विषय पर कंप्यूटर विज्ञान और आईसीटी (ग्रेड 7) पर अनुसंधान परियोजना स्मार्ट होम परियोजना। विषय पर प्रस्तुति: "स्मार्ट होम। स्मार्ट होम - "इंटेलिजेंट बिल्डिंग" या "स्मार्ट होम" की अवधारणा में शामिल सभी उपकरण पारंपरिक स्विच से भिन्न हैं,"

पूर्व दर्शन:

रचनात्मक खोजों और पहलों का महोत्सव "लियोनार्डो"

अनुसंधान कार्य

« Arduino परिवेश में स्मार्ट होम प्रोजेक्ट»

द्वारा तैयार:

लिवेन्स्की वादिम निकोलाइविच,

छठी कक्षा का छात्र

कार्य प्रमुख:

मेलनिकोवा तात्याना अलेक्जेंड्रोवना,

आईटी-शिक्षक

नगर शैक्षणिक संस्थान "मंटुरोव्स्काया सेकेंडरी स्कूल"

कुर्स्क, 2017

परिचय

हर साल "स्मार्ट होम" विषय अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है और, अपने समय में एक कार की तरह, एक बुद्धिमान घर एक विलासिता नहीं, बल्कि एक आवश्यकता बनता जा रहा है। पूर्व खिलौनों से, स्मार्ट ऑटोमेशन एक अभिन्न अंग के रूप में विकसित हो रहा है आधुनिक मकान. और हर साल नियंत्रण प्रणाली अधिक से अधिक जटिल होती जाती है। इस विषय ने हमें आपके अपने घर में रहने को अधिक आरामदायक और सुरक्षित बनाने की क्षमता के बारे में बताया।

हमारा मुख्य लक्ष्य वैज्ञानिकों का काम"स्मार्ट हाउस" विषय पर स्कूली बच्चों के लिए सुलभ और समझने योग्य रूप में एक आधुनिक बुद्धिमान भवन प्रबंधन प्रणाली की संभावना का अध्ययन और विचार करना है।

परिकल्पना: यदि आप स्मार्ट होम प्रणाली की क्षमताओं का अध्ययन करते हैं, तो आप उन्हें पर्यावरण में लागू कर सकते हैंArduino आधारित कोड।

लक्ष्य: स्मार्ट होम सिस्टम की क्षमताओं से परिचित हों और पर्यावरण में सिस्टम तत्वों के उपयोग को लागू करें Arduino।

अनुसंधान के उद्देश्य:

• के संबंध में आवश्यक जानकारी एकत्रित करें एकीकृत प्रणाली"स्मार्ट होम" नियंत्रण;
• पर्यावरण में सिस्टम नियंत्रण का अपना स्वयं का एनालॉग बनाएं Arduino।

अध्ययन का उद्देश्य:तार - रहित संपर्क (Arduino वातावरण) प्रोग्राम कोड पर आधारित है.

अध्ययन का विषय:

• इंजन नियंत्रण प्रक्रिया;
• जलवायु और तापन तथा अन्य उपकरणों को नियंत्रित करने की प्रक्रिया जिन्हें एक सामान्य प्रणाली से जोड़ा जा सकता है।

तलाश पद्दतियाँ:विषय पर सामग्री का संग्रह, उसका विश्लेषण और प्रसंस्करण।

1. संकल्पना स्मार्ट घर

आइए अतीत पर नजर डालें। प्राचीन काल में, प्रकृति द्वारा निर्मित स्थान मनुष्यों के निवास स्थान थे। प्राचीन लोगों के घर गुफाओं में होते थे। यहाँ तक कि पेड़ों पर भी पत्थरों से बने घर हैं। उत्तर दिशा में घर हैं. यह प्लेग है, जो हिरण की खाल से बना है। चट्टानों में घर हैं. यह बहुत ही असामान्य और दिलचस्प है. फिर, सामग्री प्रसंस्करण के तरीकों के विकास के साथ, जब लोगों ने कुल्हाड़ी और आरी बनाना सीखा, तो लकड़ी से घर बनने लगे। घर लकड़ी के हो गये। लेकिन हम परियों की कहानियों में भी देखते हैं विभिन्न घर. मुर्गे की टांगों पर प्रसिद्ध झोपड़ी। राजाओं और राजकुमारों के महल. कैसे अधिक लोगवे अपने निर्माण के लिए सामग्री और तरीके लेकर आए, उतने ही अधिक नए घर पैदा हुए। ईंट, अपार्टमेंट इमारतें. आजकल लोगों के पास ढेर सारा ज्ञान संचित है और वे कुछ नया करने का प्रयास करते हैं। लोग साधारण घरों से स्मार्ट घर बनाने लगे।

स्मार्ट हाउस (इंग्लैंड इंटेलिजेंट बिल्डिंग) - आवासीय भवन आधुनिक प्रकार, स्वचालन और उच्च तकनीक उपकरणों की मदद से मानव निवास के लिए व्यवस्थित किया गया। एक "स्मार्ट" घर को एक ऐसी प्रणाली के रूप में समझा जाना चाहिए जो सभी उपयोगकर्ताओं के लिए आराम (सुरक्षा सहित) और संसाधन संरक्षण प्रदान करती है। सबसे सरल मामले में, इसे घर में होने वाली विशिष्ट स्थितियों को पहचानने और उनके अनुसार प्रतिक्रिया देने में सक्षम होना चाहिए: सिस्टम में से एक पूर्व-विकसित एल्गोरिदम के अनुसार दूसरों के व्यवहार को नियंत्रित कर सकता है।

इस मामले में, टीवी देखते समय कई रिमोट कंट्रोल, प्रकाश को नियंत्रित करते समय दर्जनों स्विच का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है। अलग-अलग ब्लॉक मेंवेंटिलेशन और हीटिंग सिस्टम, वीडियो निगरानी प्रणाली आदि को नियंत्रित करते समय बर्गलर अलार्म, मोटर चालित द्वार और बहुत कुछ।

