljanje preventivnog održavanja telemetrijske opreme koja se nalazi na ulici;

potrebno je osigurati efikasno uzemljenje kako bi se spriječilo da automatika napusti trostruku pri udaru groma, kao i uključiti uređaje u sistem zaštitno isključivanje, radi kada dođe do kratkog spoja;

potrebno je osigurati redovnost Održavanje da se eliminiše mogućnost kontaminacije kontrolera i centralni sistem kontrole i kao posljedica neuspjeha.

Slika 1. Model crne kutije sistema pametne kuće.

2 Analiza sastava objekta

Razmotrimo unutrašnju komponentu modela „crne kutije“, iz koje smo apstrahovali gore. Za to je potrebno izgraditi model sastava sistema. Odozdo je ograničen onim što se smatra elementom, a odozgo granicom sistema. Nakon detaljnijeg razmatranja, možemo podijeliti sistem "pametne kuće" na podsisteme, koji su zauzvrat podijeljeni na elemente. Ova podjela je subjektivna i zavisi od nivoa detalja u razmatranju sistema. U nastavku, na slici 2 prikazan je model sastava sistema pametne kuće.

Slika 2. Model sastava sistema pametne kuće

1.3 Namjena i karakteristike sastavnih elemenata objekta

Modem je uređaj za komunikaciju između računara (koji kontroliše čitav sistem pametne kuće) i korisnika izvan kuće.

Mini-računalo - dizajnirano za obavljanje proračuna, kontrole trajanje baterije„pametna kuća“, kao i za ljudsku kontrolu komponenti sistema. Mora imati rezervu ram memorija za analizu velikih količina telemetrije, kao i dobar procesorski resurs za obradu telemetrijskih podataka u najkraćem mogućem roku.

Koncentrator - neophodan za koncentrisanje svih signala iz kontrolera. Dovoljno je čvorište za 8 portova.

Kontrolna tabla - dizajnirana za kontrolu scenarija pametnog doma. Mora imati veliku rezervu trajanja baterije i dovoljan domet. Tablet ili telefon sa instaliranim softver. Ovo će nam omogućiti da ujedinimo element.

Univerzalna kontrolna jedinica - neophodna za prikupljanje telemetrijskih parametara, njihovo prenošenje na mini-računalo i uključivanje izvršnih jedinica, odabire se na osnovu zadataka koji se izvršavaju i lako se programira za traženi zadatak.

Cirkulaciona pumpa- neophodna za cirkulaciju vruća voda grijanje u cijeloj kući, bira se u odnosu na zapreminu i spratnost grijane prostorije.

Klima uređaj - obavlja funkciju i napajanja i izduvna ventilacija, vlaži vazduh, održava podešenu temperaturu.

Grijanje oluka - grijaći element za podršku olujni sistem u radnom stanju tokom zimskih meseci.

Plinski kotao - obezbjeđuje potrebna temperatura voda za grijanje kuce.

Uređaj za zatvaranje vode - neophodan za hitno zatvaranje dovoda vode.

Uređaj za zatvaranje dovoda plina - neophodan za hitno zaustavljanje dovoda plina.

Uređaj za isključenje preostale struje - neophodan za hitno isključenje napajanja električnom energijom.

Podešavanje svjetline - potrebno za podešavanje svjetline osvjetljenja na udobniju u ovom trenutku.

Meteorološki senzor - neophodan za određivanje meteoroloških parametara okoline.

Senzor tame - određuje stepen osvjetljenja i prenosi informacije do kontrolera.

Senzor temperature - određuje temperaturu u prostoriji i prenosi informacije do kontrolera.

Senzor curenja CO2 - detektuje prisustvo u vazduhu ugljen monoksid i prenosi informacije o tome kontroloru.

Senzor curenja vode - detektuje curenje vode kada se cijevi puknu ili zaporni ventili i prenosi informacije o tome kontroloru.

Senzor preopterećenja sistema - detektuje i prenosi informacije o preopterećenju kućnog sistema napajanja radi isključivanja u nuždi.

