Умный дом. Основные концепции, техническое и программное обеспечение
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Ф ЕДНРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСИВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНЖЕНЕРНЫЙ-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра
общестроительных дисциплин
Дисциплина
«Автоматизация
проектирования в
строительстве»
Реферат
ТЕМА: Умный дом. Основные концепции,
техническое и программное обеспечение.
Г. Орел – 2011
Оглавление
- Введение………………………………………..……………
……………………………..3 - Умный дом………………………………………………………………………
…………4 - Функции умного
дома………………………………………………………………..
..7
2.1.1.Управление
светом…………………………………………………………….
2.1.2.
Управление микроклиматом………………
2.1.3.
Жалюзи………………………………………………………………
2.1.4.
Охрана………………………………………………………………
2.1.5.
Аварийные ситуации………………………………
2.1.6.
Эффект присутствия………………………………
- Концепция
умный дом как современная реальность…………………………….........
...9 - Современные разработки умного дома……………………………………………...9
- Составляющие системы умного дома………………………………………………..9
- Две концепции умного дома………………………………………………………….10
- Оборудование и программное обеспечение системы «умный дом……………… …….11
- Техническое
и программное обеспечение……………………………………………….
.12 - Источники………………………………………………………
…………………………14
- Введение
Sustainable Building (жизнеудерживающее здание), Energy-efficiency Building (энергоэффективное здание), Intelligent Building (интеллектуальное здание), Bioclimatic Architecture (биоклиматическая архитектура), Healthy Building (здоровое здание) - это направления в архитектуре и инженерии зданий, которые до настоящего времени не имеют строгих определений, научные основы только создаются, но сами направления реализованы в большом числе строительных объектов, в застройках районов городов и сельских мест. Реализованы в развитых странах, но не в России. Однако, даже в развитых странах строительство таких зданий все еще остается занятием элитным. Объяснением этому может быть следующее:
низкая стоимость традиционных источников энергии без учета интересов последующих поколений и заботе об окружающей природной среде способствует расточительности ее использования;
потребители не готовы к значительному повышению оплаты за качество комфорта среды обитания, включая в это понятие комплекс современных технических средств управления, контроля и связей (системы жизнеобеспечения и управления зданием);
не сформировалась наука о микроклимате помещений и ее содержание "не овладело широкими массами" потребителей, а остается заботой группы специалистов.
Отдельные
элементы интеллектуального здания
уже сейчас пользуются большим спросом
и присутствуют практически во всех
зданиях: есть видеокамеры, контроль доступа,
управление вентиляцией и
- У́мный дом
Умный дом (англ. digital home, часто именуется как англ. Smart House ) — жилой автоматизированный дом современного типа, организованный для удобства проживания людей при помощи высокотехнологичных устройств. 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.
Рисунок 2.1.
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
Рисунок 2.2.
Павильон мультимедийных технологий для умных
домов на выставке в Тайване, 2007 г.
Понятие «умный дом» было сформулировано Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне в 1970-х годах: «Здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства…»
Под «умным домом» (intelligent building) 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. Английское слово intelligent, буквально означающее «разумный», «понятливый», в сочетании со словом building использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый».
Стоит разделять понятия «умный дом» и «системы жизнеобеспечения». Отдельные системы обладают лишь необходимыми интерфейсами управления и контроля. Концепция «Системы интеллектуального управления зданием» предполагает новый подход в организации жизнеобеспечения здания, при котором за счет комплекса программно-аппаратных средств значительно возрастает эффективность функционирования и надежность управления всех систем эксплуатации и исполнительных устройств здания.
Основной
особенностью интеллектуального здания
является объединение отдельных
подсистем различных
«Умный дом» в первоначальном смысле означает «здание, готовое к изменениям» или «приспосабливаемое (гибкое) здание», инженерные системы которого способны обеспечить адаптацию к возможным изменениям в будущем.
Здание проектируют таким образом, чтобы все системы его управления могли интегрироваться друг с другом с минимальными затратами, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Проект обязательно предполагает возможность наращивать и видоизменять конфигурации инсталлированных систем.
