Умный дом
ВВЕДЕНИЕ
Любое здание - будь-то административное, производственное или жилое
состоит из некоторого набора подсистем, отвечающих за выполнение определенных
функций, которые решают различные задачи в процессе функционирования этого
здания. По мере усложнения этих подсистем и увеличения количества, выполняемых
ими функций, управление ими становилось все сложнее. Также стремительно растут
расходы на содержание обслуживающего персонала, ремонт и обслуживание этих
подсистем. Впервые эти проблемы встали при эксплуатации больших
административных и производственных комплексов.
Современное здание такого типа - это город в миниатюре. Фактически в нем
действуют все службы, являвшиеся ранее непременными атрибутами городского
хозяйства. В таких зданиях обычно существует административная служба или
администратор, которые используют и обслуживают эту систему практически
круглосуточно. Хотя есть немало средств автоматики, которые сами справляются с
возложенными на них задачами, такими, как отопление, вентиляция, поддержание микроклимата,
освещение, пожарная сигнализация, дымоуничтожение, контроль входа/выхода и
т.п., но управление и обслуживание всех этих систем требует наличие
администрирующего персонала.
Его обязанностью является контроль работы этих подсистем и принятие мер в
случае выхода их из строя. Но есть ситуации, когда даже действия
квалифицированного персонала могут оказаться неэффективными. Это случаи
возникновения угрозы зданию и находящимся в нем людям, имеющие глобальный
характер - пожар, землетрясение и другие стихийные бедствия, террористические
атаки. Здесь нужно принимать экстраординарные меры в считанные доли секунды.
Реакция и корректность действий людей в критической ситуации может оказаться
недостаточной.
Традиционные системы обеспечения различных аспектов жизнедеятельности в
прошлом проектировались как автономные. Такие системы, создававшиеся отдельно
для каждой функции и объединенные для произвольной части здания. В зданиях
устанавливались системы только с теми возможностями и с той степенью сложности,
какие были необходимы на текущий момент построения здания. Дальнейшее
расширение и модернизация данных систем были сложными и дорогостоящими задачами
из-за множества различных факторов. Затраты на эксплуатацию такой системы
слагаются из затрат на эксплуатацию каждой автономной системы в отдельности,
стоимости обучения персонала Стоимость эксплуатации этих систем высока - в силу
их автономности каждая из них поддерживается отдельно. Стоимость обучения
персонала столь же высока, поскольку операторы должны быть ознакомлены с
эксплуатацией каждой автономной системы.
1.
СУЩЕСТВУЮЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ УМНОГО ДОМА
.1 Умный дом (англ. Smart House) - жилой дом современного типа,
организованный для комфорта проживания людей при помощи современных
высокотехнологичных устройств
Само понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального
здания в Вашингтоне (округ Колумбия) в 1970-х годах: Здание, обеспечивающее
продуктивное и эффективное использование рабочего пространства.
Принцип «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает
совершенно новый подход в организации жизнеобеспечения строения, в котором за
счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастает
эффективность функционирования и надежность управления всех систем и исполнительных
устройств здания.
Под «умным домом» следует понимать систему, которая должна уметь
распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим
образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по
заранее выработанным алгоритмам. Основной особенностью интеллектуального здания
является объединение отдельных подсистем в единый управляемый комплекс. Важной
особенностью и свойством "Умного дома" отличающим его от других
способов организации жизненного пространства является то, что это наиболее
прогрессивная концепция взаимодействия человека с жилым пространством, когда
человек одной командой задает желаемую обстановку, а уже автоматика в
соответствии с внешними и внутренними условиями задает и отслеживает режимы работы
всех инженерных систем и электроприборов. В этом случае исключается
необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками
выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении
вентиляционными и отопительными системами, системами видеонаблюдения и
сигнализации, воротами и прочим. В доме, оборудованном системой "Умный
дом" достаточно одним нажатием на настенной клавише (или пульте ДУ,
сенсорной панели и т. д.) выбрать один из сценариев. Дом сам настроит работу
всех систем в соответствии с Вашим пожеланием, временем суток, Вашим положением
в доме, погодой, внешней освещённостью и т. д. для обеспечения комфортного
состояния внутри дома.
1.2 Концепция «интеллектуального здания»
Почему появилась необходимость в интеллектуальном здании.
Основные положения концепции интеллектуального здания.