विश्लेषकों के अनुसार, बाजार स्मार्ट घरसक्रिय रूप से विकसित हो रहा है। 2020 तक, कुल वैश्विक बाजार की मात्रा 51.77 बिलियन डॉलर तक पहुंच जाएगी। 2013 से 2020 की अवधि के दौरान, औसत वार्षिक बाजार विकास दर 17.74% होगी। विदेशों में इस उद्योग में मुख्य खिलाड़ी सीमेंस एजी (जर्मनी) हैं। शिनाईज़ेर इलेक्ट्रिकएसए (फ्रांस), टेलेटास्क (बेल्जियम), एबीबी लिमिटेड। (स्विट्जरलैंड), इंगरसोल-रैंड पीएलसी (आयरलैंड), टायको इंटरनेशनल लिमिटेड। (स्विट्जरलैंड), एमर्सन इलेक्ट्रिक कंपनी। (यूएसए), लेग्रैंड एस.ए. (फ्रांस), क्रेस्ट्रॉन इलेक्ट्रॉनिक्स, इंक. (यूएसए), ल्यूट्रॉन इलेक्ट्रॉनिक्स, इंक. (यूएसए), कंट्रोल4 कॉर्पोरेशन (यूएसए), आदि।

रूसी बाज़ार की मात्रा बहुत अधिक मामूली है। 2012 में, हमारे देश में बाज़ार की मात्रा 56 मिलियन यूरो या 2.3 बिलियन रूबल से अधिक हो गई। 2013 में, प्रारंभिक अनुमानों के अनुसार, बाजार 30% बढ़कर 65 मिलियन यूरो या लगभग 3 बिलियन रूबल हो गया। 2017 तक इसकी कुल मात्रा 176 मिलियन यूरो या 7.9 बिलियन रूबल तक पहुंच सकती है.

पिछली शताब्दी के सत्तर के दशक में पैदा हुई "स्मार्ट होम" की अवधारणा मुख्य रूप से ऊर्जा बचाने पर केंद्रित थी। यह अवधारणा एक आवासीय भवन में विभिन्न सेंसरों की नियुक्ति पर आधारित थी जो यह निर्धारित करती थी कि कमरे में कोई है या नहीं, जिससे कमरे में लोगों की उपस्थिति के आधार पर रोशनी को चालू और बंद करना संभव हो गया। के रूप में उच्च प्रौद्योगिकी, अवधारणा ने अतिरिक्त क्षमताएं हासिल करना शुरू कर दिया।

आज स्मार्ट होम सिस्टम लागू हो गया हैप्रकाश नियंत्रण , हीटिंग और वेंटिलेशन, सुरक्षा और वीडियो निगरानी, ​​ऑडियो और वीडियो उपकरण, घर का सामान, में जलवायु सर्दियों का उद्यान, लॉन में पानी देना और पूल की सफाई करना, खिड़कियां और गेट खोलना, आपातकालीन स्थिति में गैस और पानी बंद करना आदि। इस मामले में, मानवीय भागीदारी न्यूनतम हो जाती है।

एक बुद्धिमान घर अच्छा होता है क्योंकि यह ऊर्जा संसाधनों के उपयोग के लिए एक स्मार्ट दृष्टिकोण प्रदान करता है। प्रकाश व्यवस्था की लागत को अनुकूलित करने के लिए उपयोगिता कक्षघर पर, मोशन सेंसर स्थापित करना संभव है जो केवल किसी व्यक्ति की उपस्थिति में स्वचालित रूप से रोशनी चालू करता है। या, उदाहरण के लिए, हीटिंग सिस्टम यह सुनिश्चित करता है कि रात में और मालिकों की अनुपस्थिति के दौरान घर में तापमान गिर जाए। और वेंटिलेशन सिस्टम केवल समय-समय पर, निर्दिष्ट समय अंतराल पर चालू होगा। साथ ही, हमें यह याद रखना चाहिए कि पैसे की महत्वपूर्ण बचत के अलावा, ऊर्जा का सावधानीपूर्वक उपयोग पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने में महत्वपूर्ण योगदान देता है। एक स्मार्ट होम सिस्टम एक अमूल्य सेवा प्रदान कर सकता है और आपको पानी के रिसाव, गैस रिसाव या आग की स्थिति में महत्वपूर्ण खर्चों से बचा सकता है, स्थापित जल रिसाव सेंसर, बाढ़ सेंसर और एक स्मोक डिटेक्टर के लिए धन्यवाद। आख़िरकार, एक आकस्मिक दुर्घटना से संपत्ति को नुकसान हो सकता है और मरम्मत बर्बाद हो सकती है। बुद्धिमान ऊर्जा मीटरिंग और नियंत्रण प्रणालियाँ न केवल पानी या गैस को बंद करने में सक्षम होंगी, बल्कि मालिक को घटना के बारे में समय पर सूचित भी करेंगी। और, निःसंदेह, हमें सुरक्षा अलार्म के बारे में नहीं भूलना चाहिए, जो उल्लंघन के मामले में होता है सार्वजनिक व्यवस्थाआपको पुलिस विभाग को कॉल स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

"स्मार्ट होम" का माइक्रॉक्लाइमेट उच्च सटीकता के साथ इनडोर वायु मापदंडों की निगरानी करता है और इसे प्रोग्राम के अनुसार या उपयोगकर्ता के आदेशों के अनुसार समायोजित करता है। एयर कंडीशनिंग और हीटिंग सिस्टम के केंद्रीकृत नियंत्रण की गारंटी आरामदायक स्थितियाँवर्ष के किसी भी समय रहने के लिए। सिस्टम शामिल है मजबूर वेंटिलेशनया कमरों को हवादार बनाने के लिए खिड़कियाँ खोलता है।

