24 часа эффективного комфорта...

Зачем в нашем доме мозги?

Для создания более комфортных и безопасных условий проживания, современное жилище с каждым годом все более <обрастает> различными компонентами и системами. Климат и освещение, домашний кинотеатр и система многозонального звука, телефонная и компьютерная сеть с выходом в Интернет, система охранной сигнализации и видеонаблюдения, система дистрибуции сигналов эфирного и спутникового телевидения, система водоснабжения и полива, система удаленного мониторинга и управления системами дома - вот далеко не самый полный перечень систем <жизнеобеспечения> современного дома...

Цель построения "Smart house" - создание системы, поддерживающей безопасное и комфортное пребывание в квартире, а также обеспечение простой и понятной системы управления службами и системами внутри и извне квартиры.

Концептуально предлагаемая система управления представляет собой :

• центральный процессор управления
• датчики (температуры, влажности, освещенности, движения, напряжения и т.д.)
• управляющие устройства (диммеры, реле, ИК эмиттеры и т.д.)
• интерфейсы управления и элементы отображения информации (проводные/беспроводные сенсорные панели, блоки кнопок проводные, пульты ИК и радио, web/wap интерфейс и т.д.)
• собственная сеть управления, объединяющая вышеназванные элементы
• управляемые устройства (лампы освещения, кондиционеры, вентиляторы, видеокамеры, компоненты кинотеатра и системы озвучивания помещения и т.д)
• вспомогательные сети (Ethernet, телефонная, дистрибуция аудио и видеосигнала)
• программное обеспечение, созданное специально для этого проекта

В определенных местах квартиры располагаются датчики (температура, влажность, освещение, движение), которые непосредственно или через промежуточные устройства связаны единой сетью. К единой сети также подключаются интерфейсы управления, устройства управления, а также центральный процессор управления.

Такая схема позволяет:

• производить концентрацию всей поступающей информации в одном месте (центральный процессор управления)
• создать единое программное обеспечение для управления всей системой "Smart house".

Ядром системы является центральный процессор управления. Он представляет собой специализированное устройство созданное для одновременного управления множеством устройств. Как правило, процессор имеет в своем составе несколько интерфейсов (Ethernet, RS-232, RS-485, IR, Relay, Analog input, Dgital input, digital output etc.) с помощью которых он может управлять внешними устройствами. Кроме того, центральный процессор управления содержит оригинальную многозадачную операционную систему, имеет инструментальные средства программирования и может содержать встроенный Web сервер. Разного вида датчики различными способами подключаются к центральному процессору управления. Кроме того, к процессору подключаются исполнительные устройства, которые, собственно, и выполняют необходимые действия. Общее управление системами "Smart house" осуществляется с помощью интерфейсов управления - проводные клавиатуры, проводные/беспроводные тачпанели, ИК пульты, Web браузер компьютера и т.п.

Общий алгоритм работы "Smart house" следующий:

По собственной сети управления информация, автоматически генерируемая датчиками или поступающая от интерфейсов, поступает к центральному процессору управления. Программное обеспечение центрального процессора обрабатывает полученную информацию и генерирует команды для управляющих устройств. Команды на управляющие устройства могут поступать как по собственной сети, так и по вспомогательным сетям. Алгоритмы генерации команд, а также форма и состав отображаемой информации о состоянии систем закладывается на этапе разработки программного обеспечения с учетом требований проекта.

Интерфейсы управления

В качестве интерфейсов, с помощью которых человек может управлять системой "Smart House", могут быть:

• кнопочные выключатели
• сенсорные панели
• ИК пульты
• радиопульты
• броузер компьютера
• специальная программа-клиент на компьютере, соединенным сетью с системой "Smart house"
• PDA
• голосовое меню для обычного телефона
• мобильный телефон

Объекты управления

В качестве основных систем для интеграции в системе управления "Smart house" можно назвать следующие:

• освещение
• климат
• системы безопасности
• система видеонаблюдения
• система озвучивания помещения
• система дистрибуции теле/видеосигнала
• домашний кинотеатр
• система удаленного доступа

Кроме этого данную систему можно применять для управления и другими домашними системами, например:

• полив растений,
• гаражные/въездные ворота,
• система контроля доступа,
• шторы/ролеты,
• бассейн
• поддержание микроклимата в аквариуме
• и многое другое...

Освещение

Для управления освещением всех светильникив, помещения как правило делятся на группы. Каждая из групп управляется собственным каналом диммера, который позволяет плавно регулировать яркость светильников в данном канале. Алгоритмы управления могут учитывать время суток, освещенность в помещении или на улице, полученную от датчиков освещенности, информацию от датчиков движения или присутствия человека.

В систему управления освещением можно добавить систему управлением жалюзи или ролетами, тогда в различное время суток поддержка освещенности на постоянном уровне возможна как регулировкой яркости светильников, так и закрытием/открытием жалюзи/ролетов.

Можно запрограммировать создание различных световых сцен в помещениях. Одним нажатием на кнопку, соответсвующую например сцене "гости" можно включить несколько групп светильников в гостинной на полную яркость, а нажатие на кнопку, соответсвующую световой сцене "я ухожу", может выключить сразу все светильники в доме.

Используя информацию от различных датчиков можно например создать систему светового "сопровождения" хозяина в темное время суток. Или при его длительном отсутствии имитировать присутстствие людей включением/выключением различных светильников по определенному алгоритму.

В общем случае алгоритм управления освещением ограничен толко фантазией заказчика, а применение автоматизированного управления светом позволяет не только повысить комфортность но и сэкономить электроэнергию.

Управлять освещением возможно как с помощью локальных интерфейсов - кнопочных выключателей, сенсорных панелей, так и удаленно (ПК или мобильный телефон, PDA) с помощью Web/Wap интерфейсов созданных программно.