Со временем
здания обретут «искусственный интеллект».
Тогда с полным основанием можно
будет называть их интеллектуальными.
Системы смогут отслеживать работу
и состояние всей «начинки» здания,
включая ограждающие
Под термином «умный дом» обычно понимают интеграцию в единую систему управления зданием следующих систем:
- Систему отопления, вентиляции и кондиционирования
- Охранно-пожарную сигнализацию, систему контроля доступа в помещения, контроль протечек воды, утечек газа
- Систему видеонаблюдения
- Сети связи (в том числе телефон и локальная сеть здания)
- Систему освещения
- Систему электропитания здания (АВР, промышленные ИБП, дизель-генераторы)
- Механизацию здания (открытие/закрытие ворот, шлагбаумов, электроподогрев ступеней и т. п.)
- Управление с одного места аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром, мультирум
- Телеметрия — удалённое слежение за системами
На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно — выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы не высокой стоимости, с гарантией 100 % использования.
Один из самых старых и одиозных проектов — коттедж Билла Гейтса. Этот проект, как и множество литературы по научной фантастике, породил огромное количество мифов об «умном доме».[источник не указан 418 дней]
В 1995 году разработчики технологий Java предрекали одним из основных назначений для этой технологии увеличения интеллекта бытовых приборов — например, холодильник сам будет заказывать продукты из магазина. Промышленного распространения эта идея не получила, но такие компании, как Miele и Siemens, уже выпускают бытовую технику с возможностью включения в «умный дом». Правда, эти решения основываются на QNX, а не на Java.
А вот функция выключить весь свет одной кнопкой, как и возможность включать и выключать его из разных мест, сегодня активно реализуется почти во всех проектах домашней автоматизации.
Умный дом как домашняя автоматизация развивается не только в России. Все технологии и системы, которые используются в России, разработаны и производятся в Европе, США и Китае. Основное различие видится скорее в предназначении и в подходе инсталяторов.
В Европе проекты автоматизации частных домов и квартир готовит сам разработчик и производитель систем, инсталятору же отводится роль фактически обычных, но квалифицированных монтажников, работающих строго по схеме.
В России
инсталятор является важнейшей фигурой
в создании умного дома. Как правило он
работает со многими производителями
систем автоматизации, это позволяет ему
подбирать систему максимально оптимально
для решения поставленных перед автоматизацией
задач. После этого он сам занимается проектированием,
монтажом, продажей и запуском построенного
умного дома.
2.1. Функции умного дома:
2.1.1.Управление светом
Управление светом позволяет пользователю создавать световые сценарии из неограниченного числа источников света с различной яркостью, включать их одновременно или с задержкой, имитируя, например, эффект "бегущих огней".
Используя специальные световые 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 и дает возможность поддерживать заданную пользователем 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.
2.1.2 Управление микроклиматом
Система постоянно измеряет температуру индивидуально в каждой комнате и поддерживает ее на заданном Вами уровне, управляя непосредственно клапанами радиаторов или заслонками кондиционера, а также, при необходимости, автоматически включает или выключает вентиляцию.
Каждый
день EIB помогает Вам 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 пользователя.
Система отопления / кондиционирования выключится автоматически для сбережения энергии, если окна комнаты будут открыты для проветривания (сигнал об этом пошлет межрамный контакт).
2.1.3 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.
2.1.4.Охрана
Умный дом ведет запись всех событий, которые происходили в нем за время вашего отсутствия: 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 пользователю и вызовет охрану.
2.1.5.Аварийные ситуации.
При возникновении аварийных ситуаций (например, протечки воды) Дом не только проинформирует пользователя и соответствующую службу, но и предпримет необходимые меры по локализации аварии (прекратит подачу воды).
2.1.6.Эффект присутствия
В отсутствие
пользователя Дом может имитировать привычный
образ жизни хозяев, включая по вечерам
свет и музыку, тем самым создавая эффект
присутствия.
3.Концепция умный дом как современная реальность |
| 3.1. Современные
разработки умного дома
. Никто
не может дать четкого определения
термину ИД, можно лишь сказать, что
под этим термином можно подразумевать
любое жилое помещение (дом, квартира,
гостиница или общественное здание).