में सामान्य रूपरेखा, सिस्टम में निम्नलिखित तत्व शामिल हैं:

• विशेष नियंत्रक या कंप्यूटर (पूरे सिस्टम को नियंत्रित करता है)
• कई सेंसर (नियंत्रक को सूचना प्रेषित करते हैं)
• एक्चुएटर्स (नियंत्रक के आदेश पर, वे विभिन्न वस्तुओं को नियंत्रित करते हैं, उदाहरण के लिए गेराज दरवाजे)
• बिजली की आपूर्ति (सिस्टम के सभी तत्वों के लिए निर्बाध बिजली आपूर्ति प्रदान करें)
• संचार लाइनें (उपरोक्त सभी उपकरणों को कनेक्ट करें)

सिस्टम निम्नानुसार काम करता है. कई सेंसर और एक्चुएटर नियंत्रक से जुड़े हुए हैं। निम्नलिखित का उपयोग संचार लाइनों के रूप में किया जा सकता है: अलग से बिछाए गए तार, मौजूदा विद्युत तार या एक रेडियो चैनल। उपयोगकर्ता अपनी आवश्यकताओं के अनुरूप नियंत्रक के ऑपरेटिंग एल्गोरिदम को अनुकूलित करता है। प्रति सेकंड सैकड़ों बार, नियंत्रक सेंसरों का सर्वेक्षण करता है जो सभी स्मार्ट होम सिस्टम की स्थिति की निगरानी करते हैं। इन सेंसरों से मतदान करने के बाद, सिस्टम स्थिति का विश्लेषण करता है और उपयोगकर्ता द्वारा दी गई सेटिंग्स के आधार पर कोई न कोई निर्णय लेता है। कार्यकारी मॉड्यूल और सिस्टम कमांड प्राप्त करते हैं और संबंधित उपकरणों को चालू/बंद करते हैं: प्रकाश व्यवस्था, सुरक्षा प्रणाली, एयर कंडीशनिंग, हीटिंग, पानी की आपूर्ति, आदि।

के अलावा स्वचालित मोडसिस्टम को स्वायत्त रूप से भी नियंत्रित किया जाता है, उदाहरण के लिए, "स्मार्ट" लर्निंग रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके। यूनिवर्सल रिमोट कंट्रोल रिमोट कंट्रोलआप न सिर्फ अपने टीवी और होम थिएटर को भी कंट्रोल कर सकते हैं. इसकी मदद से, किसी भी "स्मार्ट होम" फ़ंक्शन को सक्रिय करना आसान है: विभिन्न सेट करेंप्रकाश परिदृश्य , द्वार खोलना और बंद करना, घर को बाँटना, आदि।

सबसे प्रभावशाली बात यह है कि सिस्टम को इंटरनेट (उपयोग करके) के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है ईमेल) या मोबाइल संचार(एसएमएस संदेशों का उपयोग करके)। उदाहरण के लिए, काम पर बैठकर, आप अपने घर लौटने की तैयारी करने का आदेश दे सकते हैं - सिस्टम चालू करें"वातावरण नियंत्रण" , फर्श को गर्म करना, सौना को गर्म करना, आदि।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि "स्मार्ट होम" के सभी इंजीनियरिंग सबसिस्टम स्वायत्त रूप से काम करने में सक्षम होने चाहिए। यदि सबसिस्टम में से एक विफल हो जाता है, तो पूरा सिस्टम समस्या को ठीक करने में सक्षम नहीं होगा, क्योंकि "स्मार्ट होम" अन्य इंजीनियरिंग सिस्टम पर एक अधिरचना है।

दुनिया की सबसे स्मार्ट इमारतें

दुनिया की पहली "बौद्धिक" इमारत टोक्यो में जापानी प्रोफेसर केन सकामुरा का "सिंहासन घर" थी, जिसे 1980 के दशक के अंत में बनाया गया था। जब ताज़ा हवा आती थी तो मौसम सेंसर खिड़कियाँ खोल देते थे और गर्म होने पर एयर कंडीशनिंग चालू कर देते थे; यदि रेडियो बहुत तेज़ बजता है, तो खिड़कियाँ स्वचालित रूप से बंद हो जाती हैं ताकि पड़ोसियों को परेशानी न हो; यदि फ़ोन बजता है, तो कंप्यूटर ऑडियो सिस्टम का वॉल्यूम कम कर देता है, इत्यादि।

आज का सबसे प्रसिद्ध और महंगा ($100 मिलियन) माइक्रोसॉफ्ट कॉरपोरेशन के प्रसिद्ध निर्माता बिल गेट्स नामक व्यक्ति के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में बनाया गया घर था। यह एक बहुमंजिला विला है, जो सबसे "उन्नत" उपकरणों से सुसज्जित है। इमारत में सब कुछ कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित और नियंत्रित है इंजीनियरिंग उपकरण, का समर्थन किया इष्टतम माइक्रॉक्लाइमेटहर कमरे में. घर में प्रवेश करने पर, प्रत्येक आगंतुक को एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक बैज प्राप्त होता है, जो घर की सभी सूचना सेवाओं से कनेक्शन प्रदान करता है। भविष्य में, यह आइकन सेंसर को बताता है कि अतिथि कहां है ताकि घर उसकी सभी इच्छाओं को पूरा कर सके। अंधेरे में, हर किसी के साथ प्रकाश की एक चलती हुई लहर होती है, और दीपक एक व्यक्ति से जितना दूर होगा, उसकी चमक उतनी ही कम होगी।

सभी दीवारें अंतर्निर्मित टेलीविजन स्क्रीन से सुसज्जित हैं। उसी सार्वभौमिक नियंत्रण कक्ष का उपयोग करके, पेंटिंग, वीडियो, फिल्मों और टेलीविजन कार्यक्रमों के विशाल संग्रह से कोई भी छवि स्क्रीन पर प्रदर्शित की जाती है।स्वचालित जलवायु नियंत्रण प्रणाली , प्रकाश , टेलीफोन और कई अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणोंतार्किक पूर्णता के लिए लाया गया, लेकिन साथ ही एक व्यक्ति अपने घर के इलेक्ट्रॉनिक "मस्तिष्क" का "गुलाम" नहीं बनता है, क्योंकि किसी भी क्षण वह पारंपरिक "मैनुअल" नियंत्रण में लौट सकता है - "पुराने जमाने" के स्विच सह-अस्तित्व में हैं इलेक्ट्रॉनिक पैनलों के बगल में शांतिपूर्वक।

2. प्रयोग करना.