Кроме того возможно удаленное управление с помощью SMS или голосового меню.

Алгоритмы управления реализуются программно на этапе инсталляции, что позволяет построить систему максимально гибко.

Климат

Управление климатом осуществляется на основе данных, собираемых с датчиков температуры и влажности внутри и снаружи помещения а также информации полученной от пользователя через интерфейсы.

Центральный процессор управления анализирует полученную от датчиков информацию и подает команды на исполнительные устройства - краны системы отопления, кондиционеры/фанкойлы, вентиляторы подачи наружного воздуха, вытяжные вентиляторы, краны или реле системы подогрева полов, увлажнителями воздуха, нагревательные котлы и т.д.

Для каждого помещения можно индивидуально выставить комфортную температуру и влажность, которую система будет автоматически поддерживать. Очень похоже на функцию "климат контроль" в автомобиле.

Выбор режимов управления климатом может осуществляться как локально для определенной зоны через термостат этой зоны, так и удаленно через Web/Wap сервер (а также SMS или голосовое меню) для любого помещения.

Системы безопасности

Систему безопасности можно разделить на такие компоненты:

• защиту от протечек воды
• защиту от протечек газа
• предупреждение о проникновении в помещение
• педупреждение о пожаре
• систему видеонаблюдения

Соответствующие датчики закладываются на этапе инсталляции и при возникновении опасной ситуации сообщают об этом центральному процессору управления. В зависимости от алгоритма, процессор может подать команду запорному крану перекрыть воду, или газ, позвонить или отослать SMS хозяину или на пульт охраны о срабатывании датчика, а также выполнить другие предусмотренные действия.

Система видеонаблюдения дополняет системы безопасности и позволяет вести визуальный контроль над помещениями. Современные системы видеонаблюдения позволяют записывать и хранить видео в сжатом виде на жестком диске компьютера.

Полученное изображение может быть воспроизведено как через систему дистрибуции теле/видео сигнала, так и удаленно по сети, в т.ч. через WEB сервер.

Система озвучивания помещения

Система озвучивания помещения предназначена для воспроизведения фонового звука в помещениях. Как правило несколько источников звука располагаются компактно в аппаратной. С помощью аудиопроцессора и усилителя звук с любого источника может независимо подаваться в любую из аудио зон.

Также возможно независимое управление звуком в любой зоне (выбор источника звука, управление этим источником, управление громкостью, тембром и другими параметрами звука в своей звуковой зоне).

Такая схема озвучивания позволяет:

• уменьшить общее количество звуковой аппаратуры в помещении,
• прослушивать разные источники звука в разных помещениях не мешая друг другу посредством регулировки параметров звука в каждой зоне

В качестве источников звука применяются CD чейнджеры, FM тюнеры, а также MP3 плееры. Управление источниками осуществляется дистанционно, с помощью ИК-комманд или через интерфейс RS-232.

Система дистрибуции теле/видеосигнала

К системе дистрибуции теле/видео сигнала подключаются источники сигнала - антенны эфирного, спутникового, кабельного телевидения, камеры видеонаблюдения, видеомагнитофоны, DVD проигрыватели, ресиверы спутникового телевидения и др. В зависимости от задач, видеосигналы этих источников через различные модуляторы, коммутаторы, усилители, фильтры и др. оборудование подаются на различные устройства отображения - телевизоры, плазменные панели, видеопроекторы, установленные во всем доме. Система управления позволяет выбрать нужный источник видеосигнала на конктретном устройстве отображения.

Кроме того, система сама может переключить источник сигнала при наступлении конкретных событий - например переключить канал телевизора на камеру видеонаблюдения, установленную перед входом в помещении при нажатии посетителем кнопки звонка.

Домашний кинотеатр

Управлять домашним коинотеатром с помощью системы "Smart house" очень просто. Например нажав одну кнопку "Включить театр" на сенсорной панели или пульте ДУ система управления:

• включит ресивер,
• включит DVD,
• включит телевизор/плазменный монитор/проектор
• опустит экран для проектора
• опустит шторы
• выберет нужный вход звука на ресивере (соответствующий DVD)
• выбрет нужный видеовход на телевизоре/плазменном мониторе/проекторе
• плавно погасит свет в помещении
• включит проигрывание DVD

Также легко можно управлять отдельными компонентами театра с помощью единственного сенсорного экрана или пульта ДУ.

Система удаленного доступа

Системой "Smart house" можно управлять удаленно. В качестве интерфейсов управления могут выступать:

• броузер компьютера
• специальная програма - клиент на удаленном компьютере
• PDA
• мобильный телефон
• обычный телефон

Система удаленного доступа позволяет отображать информацию о состоянии отдельных систем - температура в помещениях, включенные источники света, срабатывание различных датчиков, просмотр изображения, записанного камерами видеонаблюдения и др. Кроме того, возможно удаленное управление необходимыми компонентами.

Естественно что управления через Web/Wap возможно только при наличии достаточно быстрого выделенного канала в Интернет. SMS шлюз, напротив, может работать при отсутвтвии стационарного телефона, но при начилии покрытия GSM.

В общем случае при предоставлении удаленного доступа средствами системы "Smart house" должна быть решена задача аутентификации и защиты информации, передаваемой через открытые каналы Интеренет.

Заключительные положения

Интеграция управления различными системами, установленными в доме позволяет:

• повысить комфорт при пребывания в помещении
• упростить управление разнородным оборудованием
• автоматизировать выполнение различных функций
• сэкономить тепло и электроенергию за счет более гибкого управления их расходом

Возможности реальной системы могут быть гораздо шире, в общем случае возможно интегрировать в систему любые устройиства, которые могут управляться дистанционно.