«Интеллектуальное здание» - не очень точный перевод английского термина
"intelligent building". Под интеллектом в этом подходе понимается
умение распознавать определенные ситуации и каким-либо образом на них
реагировать (естественно, степень этого умения может быть различной, в том
числе очень высокой). Вместе с тем, в соответствии с буквальным переводом с
английского, ИЗ можно интерпретировать как "разумно построенное" [3].
Это означает, что здание должно быть спроектировано так, что все сервисы могли
бы интегрироваться друг с другом с минимальными затратами (с точки зрения
финансов, времени и трудоемкости), а их обслуживание было бы организовано
оптимальным образом.
Концепция интеллектуального здания содержит в себе следующие положения:
Создание интегрированной системы управление зданием - системы с
возможностью обеспечения комплексной работы всех инженерных систем здания:
освещения, отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, контроля
доступа и многих других.
Устранение всего обслуживающего персонала здания и передача функций
контроля и принятия решений подсистемам интегрированной системы управления
зданием. В эти подсистемы как раз и закладывается «интеллект» здания - то, как
оно будет реагировать на изменение параметров датчиков системы и другие события
типа внештатных ситуаций.
- Реализация механизма немедленного отключения и передачи при
необходимости управления человеку любой подсистемой интеллектуального здания.
Вместе с этим человеку должен предоставляться удобный и единообразный доступ к
управлению и отображению всех подсистем и частей «Интеллектуального здания».
Обеспечение корректной работы отдельных подсистем в случае отказа общей
управляющей системы или других частей системы.
Минимизация стоимости обслуживания и модернизации систем здания, что
должно обеспечиваться применением общих стандартов в построении подсистем,
автоматическое конфигурирование и обнаружение новых устройств и модулей при их
добавлении в систему.
Наличие в здании проложенной коммуникационной среды для подключения к ней
устройств и модулей систем. Наряду с этим возможность использования в качестве
коммуникационной среды в системе управления различных типов физических каналов:
слаботочные линии, силовые линии, радиоканал.
.3 Возможности интеллектуального здания
Интеллектуальное здание имеет массу преимуществ. Система управления
позволяет владельцам создавать сколь угодно сложные и интеллектуальные
процедуры функционирования, т.к. все исполнительные системы могут работать
согласованно и совместно. Отсюда следует реализация множества
ресурсосберегающих процедур:
· контроля доступа и обеспечения безопасности
· учета и контроля практически всех параметров систем и
оперативное реагирование на их критическое изменение, причем реакция является
комплексной и мгновенной
· удаленного контроля и управления зданием, т.к. все
информационные и управляющие каналы связи в такой системе являются цифровыми.
С некоторых пор Дом полон жизни
Одним прикосновением можно превратить пустующее жилище в уютный
гостеприимный Дом: будет включено освещение, установлен комфортный микроклимат,
опустятся шторы, наполнится ванна...
Устали и хотите отдохнуть у экрана телевизора или "домашнего
кинотеатра". Коснитесь клавиши панели или пульта дистанционного управления
- и жалюзи закроются, свет плавно погаснет, выдвинется экран и включится
проектор.
Можно не вставая разогреть ужин - только его кто-то заранее должен
поставить на плиту. Управлять "домашним кинотеатром", а также аудио-
и видео - аппаратурой можно с помощью сенсорных панелей.
Управление светом
Сможете создавать световые сценарии из неограниченного числа источников
света с различной яркостью, включать их одновременно или с задержкой, имитируя,
например, эффект "бегущих огней".
Используя специальные светорегуляторы можно не только менять яркость, на
которую загорается лампа при включении, но и время, за которое будет достигнута
эта яркость.
Функция постоянного контроля освещенности, предназначена в основном для
офисных помещений, дает возможность поддерживать заданную освещенность рабочей
поверхности независимо светит ли солнце или небо укрыто тучами.
Автоматическое включение наружного овещения в зависимости от времени
суток и присутствия людей не только обеспечит дополнительный комфорт, но и
отпугнет непрошенных гостей.
Управление микроклиматом
Система постоянно измеряет температуру индивидуально в каждой комнате и
поддерживает ее на заданном уровне, управляя непосредственно клапанами
радиаторов или заслонками кондиционера, а также, при необходимости,
автоматически включает или выключает вентиляцию.