विकसित करने में "स्मार्ट होम" परियोजना Arduino 1.8.1 का उपयोग किया गया

अरुडिनो प्रोग्राम - निर्माण के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का ब्रांड सरल प्रणालियाँस्वचालन औररोबोटिक , गैर-पेशेवर उपयोगकर्ताओं के लिए लक्षित। सॉफ़्टवेयर भाग में एक मुफ़्त सॉफ़्टवेयर शेल होता है (आईडीई ) प्रोग्राम लिखने, उन्हें संकलित करने और प्रोग्रामिंग हार्डवेयर के लिए। हार्डवेयर माउंटेड का एक सेट हैप्रिंटेड सर्किट बोर्ड्स , आधिकारिक निर्माता और तृतीय-पक्ष निर्माताओं दोनों द्वारा बेचा जाता है। पूरी तरहखुली वास्तुकला सिस्टम आपको Arduino उत्पाद लाइन को स्वतंत्र रूप से कॉपी या पूरक करने की अनुमति देता है। Arduino का उपयोग स्वायत्त स्वचालन ऑब्जेक्ट बनाने और मानक वायर्ड और वायरलेस इंटरफेस के माध्यम से कंप्यूटर पर सॉफ़्टवेयर से कनेक्ट करने के लिए किया जा सकता है।

Arduino प्रोग्राम का उपयोग बुनियादी कमांड निष्पादित करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि एलईडी डिवाइस को फ्लैश करना, या जटिल कार्य, जैसे इंटरनेट पर डेटा संचारित करना। कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपलब्ध है विभिन्न योजनाएँ Arduino।

ये विस्तार बोर्ड उन पर स्थापित पिन कनेक्टर के माध्यम से Arduino से जुड़े हुए हैं। एकीकृत डिज़ाइन वाले कई बोर्ड हैं जो पिन स्ट्रिप्स के माध्यम से एक स्टैक में प्रोसेसर बोर्ड और विस्तार कार्ड के संरचनात्मक रूप से कठोर कनेक्शन की अनुमति देते हैं। Arduino अवधारणा में कोई आवास या माउंटिंग संरचना शामिल नहीं है। डेवलपर इंस्टॉलेशन विधि चुनता है और यांत्रिक सुरक्षास्वयं भुगतान करें.

प्रोग्रामिंग भाषा

Arduino प्रोग्रामिंग भाषा मानक हैसी++ (संकलक का उपयोग किया गयाAVR-जीसीसी ).

प्रोजेक्ट में मानक C++ फ़ाइलें बनाना और कनेक्ट करना भी संभव है।

सबसे सरल Arduino प्रोग्राम में दो फ़ंक्शन होते हैं:

• स्थापित करना() : माइक्रोकंट्रोलर प्रारंभ होने पर फ़ंक्शन को एक बार कॉल किया जाता है।
• कुंडली() : जब भी माइक्रोकंट्रोलर चल रहा होता है, तब फ़ंक्शन को अंतहीन लूप में सेटअप() के बाद कॉल किया जाता है।

प्रणाली या व्यवस्था विवरण

के लिए विद्युत सर्किट "स्मार्ट घर" निम्नलिखित तत्वों का उपयोग किया गया:

थीसिस की प्रासंगिकता स्वचालित स्मार्ट होम सिस्टम में वॉयस इंटरफ़ेस स्थापित करना घर में सभी मौजूदा इंजीनियरिंग प्रणालियों को नियंत्रित करने की क्षमता से जुड़ी है: बिजली आपूर्ति, प्रकाश व्यवस्था, हीटिंग, वेंटिलेशन इत्यादि। आवाज से लगभग सभी को नियंत्रित किया जा सकता है इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, कोई भी इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और घर में कोई भी कार्य, परिदृश्य और दृश्य।

थीसिस का उद्देश्य वॉयस इंटरफ़ेस की स्थापना, योग्यता के प्रकार, साथ ही स्वचालित "स्मार्ट होम" सिस्टम में वॉयस इंटरफ़ेस के संचालन के लिए दृश्य सहायता के लिए एक उपकरण के निर्माण का विस्तार से अध्ययन करना है।

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित कार्यों को हल करना आवश्यक है:

स्वचालित स्मार्ट होम प्रणाली की विस्तृत विश्लेषणात्मक समीक्षा करें

अध्ययन का विषय आवाज नियंत्रण के उपयोग और विन्यास का विश्लेषण है।

तलाश पद्दतियाँ। इस विषय का अध्ययन करने के लिए विश्लेषणात्मक और व्यावहारिक तरीकों का उपयोग किया गया।

पहला अध्याय स्वचालित स्मार्ट होम सिस्टम में वॉयस इंटरफ़ेस सिस्टम के वर्गीकरण, उनके फायदे और नुकसान, इंजीनियरिंग सिस्टम और प्रकाश नियंत्रण प्रणाली पर चर्चा करता है। वाक् संश्लेषण और पहचान का भी विस्तार से अध्ययन किया गया। डिवाइस का एक योजनाबद्ध और कार्यात्मक आरेख विकसित किया गया है।

दूसरे अध्याय में सुरक्षा सावधानियों का वर्णन किया गया है रखरखावकंप्यूटर उपकरण, तकनीशियन के कार्यस्थल के लिए उपकरण आवश्यकताएँ और अग्नि सुरक्षा आवश्यकताएँ।