Senzor pokreta - određuje lokaciju unutar senzora pokreta i prenosi informacije za uključivanje (isključivanje) rasvjete.

2 Model strukture sistema

1 Definicija elemenata i odnosa između njih

Da bi sistem funkcionisao i ispunjavao zadatke koji su mu dodeljeni, potrebno je pravilno povezati sve delove zajedno, odnosno, uopšteno govoreći, uspostaviti određene veze - odnose - između elemenata. Lista bitnih veza između elemenata sistema naziva se model strukture sistema. Komunikacija, sa stanovišta strukture sistema, čini upravo ovu strukturu.

Model strukture sistema pametne kuće koji se razmatra prikazan je u tabeli 1

Tabela 1 - Model strukture sistema “pametne kuće”.

2 Analiza veza između elemenata sistema

Za veze usmjerene u jednom smjeru, na primjer, senzor - univerzalna upravljačka jedinica, odabiremo dvožični bakreni par, to je dovoljno za prijenos informacija sa senzora na upravljačku jedinicu.

Za dvosmjernu komunikaciju koja ne uključuje prijenos velike količine informacija, prikladan je četverožilni bakreni kabel upletene parice.

Za razmjenu informacija između upravljačke jedinice i čvorišta koristimo mrežni kabl, koji omogućava prijenos podataka velika količina informacije.

Za prijenos koncentriranog toka informacija prikladna su optička vlakna, koja će vam omogućiti brz prijenos svih informacija.

Prikazani odnosi su dinamični. Također treba napomenuti da je element “hub” u suštini veza između univerzalnih upravljačkih jedinica koje prikupljaju informacije i prenose ih do miniračunala i nazad, kada miniračunalo prenosi svoju reakciju na parametre koji su mu preneseni.

Blok dijagram sistema

1 Izrada blok dijagrama uređaja

Blok dijagram uređaja je kombinacija modela “crne kutije”, modela sastava sistema i strukture sistema. U suštini, otvaramo crnu kutiju i prelazimo sa “ulaz-izlaz” modela na “živi” model u kojem je bitan sastav sistema i interakcija svih elemenata sistema, a ne samo interakcija sistema. sa okolinom.

Strukturni dijagram sistema odražava sastav sistema i veza, a takođe prikazuje pravac ovih veza, što odražava zavisnost blokova sistema jedan od drugog.

Prije modeliranja unutrašnja struktura, odnosno, prije nego što upišete i povežete komponente jedne s drugima, morate odrediti i razumjeti zašto su te komponente potrebne (kako ne biste uključivali nepotrebne komponente i veze između njih). Na osnovu toga se prvo moraju propisati funkcije komponenti, zatim se propisuje redoslijed komponentnih funkcija neophodnih za ispoljavanje integrativnog svojstva sistema.

Dakle, svi dosadašnji konstruisani modeli doveli su nas do izgradnje smislenog strukturnog dijagrama sistema „pametne kuće“, odbacujući sve nepotrebne elemente i podsisteme.

Blok dijagram sistema pametne kuće prikazan je na slici 3.

Slika 3. Blok dijagram sistema pametne kuće

3.2 Razvoj hijerarhijske strukture uređaja

Radom čitavog sistema upravlja mini kompjuter. To je glavni element sistema, odgovoran za logiku i obradu informacija. Zauzvrat, miniračunalo reaguje na očitavanja senzora koja mu se prenose i, u skladu s tim, donosi odluke o uključivanju određenih izvršnih jedinica, a također implementira scenarije ponašanja sistema koji su ugrađeni u njega.

Univerzalna upravljačka jedinica u svim predstavljenim podsistemima obrađuje informacije koje se prenose sa senzora i dalje ih prenosi do miniračunara, koji će donijeti odluku o akciji. Univerzalni blok će zauzvrat, nakon što dobije odgovor od miniračunara na osnovu obrađenih podataka senzora, implementirati odluka miniračunalo (na primjer, otvara električni ventil i uključuje plinski kotao dok temperatura u kući ne poraste).