Каждый день помогает экономить денежные средства благодаря различным
режимам работы системы: комфортный режим, ночной режим, режим "никого нет
в доме". Смена режимов происходит по расписанию или по команде. Достаточно
лишь однажды задать температуру на дисплее сенсорной панели в комнате для
каждого из режимов.
Система отопления / кондиционирования выключится автоматически для
сбережения энергии, если окна комнаты будут открыты для проветривания (сигнал
об этом пошлет межрамный контакт).
Жалюзи
В летнее время их ламели автоматически поворачиваются под определенным
углом и предотвращают попадание внутрь комнаты излишнего солнечного света, не
уменьшая светового потока. Тем самым они препятствуют нагреванию помещения и
помогают экономить электроэнергию, расходуемую кондиционером.
Ваш охранник и сторож
Умный дом отчитается перед обо всех событиях, которые происходили в нем
за время отсутствия хозяев: кто и когда приходил, сколько времени находился в
доме, какие подозрительные личности долго крутились возле него. Их лица и
действия зафиксированы в его памяти.
Непрошенных гостей поджидают неприятные сюрпризы в виде ослепляющего
света и звуковой сирены. Кроме того, об их проникновении в Дом сообщит по
телефону Вам и вызовет охрану.
Аварийные ситуации.
При возникновении аварийных ситуаций (например, протечки воды) не только
проинформирует и соответствующую службу, но и предпримет необходимые меры по
локализации аварии (прекратит подачу воды).
Эффект присутствия
В ваше отсутствие Дом может имитировать привычный образ жизни хозяев,
включая по вечерам свет и музыку, тем самым создавая эффект присутствия.
Быть в курсе всего происходящего в доме и управлять им независимо от
расстояния? С помощью современных средств коммуникации легко решает эту задачу.
Компьютер
Установив на домашнем компьютере программу визуализации и используя
модем, сможете с портативного компьютера как отключить оставленный кем-либо
свет, так и впустить в дом внезапно нагрянувших гостей.
Телефон
Обеспечивает надежную связь даже тогда, когда нет под рукой компьютера:
для этого достаточно набрать номер домашнего телефона.
Через тональный набор входите в зону управления домом. Каждое устройство
системы имеет свой порядковый номер. Вызывая его, можете отдать различные
команды: включить отопление, прогреть сауну, наполнить ванну...
Сотовый телефон
Современные WAP-технологии позволяют использовать сотовый телефон в
качестве инструмента управления, контроля и диагностики системой
Дистанционное управление в доме
Не вставая с дивана с помощью
инфракрасного пульта легко отрегулируете яркость освещения в комнате, закроете
жалюзи и зададите нужную температуру
1.4
Технологии Умного дома
Высокие технологии «Умного» дома
Не за горами день, когда окружающие нас вещи научатся думать и станут
много более полезны обществу. Н. Винер. 1940 г.
<#"564279.files/image013.gif"> <#"564279.files/image014.gif"> <#"564279.files/image015.gif"> <#"564279.files/image016.gif"> <#"564279.files/image017.gif">
Легкость конфигурирования
Примеры шаблонов:
"Просмотр ТВ"
"Просмотр Домашнего кинотеатра"
"Прослушивания Интернет-радио"
Например, выбрав профиль "Домашний кинотеатр" появятся кнопки
комплексного управления DVD-проигрывателем, плазменной панелью, усилителем, а
также шторами, светом и даже температурой в комнате просмотра. Одним нажатием
можно запустить сценарий подготовки и система самостоятельно создаст
соответствующую атмосферу, закрыв шторы, плавно выключив освещение, заботясь о
вентиляции.
Далее нажимаем "Просмотр" и, не заботясь ни о чём, наслаждаемся
просмотром фильма.
Интеграция с умным домом Domintell
Беспроводная
панель Philips Pronto TSU9600 превосходно интегрируется с системой Domintell
<#"564279.files/image018.gif"> освещение,
динамические световые сцены
отопление
(кондиционер, теплый пол)
жалюзи,
роллеты, ворота
мультирум
Техническая
реализация
Возможны три способа связи беспроводная панели Pronto и системы
Domintell:
1. прямое управление через ИК-канал
2. управление через Wi-Fi с взаимодействием через ИК-канал
. управление через Wi-Fi с взаимодействием через интерфейс RS232
Рассмотрим каждый способ детально.