अध्याय 1. तकनीकी भाग. स्वचालित स्मार्ट होम सिस्टम में वॉयस इंटरफ़ेस स्थापित करना

1.1 विश्लेषणात्मक समीक्षा

1.1.1 स्वचालित "स्मार्ट होम" प्रणाली

चित्र की कल्पना करें: आप घर में प्रवेश करते हैं, रोशनी स्वचालित रूप से चालू हो जाती है और एक सुखद आवाज आपका स्वागत करती है। आप लापरवाही से माइक्रोफ़ोन की ओर एक वाक्यांश फेंकते हैं: "घर, मेरा कंप्यूटर चालू करो।" कुछ सेकंड के बाद, आपको अपने पीसी के कूलर की सामान्य सरसराहट सुनाई देती है।

हम सभी ने कभी विदेशी विज्ञान कथा फिल्मों में ऐसी ही तस्वीरें देखी हैं और सपना देखा है: "किसी दिन यहां भी ऐसा होगा।" मैं आपको खुश करने की जल्दबाजी करता हूं - जैसा आपने देखा वैसा ही कुछ अब और बिना किसी भारी लागत के महसूस किया जा सकता है।

“स्मार्ट होम (अंग्रेजी: डिजिटल होम) एक आधुनिक प्रकार का आवासीय स्वचालित घर है, जो उच्च तकनीक उपकरणों की मदद से लोगों के रहने की सुविधा के लिए व्यवस्थित किया जाता है। एक "स्मार्ट होम" को एक ऐसी प्रणाली के रूप में समझा जाना चाहिए जो किसी इमारत में होने वाली विशिष्ट स्थितियों को पहचानने और उनके अनुसार प्रतिक्रिया देने में सक्षम होनी चाहिए: एक सिस्टम पूर्व-विकसित एल्गोरिदम के अनुसार दूसरों के व्यवहार को नियंत्रित कर सकता है। एक बुद्धिमान इमारत की मुख्य विशेषता व्यक्तिगत उपप्रणालियों का एक नियंत्रित परिसर में एकीकरण है। "स्मार्ट होम" की एक महत्वपूर्ण विशेषता और संपत्ति जो इसे रहने की जगह को व्यवस्थित करने के अन्य तरीकों से अलग करती है, वह यह है कि यह रहने की जगह के साथ मानव संपर्क की सबसे प्रगतिशील अवधारणा है, जब कोई व्यक्ति एक आदेश और स्वचालन के साथ वांछित वातावरण निर्धारित करता है, बाहरी और आंतरिक स्थितियों के अनुसार, सभी इंजीनियरिंग प्रणालियों और विद्युत उपकरणों के ऑपरेटिंग मोड को सेट और मॉनिटर करता है। इस मामले में, टीवी देखते समय कई रिमोट कंट्रोल, प्रकाश को नियंत्रित करते समय दर्जनों स्विच, वेंटिलेशन को नियंत्रित करते समय अलग-अलग इकाइयों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है। तापन प्रणाली, वीडियो निगरानी और अलार्म सिस्टम, गेट और बहुत कुछ। स्मार्ट होम सिस्टम से सुसज्जित घर में, दीवार कुंजी (या रिमोट कंट्रोल, टच पैनल इत्यादि) पर एक क्लिक के साथ परिदृश्यों में से एक का चयन करना पर्याप्त है। घर के अंदर एक आरामदायक स्थिति सुनिश्चित करने के लिए घर आपकी इच्छा, दिन के समय, घर में आपकी स्थिति, मौसम, बाहरी प्रकाश व्यवस्था आदि के अनुसार सभी प्रणालियों के संचालन को समायोजित करेगा।

आवेदन के बावजूद, चाहे वह एक इमारत हो, एक असेंबली शॉप या एक मेट्रो ट्रेन, ऐसी प्रणालियों को लागू करने का लक्ष्य परिचालन लागत को कम करना है, यह सुनिश्चित करना है महत्वपूर्ण सूचना, बढ़ती सुरक्षा और आराम। यह समझने के लिए कि हाल के वर्षों में स्वचालन क्षमताएं कितनी बदल गई हैं और वे कैसे बदलती रहेंगी, हाल के वर्षों में हुई कुछ तकनीकी सफलताओं के महत्व को समझना महत्वपूर्ण है। डेवलपर्स अभी भी खड़े नहीं हैं. कुछ ही वर्षों में वे कितनी दूर तक चले जायेंगे, इसका अंदाजा पीछे देखकर ही लगाया जा सकता है।

मिनी कंप्यूटर और फिर सस्ते पर्सनल कंप्यूटर के नेटवर्क, जो फिर भी काफी जटिल समस्याओं को हल करने में सक्षम थे, व्यापक रूप से विकसित हुए। पेशेवर कार्य. सच है, तकनीकी प्रगति के रास्ते में कई गंभीर बाधाएँ थीं। न केवल विभिन्न उद्देश्यों के लिए स्वचालन प्रणालियाँ स्वायत्त थीं, बल्कि समान नियंत्रण कार्यों वाले विभिन्न निर्माताओं के सिस्टम, एक नियम के रूप में, एक दूसरे के साथ असंगत थे। विकास कंपनियों ने अपने स्वयं के बंद संचार प्रोटोकॉल का उपयोग किया और अन्य निर्माताओं के सिस्टम के साथ बातचीत के लिए इंटरफेस प्रदान नहीं किया। अलग-अलग कंपनियों की संपत्ति होने के कारण, संबंधित स्वचालन उत्पादों और प्रौद्योगिकियों को एक-दूसरे के साथ एकीकृत करना मुश्किल था। इस समस्या को हल करने के लिए, महंगे तकनीकी समाधानों की आवश्यकता थी जिसमें नया सॉफ़्टवेयर लिखना, नेटवर्क टोपोलॉजी बदलना और अतिरिक्त घटकों की खरीद शामिल थी।