Da bismo reagovali na okolinu, potrebno je da bilježimo promjene u okolini, za to su dizajnirani senzori (senzor temperature, senzor curenja plina, senzor curenja vode itd.) Senzori su ti koji reagiraju na promjene u okolini i daju informacije na osnovu kojih se gradi logika miniračunara.

Upravljanje sistemom može se opisati korištenjem sljedećih stratuma: odgovor senzora na promjene u okruženju -> generiranje signala od univerzalne kontrolne jedinice do miniračunara -> donošenje odluka od strane miniračunara i generiranje signala odgovora -> prijem signala signal univerzalne upravljačke jedinice -> implementacija logike.

4. Opis rada sistema

Sigurnosni podsistem prati curenje vode, curenje ugljičnog monoksida i preopterećenje sistema, jer se u klimatskom podsistemu svi podaci prikupljeni sa senzora prenose do miniračunara, koji ih obrađuje i donosi odluku o isključivanju dovoda vode, plina ili struja podsistem pametne kuće

Podsistem za kontrolu rasvjete prikuplja informacije o količini svjetlosti, kao io prisutnosti osobe, a ovisno o prikupljenim informacijama, mini-računalo pomoću kontrole jačine osvjetljenja omogućava vam da odaberete najudobniji i najisplativiji način osvjetljenja. .

Kontrolna tabla vam omogućava da intervenišete automatizovano upravljanje kući i postavite željene parametre, na primjer, povećajte temperaturu u kući. Također možete programirati kuću za određene scenarije pomoću daljinskog upravljača. Na primjer, do određenog vremena povećajte temperaturu u kući, tako će biti moguće uštedjeti resurse za grijanje kada nema nikoga u kući i postići ugodna temperatura, do trenutka kada bi se vlasnici trebali vratiti kući. Također možete postaviti scenarije osvjetljenja: zabava, odmor, odmor, itd. Jedini podsistem koji se ne može kontrolisati na daljinu je sistem kontrole sigurnosti; on mora funkcionirati autonomno kako bi se izbjegao ljudski faktor.

Zaključak

Sistem razvijen u predmetnom projektu je isplativ i prilično jednostavan za implementaciju. U toku ovog rada identifikovao sam i doradio slabe strane sistemima.

Zahvaljujući postupnom dizajnu od modela “crne kutije” do izrade strukturnog dijagrama sistema, uzete su u obzir sve nijanse sistema.

On početna faza prilikom projektovanja modela „crne kutije“ postavljeni su ciljevi i zadaci koje sistem treba da obavlja, što je omogućilo da se koncentriše na pojedine funkcije, a zanemari druge, da se postavi nivo detalja i apstrakcije. To je omogućilo da se ne gubi vrijeme na razradu nepotrebnih i beznačajnih detalja za odabrani nivo detalja.

Nakon što smo dalje odredili sastav sistema, mogli smo da se koncentrišemo na ono od čega se sistem sastoji, na njegove pojedinačne podsisteme i elemente. Daljnjim definisanjem veza, dobili smo kompletan i potpuno funkcionalan, u odnosu na odabrani nivo detalja.

Kao rezultat toga, praktično smo potvrdili važnost izgradnje modela „crne kutije“, sastava sistema, strukture sistema i strukturnog dijagrama sistema radi uštede vremena, resursa i detaljnijeg proučavanja sistema sa odabrani nivo detalja, koji vam omogućava da dizajnirate bolji i savršeniji sistem, ali morate imati na umu da će greška učinjena u ranijoj fazi imati ozbiljniji uticaj na sistem.