Все объекты «интеллектуального
дома» снабжены системами автоматического
решения всех возможных проблем,
со своей структурой.
. Рисунок 3.3.
|
4. Оборудование и программное обеспечение системы «умный дом»
Немаловажная составляющая программно-аппаратного комплекса «Умный дом» – оборудование, и в силу того, что функционал данной системы является воистину всеобъемлющим, все без исключения компоненты «Умного дома», даже при их возможной внешней простоте, являются весьма технологичными и инновационными. Вот почему внедрение системы интеллектуального дома во всем многообразии его элементов могут произвести только опытные и высококвалифицированные инженеры.
Оборудование для систем «Умный дом» и его основной состав
Надо сказать, что элементы умного дома подбираются на этапе проектирования, исходя из требований Заказчика и согласно существующим стандартам. В целом же компоненты умного дома можно условно разделить на три основные группы.
- пассивное оборудование (кабели, провода, кабельные трассы, розетки, фурнитура и т.п.)
- активное оборудование централизованной системы (контролеры, концентраторы, усилители, накопители данных и другие активные системы)
- локальное оборудование комнат (пульты управления, колонки Hi-Fi, телевизор, люстры, светильники, другие управляемые элементы)
В группу пассивного оборудования для систем «Умный дом», в свою очередь, входят:
- элементы кабельных трасс: лотки металлические, шкафы и щитки распределительные, короба ПВХ, труба мягкая и жесткая ПВХ или металлическая, различные крепежные элементы, розетки, патч-панели, разъемы, патч-корды и т. п
- кабельные изделия: кабели электрические негорючие, кабель «витая пара» UTP пятой или шестой категории, кабели акустические, кабели коаксиальные и др. (подробнее о кабельной продукции Вы можете узнать в разделах «оборудование СКС», «оборудование ВОЛС», «оборудование беспроводных сетей»)
- элементы вывода и соединения: розетки электрические, телевизионные, акустические, информационные, патч-панели, различные разъемы и соединители, элементы автоматики и т. п.
- системы приема и передачи теле-аудио-видео сигналов (антенны спутникового, эфирного телевидения, антенны радиостанций, антенны сотовой и транкинговой связи и др.)
Следующая группа оборудования, составляющего систему «Умный дом» – приборы активного назначения. Активное оборудование централизованной системы располагается в отдельном техническом помещении – серверной, является мозговым центром всей системы и представляет собой:
- оборудование хранения и накопления данных (серверы и хранилища)
- оборудование коммутации и распределения сигналов (коммутаторы, телевизионные концентраторы, маршрутизаторы, системы зонирования аудио-видео потоков)
- оборудование обработки и воспроизведения потоковых данных (аудио- и видеозаписывающие и воспроизводящие системы, усилители, микшеры, тюнеры)
К локальному оборудованию комнат относятся следующие элементы умного дома:
- средства вывода изображения (телевизор, монитор, проектор и т. п.)
- средства воспроизведения звука (система колонок, сабвуфер, система светомузыкального сопровождения)
- средства освещения и обеспечения комфорта (светильники, кондиционеры, местная вентиляция и обогреватели, система местного водоснабжения)
- система местных датчиков и распределительных устройств (контроллеры СКУД, датчики пожарной системы, датчики системы безопасности и т. п.)
- средства управления и контроля системы «Умный дом» (встроенные и дистанционные пульты управления, местные выключатели и другие устройства)
Монтаж – едва ли не главное условие эффективного, надежного и безопасного функционирования оборудования системы «Умный дом»: приборы, входящие в систему, должны устанавливаться только профессионалами высокого класса. Монтажные работы осуществляются в два этапа – до начала отделочных работ на объекте производится прокладка кабельных трасс, а по их завершению проводится окончательная установка, наладка и запуск оборудования.