इस प्रकार, एक निश्चित बिंदु पर, बाजार में स्वचालन के क्षेत्र में नए दृष्टिकोणों के सफल कार्यान्वयन के लिए वस्तुनिष्ठ पूर्वापेक्षाएँ विकसित हुईं।

समस्या के व्यापक समाधान के रूप में, सबसे पहले इंटेलिजेंस बिल्डिंग (बुद्धिमान इमारतें) सामने आईं, जिसका आधार संरचित केबल नेटवर्क था। सिस्टम ने टेलीफोन एक्सचेंज की जरूरतों के लिए उसी केबल को स्विच करना और उपयोग करना संभव बना दिया, संगणक संजाल, सुरक्षा प्रणालियाँ, आदि। फिर संचार चैनलों के लिए मल्टीप्लेक्सिंग सिस्टम दिखाई देने लगे, जिससे विभिन्न सूचनाओं को एक ही केबल पर एक साथ प्रसारित करना संभव हो गया। तेजी से विकसित हो रहे कंप्यूटर विज्ञान ने इस काम को गति देना संभव बना दिया जब यह सभी के लिए स्पष्ट हो गया कि किसी भवन के केबल सिस्टम का कोई भी डिज़ाइन निर्माण पूरा होने तक अप्रचलित हो जाएगा।

चूँकि इस क्षेत्र का विकास अत्यधिक लाभदायक लग रहा था, इस पर काफी धनराशि खर्च की गई और परिणामस्वरूप, "स्मार्ट होम" का विचार सामने आया। ऐसी इमारत का एक विशिष्ट उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। 1.

एक "स्मार्ट होम" इलेक्ट्रॉनिक्स का एक कॉम्प्लेक्स है जो घर के अंदर या बाहर संचालित होता है और सभी (या लगभग सभी) इंजीनियरिंग प्रणालियों का केंद्रीकृत नियंत्रण करता है। इंजीनियरिंग सिस्टम का मतलब है घर के सभी तकनीकी उपकरण (सीवरेज से लेकर ऑडियो-वीडियो उपकरण तक)। "स्मार्ट होम" का विचार यह है कि इलेक्ट्रॉनिक्स का एक सेट घर में सभी इंजीनियरिंग समर्थन के संचालन को समन्वित रूप से नियंत्रित करता है।

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि घर में उप-प्रणालियों की परस्पर क्रिया के लिए एल्गोरिदम लचीले हों और घर के मालिक की बदलती जरूरतों के अनुकूल हो सकें। इस थीसिस में, कुछ पाठ अंश गायब हैं या उन्हें ऐसे पाठ से बदल दिया गया है जो इस थीसिस के विषय से मेल नहीं खाता है। कुछ गायब हैं या बेमेल हैं आवश्यक सूत्र, गणना, चार्ट और तालिकाएँ। कार्य का मूल संस्करण प्राप्त करने के लिए, थीसिस के अंत में, निष्कर्ष में दिए गए ईमेल पते पर लिखें। "स्मार्ट होम" का सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांत यह है कि नियंत्रण प्रणाली और उसके इंजीनियरिंग उपप्रणाली को ब्लॉक सिद्धांत के अनुसार बनाया जाना चाहिए। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक सबसिस्टम को स्वायत्त रूप से संचालित करने में सक्षम होना चाहिए ताकि केंद्रीय नियंत्रण से उपकरण को डिस्कनेक्ट करके इसके संचालन को डीबग और बनाए रखा जा सके।

चित्र .1। "स्मार्ट होम" लेआउट

एक "स्मार्ट होम" के कई फायदे हैं: यह आपको 10-18% तक बिजली बचाने, आराम और सुरक्षा बढ़ाने आदि की अनुमति देता है।

"स्मार्ट" घर के संचालन सिद्धांत में एक केंद्रीय कंप्यूटर होता है जो कमांड उपकरणों से सिग्नल प्राप्त करता है, फिर ये सिग्नल कार्यकारी सिस्टम तक प्रेषित होते हैं। विभिन्न उपकरणों को एक सरल स्वचालन प्रणाली द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

"स्मार्ट होम" बनाने की समस्या पहली बार 1978 में X10 यूएसए और लेविटन द्वारा हल की गई थी, जिन्होंने नियंत्रण के लिए तकनीक विकसित की थी घर का सामानवायर से घरेलू विद्युत नेटवर्क. इस थीसिस में, कुछ पाठ अंश गायब हैं या उन्हें ऐसे पाठ से बदल दिया गया है जो इस थीसिस के विषय से मेल नहीं खाता है। कुछ आवश्यक सूत्र, गणना, आरेख और तालिकाएँ गायब या असंगत हैं। कार्य का मूल संस्करण प्राप्त करने के लिए, थीसिस के अंत में, निष्कर्ष में दिए गए ईमेल पते पर लिखें। लेकिन यह तकनीक 110V के वोल्टेज और 60 हर्ट्ज की नेटवर्क आवृत्ति के लिए डिज़ाइन की गई थी, इसलिए यह रूस में व्यापक नहीं थी। हालाँकि, X10 को अब अप्रचलित माना जाता है, क्योंकि इसे विद्युत प्रकाश उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए बनाया गया था और यह केवल छह पावर प्रबंधन कमांड का समर्थन करता था। यह स्पष्ट रूप से "बुद्धिमान घर" बनाने के लिए पर्याप्त नहीं है। ऑडियो और वीडियो उपकरण को चैनल बदलने, वॉल्यूम बदलने, रिवाइंड करने और प्लेबैक को नियंत्रित करने के लिए न्यूनतम कमांड की आवश्यकता होती है; लेकिन आपको एचवीएसी (हीटिंग, वेंटिलेशन, एयर कंडीशनिंग) सिस्टम का प्रबंधन भी करना होगा। इस समस्या के समाधान की तलाश में, विभिन्न कंपनियों ने नए डेटा ट्रांसफर प्रोटोकॉल विकसित करने का प्रयास किया है।