Bibliografija

Gulyakina N.A. Opća teorija sistema [Elektronski izvor]: elektronski obrazovni i metodički kompleks. - Mn.: BSUIR, 2007 (Odjel za intelektualno informacione tehnologije)

Ergatički sistemi. Priručnik iz discipline “Ergatički sistemi” za studente. svim oblicima obuke specijalni 1-58 01 01 Inženjersko-psihološka podrška informacionih tehnologija i 1-40 05 01-09 informacioni sistemi i tehnologiju (u pružanju industrijska sigurnost). / L.P. Pilinevič, N.V. Shcherbina, K. D. Yashin. - Minsk: BSUIR, 2015. - 92 str.

Kreativni projekat
Kreativni projekat
"pametna kuća"
"pametna kuća"
Pripremio učenik 7. razreda
Kutsenko Kristina

1. Problemska situacija
Na časovima tehnologije postavljano nam je pitanje šta je
složen sistem Kontrola pametnog doma?
Otkucao sam ove riječi u internet pretraživač
i dobio mnogo linkova i sajtova na kojima možete
pronađite informacije. Proučavao sam ih i shvatio da je ovo
sistem
moderne tehnologije stvarno
čini kuću pametnom. Na primjer, korištenjem uređaja
možete kontrolisati svjetlo. Odlučio sam da saznam više
prednosti ovakvog sistema i reci roditeljima.
U našoj kući također trebamo ugraditi razne
uređaja, ali kakve - pokušaću da saznam.

2. Cilj projekta
With
Upoznajte se
mogućnosti
Smart Home sistemi i razmislite
primjena elemenata ovog sistema
za naš dom.

3. Ciljevi projekta
sveobuhvatan
posvećeno
1. Prikupite potrebne informacije na stranicama
internet,
sistem
Kontrola "pametne kuće".
2.Analizirati potrebe za upravljanjem našim
kući koristeći razne senzore.
3. Kreirajte listu (listu) naših problema.
4. Pronađite tehnologije prikladne za naš dom.
5. Odredite šta znači da ih implementirate
naša porodica ima.

Lukyanenko E.A. MKOU srednja škola br. 256, Fokino

4.Istraživanje






Upoznao sam se sa relevantnim internet stranicama, sa kojih sam saznao više o čemu
uključeni u koncept "pametne kuće". Pošto mi je ovo veoma interesantno pitanje,
Okrenuo sam se tati za pojašnjenje. Ispostavilo se da je u pitanju sistem kućne automatizacije,
kancelarije, stanove, uključujući sledeće komponente:
kontrola svjetla;
ugradnja raznih senzora prisutnosti, pokreta, svjetla itd.;
kontrola roletni i roleta;
kontrola ventilacije i klimatizacije;
kontrola klime i grijanja;
multiroom sistemi (distribucija audio, video signala raznih izvora V
različite sobe);
sigurnost i protivpožarni sistemi kod kuće (uključujući uz obavještenje o
dešava se putem bilo kojeg kanala komunikacije);
upravljanje drugim uređajima koji se mogu priključiti na zajednički sistem;
mogućnost centralizovanog upravljanja "Pametnom kućom" putem računara,
Internet, preko daljinskog upravljača, mobilni telefon.



Sistem Smart Home je dizajniran i montiran pojedinačno za svakog
potrošača. To rade profesionalci. Sami napravite takav sistem u svom domu
To je skoro nemoguće uraditi. Neki od gore navedenih sistema možda nisu
instalirajte ili, obrnuto, dodajte nove.

6.Odabir specifičnih sistema
Za smanjenje troškova sistema Smart Home za
može se osnovati naša porodica pojedinačni elementi.
Nije potrebno sve kombinovati u jednu celinu. dakle,
opremivši kuću takvim komponentama sistema kao što su
kontrolu
vatrogasci
alarmni sistem, senzori za curenje vode i gasa, mi
Uštedjet ćemo energiju i pružiti zaštitu
materijal
akcije
uljezi, faktori koje je napravio čovjek, od uticaja
ljudski faktor. I takođe želim da bude
uređaj koji kontroliše temperaturu vazduha.
imovine
od
rasvjeta,
sigurnost
I
Svim ovim se može upravljati pomoću
daljinski upravljač