Итак, Вы
окончательно определились с тем, чтобы
установить систему «Умный дом». Оборудование,
которое Вам для этого
Кабельная
продукция подробно отражена в разделах
«оборудование СКС», «оборудование
ВОЛС», «оборудование беспроводных
сетей»
4.1 Ниже представлено активное оборудование централизованной системы
NI-3101-SIG (FG2105-08)
Signature Series NetLinx Integrated Controller "8 x IR / Serial, 8 x Digital
I/O, 8 x Relays,
6 x Configurable RS-232 / RS-422 / RS-485 Serial ports, 2 x Communication
Networks: AxLink and Ethernet (TCP/IP)
TVM1600-PSC
Хаб распределения ТВ сигнала формата
PAL/SECAM. 16 управляемых каналов.
Локальное оборудование комнат
MIO-R4 (FG148-04)
Пульт дистанционного управления. Протокол
ZigBee. Сенсорный дисплей с диагональю 2.4'.
Разрешение 240x320. Цвет - черный.
RE-DM4/240 (FG706-02)
Интегрированный модуль подсветки. 4 диммера
(до 768 зон подсветки), нагрузка до 1200 Ватт
на каждый, питание 240 В. Шина управления
AxLink.
MIO-DMS-WH (FG2408-01WH)
Настенный миниатюрный пульт управления
системой AMX. 8 клавиш прямого доступа
к меню. 4 " ЖК черно-белый экран.
Шина Ethernet. Цвет белый.
4.2. На сегодняшний день технологии позволяют строить домашнюю автоматизацию покомпонентно — выбирать только те функции умного дома, которые действительно нужны. Модульная структура позволяет создавать системы невысокой стоимости.
- LanDrive — наиболее доступная на сегодняшний день платформа для построения шинных распределённых систем управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами, а также такими системами, как отопление, кондиционирование, вентиляция, охранная сигнализация, контроль доступа и протечек воды. Также возможно управление аудио- и видеотехникой, домашними кинотеатрами, жалюзи, рольставнями, шторами, воротами, насосами, двигателями. В основном ориентирована на применение в составе «умного дома», но в последнее время всё чаще применяется в системах учёта и сбережения энергоресурсов, контроля доступа, охранно-пожарных системах.
- LCN — немецкая система автоматизации как для домашней так и для промышленной автоматизации. Полностью распределенный интеллект. В качестве среды передачи используется обычный электрический провод сечением жил 1,5 или 2,5 мм2. Реализуется управление практически любым оборудодванием. Оптимальное соотношение цена/возможности.
- iRidium Mobile — программный комплекс для управления системами умный дом с мобильных устройств iPhone, iPad, iPod touch и любых устройств под управлением Windows XP/Vista/7,Windows Mobile/Ce.
- BPT — система
домашней автоматизации с распределённым
интеллектом, использующая закрытый протокол
передачи данных.[источник не указан
764 дня] В качестве шины используется стандартная витая пара UTP. Реализуется управление освещением, домашней автоматикой, кондиционированием, отоплением, инженерной и охранной сигнализацией, домофонией. Основные мотивы выбора данной системы — низкая стоимость оборудования, простота монтажа и пуско-наладки. Система совместима с любыми типами электроустановочных изделий. - MyHome SCS Интегрируется посредством OpenWebNet-шлюза с системами от различных производителей.
- EIB/KNX (European Installation Bus — «Европейская инсталляционная шина»).