मानव वाक् पहचान सबसे जटिल वैज्ञानिक और तकनीकी समस्याओं में से एक है। वर्तमान में, कंप्यूटर और कंप्यूटर से सुसज्जित सुविधाओं के उपयोगकर्ता वे लोग हैं जो प्रोग्रामिंग के क्षेत्र में विशेषज्ञ नहीं हैं। भाषण नियंत्रण की समस्या उत्पन्न हुई, इसके अलावा, इस तथ्य के कारण कि अनुप्रयोग के कुछ क्षेत्रों में भाषण प्रौद्योगिकी के साथ संचार का एकमात्र संभावित साधन बन गया है (अतिभार, अंधेरे या रोशनी में अचानक परिवर्तन की स्थिति में, जब हाथ व्यस्त हों, अत्यधिक किसी वस्तु पर एकाग्रता जो एक सेकंड के लिए भी विचलित नहीं होने देती, आदि)। हालाँकि इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है, लेकिन पहचान प्रणालियाँ अभी भी अपनी क्षमताओं में मानवीय प्रणालियों से बहुत दूर हैं।

मानव भाषण संवाद को लागू करने की समस्या और तकनीकी साधन- आधुनिक साइबरनेटिक्स का एक अत्यावश्यक कार्य।

मशीन वाक् पहचान की समस्या ने बहुत लंबे समय से विशेषज्ञों का ध्यान आकर्षित किया है। हालाँकि, अभी तक इस दिशा में बहुत आगे बढ़ना संभव नहीं हो सका है। विशुद्ध रूप से औपचारिक रूप से, वाक् पहचान की प्रक्रिया को वस्तुतः कुछ वाक्यांशों में वर्णित किया जा सकता है। माइक्रोफ़ोन द्वारा उत्पन्न एनालॉग सिग्नल को डिजीटल किया जाता है, और फिर भाषण में तथाकथित स्वरों की पहचान की जाती है, यानी, प्राथमिक टुकड़े जो सभी बोले गए शब्दों को बनाते हैं। फिर यह निर्धारित किया जाता है कि कौन सा शब्द स्वरों के किस संयोजन से मेल खाता है, और संबंधित शब्दकोश बनाया जाता है। किसी शब्द को पहचानने का अर्थ है उसे इस शब्दकोश में स्वरों के उच्चारित संयोजन द्वारा खोजना। जैसे-जैसे कंप्यूटर सिस्टम विकसित होते हैं, यह स्पष्ट होता जा रहा है कि यदि कंप्यूटर के साथ सीधे काम करते समय मानव भाषण का उपयोग करना संभव हो जाता है, और विशेष रूप से वास्तविक समय में सामान्य आवाज के साथ मशीन को नियंत्रित करना संभव हो जाता है, तो इन प्रणालियों का उपयोग काफी बढ़ जाएगा। , साथ ही सामान्य मानव भाषण के रूप में इनपुट और आउटपुट जानकारी।

वर्तमान में, वॉयस कमांड का उपयोग करके रोबोट को नियंत्रित करना तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है। हालाँकि, एक औद्योगिक रोबोट के आवाज नियंत्रण के लिए सॉफ्टवेयर बनाने में विकास के सभी चरणों में कार्यक्रम के विकास के दौरान प्रयोग करना शामिल है। कमियों और प्रोग्राम त्रुटियों के उन्मूलन को सुनिश्चित करने वाले ऐसे प्रयोग करना, औद्योगिक उत्पादन स्थितियों में आर्थिक रूप से लाभहीन है और इससे सॉफ्टवेयर विकास और डिबगिंग की लागत में वृद्धि होती है। सॉफ़्टवेयर बनाने की लागत को कम करने के लिए, एक ऐसा प्रोग्राम विकसित करने की सलाह दी जाती है जो औद्योगिक रोबोट के ध्वनि नियंत्रण का त्रि-आयामी मॉडलिंग प्रदान करेगा, जिससे सॉफ़्टवेयर विकास के अंतिम चरण में ही उत्पादन स्थितियों में प्रयोग करने की आवश्यकता होती है।

व्यावहारिक कार्य नंबर 1 स्मार्ट हाउस सिस्टम

हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर: एक कंप्यूटर जो विंडोज़ या लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम चलाता है और इंटरनेट से जुड़ा है।

कार्य का उद्देश्य: किसी दिए गए विषय पर संसाधन ढूंढना और उन्हें व्यवहार में लागू करना सीखें।

कार्य योजना:

1. बी ऑपरेटिंग सिस्टमविंडोज़ या लिनक्स, ब्राउज़र का उपयोग करके, किसी एक खोज इंजन का उपयोग करके स्मार्ट होम के बारे में जानकारी प्राप्त करें।

2. विंडोज या लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम में, टेक्स्ट एडिटर में, स्मार्ट होम के बारे में मिली जानकारी पर एक रिपोर्ट बनाएं।

3. परीक्षण कार्य पूरा करें.