способ. Прямое управление через ИК-канал
Через
встроенный ИК-передатчик (пульт) в панель Pronto
<#"564279.files/image019.gif">
Этот дом вполне может рассматривать как собирательный образ современного
загородного дома. С одной стороны не большая площадь, не сложное
объемно-планировочное и конструктивное решение, с другой - состав помещений
полностью соответствующий современному уровню комфорта. Не надо сбрасывать со
счетов и внешнюю привлекательность. В доме три этажа: цокольный, первый, второй
- мансардный.
Часть первого этажа занимают спальни. Просторная гостиная, отсутствие
перекрытий между вторым и третьим этажом, так называемый «второй свет», придают
ощущение свободы и особый уют. Одна из стен гостиной выполнена из стекла.
Стеклянные стены красивы и практичны, они радуют глаз своей воздушностью,
поднимают настроение и работоспособность, и создают ощущение простора.
Эстетичность, помещение, в котором используются перегородки из стекла -
светлое, красивое, прозрачное. От кухни гостиную отделяет открытый арочный
проем. В прихожей находится лестница на цокольный этаж, рядом с лестницей -
расположен калорифер. Справа к дому пристроен комплекс, который выполняет сразу
несколько функция: баня, котельная и гараж. Расположение хозблока в одном месте
очень удобное, практичное решение. На втором этаже расположены три спальни. Их
планировка выполнена в перегородках и при необходимости может быть изменена.
«Второй свет» гостиной на втором этаже превратился в уютный балкон, что
особенно ценно.
Высота 1-го этажа - 3.0 м, 2-го этажа - 2.85 м, цокольного этажа - 2.75
м.
Высота дома - 9.2 м
Габаритные размеры дома - 12000 х 12000 мм
4.2 Вариант
компоновки
Вариант компоновки умного дома
На плане показан вариант размещения отдельных компонентов умного дома по
помещениям. Схематически изображено расположение органов управления
(выключатели, сенсорные панели), датчики и исполнительные устройства
(осветительные приборы, жалюзи, электромагнитные клапаны, вентиляторы,
динамики).
|
 <#"564279.files/image022.gif">
<#"564279.files/image023.gif"> <#"564279.files/image024.gif">
<#"564279.files/image025.gif"> <#"564279.files/image026.gif">
<#"564279.files/image027.gif"> <#"564279.files/image028.gif">
<#"564279.files/image029.gif"> <#"564279.files/image030.gif">
<#"564279.files/image031.gif"> <#"564279.files/image032.gif">
<#"564279.files/image033.gif"> <#"564279.files/image034.gif"> <#"564279.files/image035.gif">
6.2
Наш коттедж
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Целью этой работы ставилось рассмотрение возможности построения
современной интеллектуальной системы управления зданием с удаленным
управлением. При изучении концепции интеллектуальной системы управления зданием
были сформулированы основные требования и характеристики ее реализации. Среди
существующих в мире на сегодняшний день реализаций наиболее полно удовлетворяют
требованиям концепции интеллектуального дома интегрированные системы управления
зданием. В рамках своих стандартов они обеспечивают выполнение всех требований
ИЗ, обладая при этом несомненными достоинствами:
длительная и глубокая проработка таких систем множеством разработчиков;
наличие открытых стандартов, поддерживаемых широким кругом разработчиков;
экономические выгоды как для создателей систем, так и для их
пользователей;
Поэтому данная реализация была выбрана в качестве объекта для создания
макета. Макет был создан с применением имеющихся в наличии технических средств.
Тестирование и проверка работоспособности макета показала корректную работу
модулей и выполнение заложенных в макет функций по удаленному управлению ИЗ.
ЛИТЕРАТУРА
1. И.
Федоров, «Сколько этажей у интеллектуального здания?» - "Бизнес: Организация,
Стратегия, Системы", №10 1999 г.
. В. Архипов
«Системы для «интеллектуального» здания» - "СтройМаркет", № 45 1999
г.
. А.
Авдуевский «Крыша для интеллекта» - «Журнал сетевых решений LAN», №12 1998 г.
4. Информация сайта
<http://www.fieldbus.narod.ru/>
. И.Г. Смирнов «Должны ли
кабельные системы быть структурированными?» - "Вестник связи", №8,
1998 г.
. Ю. Королев «УМНЫЙ ДОМ:
приятная неизбежность»
<http://www.sf.perm.ru/kd_dop_house.html>
. Новичихин В. Пояснительная
записка к УИР.
Похожие работы на - Умный дом
|