कार्य संख्या 1. खोज इंजन का उपयोग करके स्मार्ट होम के बारे में जानकारी खोजना।

स्मार्ट होम के बारे में जानकारी पाने के लिए इन चरणों का पालन करें।

1. विंडोज़ या लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम पर, अपने ब्राउज़र में खोलें होम पेजखोज इंजनों में से एक, उदाहरण के लिए http://google.ru।

2. "स्मार्ट होम" क्या है इसकी परिभाषा खोजें। ऐसा करने के लिए, खोज बार में "स्मार्ट होम की परिभाषा" वाक्यांश दर्ज करें।

3. वेबसाइट पेज ru.wikipedia.org/wiki/Smart_Home को एक नए टैब में खोलें। ऐसा करने के लिए, हाइपरलिंक स्मार्ट होम - विकिपीडिया पर क्लिक करें। विकिपीडिया पेज पर स्मार्ट होम के बारे में पढ़ें।

4. वर्तमान टैब को बंद किए बिना खोज पृष्ठ http://google.ru पर वापस लौटें।

6. वर्तमान टैब को बंद किए बिना खोज पृष्ठ http://google.ru पर लौटें, और खोज क्वेरी को "एक स्मार्ट होम खरीदें" में बदलें।

7. 2-3 साइटों पर स्मार्ट होम सिस्टम के बारे में जानकारी देखें। अन्य टैब बंद किए बिना प्रत्येक साइट को एक नए टैब में खोलें।

अपने लिए अन्य "स्मार्ट" सिस्टम या उपकरणों के उदाहरण देखें। " स्मार्ट लाइट» एक फ़्लोर लाइटिंग नियंत्रण प्रणाली है बहुमंजिला इमारत, होटलों और कार्यालयों के गलियारे। जब कोई व्यक्ति कमरे में दिखाई देता है तो रोशनी चालू हो जाती है, जहां व्यक्ति मौजूद नहीं होता है वहां रोशनी अपने आप बंद हो जाती है। "स्मार्ट स्टोव" में बहुत सारे सेंसर होते हैं जो डिश की तैयारी की लगातार निगरानी करते हैं। स्टोव स्वयं उस क्षण को पहचान लेता है जब उसे ताप तापमान को कम करने की आवश्यकता होती है। चालू करने पर केवल वही भाग गर्म होता है हॉब, जो व्यंजन के नीचे स्थित है, व्यंजन को स्थानांतरित किया जा सकता है, "बर्नर" स्वयं इसका पालन करेगा और हीटिंग जारी रखेगा।

टास्क नंबर 2. स्मार्ट होम के बारे में मिली जानकारी के बारे में टेक्स्ट एडिटर में एक रिपोर्ट बनाना।

रिपोर्ट बनाने के लिए, इन चरणों का पालन करें:

1. OpenOffice.org राइटर टेक्स्ट एडिटर खोलें। पृष्ठ के मध्य में, रिपोर्ट का नाम "स्मार्ट होम" दर्ज करें।

2. विकिपीडिया वेबसाइट से OpenOffice.org राइटर टेक्स्ट एडिटर में "स्मार्ट होम" की परिभाषा को कॉपी करें। ऐसा करने के लिए, अपने ब्राउज़र में खुले स्मार्ट होम - विकिपीडिया टैब पर जाएँ और अपने माउस से लेख का पहला पैराग्राफ चुनें। संदर्भ मेनू का उपयोग करके चयनित अनुच्छेद की प्रतिलिपि बनाएँ।

3. अपने टेक्स्ट एडिटर पर वापस जाएं और कॉपी किए गए पैराग्राफ को शीर्षक के बाद पेस्ट करें। ऐसा करने के लिए, आप संदर्भ मेनू से इन्सर्ट कमांड का उपयोग कर सकते हैं। सम्मिलित पैराग्राफ को चौड़ाई में संरेखित करें (चित्र 1.4)।

4. बनाई गई परीक्षण फ़ाइल को .doc एक्सटेंशन के साथ "स्मार्ट होम" नाम से सहेजें।

5. "यूरोप और रूस में स्मार्ट होम सिस्टम के बीच अंतर" तालिका को टेक्स्ट एडिटर में डालें। विकिपीडिया वेबसाइट पृष्ठ से जानकारी का उपयोग करके इसे भरें।

6. एक टेक्स्ट फ़ाइल में, उपशीर्षक "अवसर:" बनाएं और, वेबसाइट http://www.eskd72.ru/ पर पोस्ट की गई जानकारी का उपयोग करके, उन्हें स्मार्ट होम रिपोर्ट में कॉपी करें।

7. स्मार्ट होम सिस्टम को डिज़ाइन और इंस्टॉल करने वाली कंपनियों की वेबसाइट ढूंढने के लिए अपने ब्राउज़र में खोज क्वेरी बदलें।

8. टेक्स्ट फ़ाइल में, उपशीर्षक "स्मार्ट होम सिस्टम की तुलना" बनाएं और मिली जानकारी का उपयोग करके तालिका भरें।

चित्र सम्मिलित करना निम्नानुसार किया जाता है। ब्राउज़र विंडो में, छवि के लिए संदर्भ मेनू खोलें और छवि कॉपी करें मेनू आइटम का चयन करें।

टेक्स्ट संपादक पर लौटें, कर्सर को वांछित तालिका सेल में रखें और चित्र सम्मिलित करने के लिए संदर्भ मेनू का उपयोग करें।

किसी तालिका में छवि सम्मिलित करते समय, छवि रैपिंग को समायोजित करें। ऐसा करने के लिए, संदर्भ मेनू कमांड रैपिंग - ऑप्टिमल रैपिंग का उपयोग करें।

इसके बाद टेबल पंक्ति की चौड़ाई अपने आप बदल जाएगी और चित्र पूरी तरह से टेबल सेल में फिट हो जाएगा।

शेष तालिका स्वयं भरें

परीक्षण कार्य.

1. अपने अपार्टमेंट (घर) के परिसर के लिए "स्मार्ट होम" प्रणाली के तत्व प्रदान करें: एक प्रवेश सुरक्षा प्रणाली, एक प्रकाश नियंत्रण प्रणाली, घरेलू उपकरणों के लिए एक नियंत्रण प्रणाली, कमरों में तापमान के लिए एक नियंत्रण प्रणाली (हीटिंग आपूर्ति) ), कमरों में एयर कंडीशनर आदि के लिए एक नियंत्रण प्रणाली।

2. अपने अपार्टमेंट (घर) के फ्लोर प्लान में सिस्टम के संबंधित तत्वों (वेबसाइटों से) की तस्वीरें डालें।

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