- LON (LonWorks)
- UBI (Универсальный
шинный интерфейс).[источник не
указан 764 дня] Данный интерфейс обеспечивает комбинированную передачу по витой паре (UTP, FTP) сигналов управления умным домом, сигналов Ethernet (компьютерная сеть, цифровое видеонаблюдение, цифровое телевидение и телефония, Интернет). Своими идеей и корнями уходит к концепции взаимодействия открытых систем на базе международной многоуровневой модели ISO OSI. В будущем все здания станут интеллектуальными, и будут объединены между собой. По мнению большинства специалистов[источник не указан 858 дней], модель взаимодействия открытых систем OSI идеально подходит для объединения в единое целое решений и технологий различных производителей электронного оборудования, будь то электроника стиральной машины, домашнего кинотеатра, системы вентиляции здания или легкового автомобиля. Уже сейчас многие производители (например, Legrand) оборудования для инженерных сетей интеллектуальных зданий предпринимают немалые усилия по унификации кабельных систем под разные технологии и разное назначение. Введено понятие «Оптимальных сетей».[источник не указан 858 дней] В правильно спроектированном интеллектуальном здании структурированные кабельные системы и оборудование автоматизации здания не зависят друг от друга. Конечному пользователю не нужно заботиться о том, чтобы в конкретном месте была телевизионная розетка или телефонная. Кабельные системы универсальны и унифицированы. То есть назначение для розетки можно придумать потом. Также потом можно выбрать и конечную реализацию системы автоматизации (будь то EIB, C-BUS, X-10 или что-либо еще). Существуют и получают распространение технологии динамического управляемого «переключения» назначения конечных точек подключения (например, розеток). За доли секунды телефонная розетка превращается в телевизионную. Пользователю лишь остается переткнуть соединительные кабели в другое конечное оборудование (поменять телефонный патч-корд на телевизионный). - C-Bus (protocol) — протокол для домашней
автоматизации, а также автоматизации
зданий, спортивных сооружений и т. д.[источник не указан
764 дня] C-Bus — это система с распределённым интеллектом (без центрального процессора), использующая кабель 5-категории (Cat.5), длина которого в одном сегменте может составлять 1000 м. Таких сегментов в одну систему можно объединять до 255. В сети используется 36 В переменного тока. Протокол C-Bus используется в Австралии, Новой Зеландии, Азии, на Ближнем Востоке, в России, США, Южной Африке, Великобритании и других частях Европы, включая Грецию, Прибалтику, Румынию и другие страны. В США C-Bus представлен под маркой «SquareD Clipsal». Протокол C-Bus был создан Clipsal Integrated Systems для использования в системах домашней автоматизации и системах управления освещением зданий. - Helvar — для систем управления освещением использует протокол DALI и DSI.
- AMX — система
домашней автоматизации одноимённой компании.[источник не указан
764 дня] Централизованная. Протоколы закрытые. Изначально применялись собственные шины передачи данных. Новые линейки оборудования AMX используют для передачи стандартные протоколы Ethernet, Wi-Fi и Zi gbee. Имеет шлюзы для сопряжения с другими системами (EIB,LON и др.). - Crestron —
протокол управления систем автоматизации
и мультимедийными системами.[источник не указан
764 дня] Разработан компанией Crestron (США). Протокол закрыт. Основной конкурент — AMX (США). - X10 — протокол управления электроприборами. Сигнал передается по электрическим проводам либо в радиодиапазоне. Недостатки — низкая скорость передачи информации и помехозащищенность, проблема ложного срабатывания, отсутствие обратной связи приёмника с передатчиком, возможны конфликты устройств X10 разных производителей и несанкционированный доступ к устройствам X10 по электросети.
- Z-Wave — запатентованный беспроводный протокол связи, разработаннй для домашней автоматизации, в частности для контроля и управления на жилых и коммерческих объектах. Технология использует маломощные и миниатюрные радиочастотные модули, которые встраиваются в бытовую электронику и различные устройства, такие как освещение, отопление, контроль доступа, развлекательные системы и бытовую технику.
- LUXOR[источник не указан 764
дня] — система локального управления освещением и климатом. Используется обычный электрический кабель и выключатели. Система производится Theben AG. Протокол закрыт. Основные мотивы выбора данной системы — низкая стоимость оборудования, простота монтажа и пусконаладки. Система совместима с любыми типами электроустановочных изделий. - Smart
Bus[источник не указан 698
дней] — шина, разработанная в Канаде. Данная система умный дом является идеальной в сочетании отношения цена-качество. - ONE-NET — открытый протокол беспроводной сети передачи данных, разработанный для целей автоматизации зданий и управления распределёнными объектами.
- R-BUS — шина разработанная совместно Российским и Китайским предприятиями с открытым протоколом передачи данных, предназначена для автоматизации больших и малых сооружений.
- DOMINTELL — централизованная система домашней, офисной и гостиничной автоматизации. Использует интерфейс RS485 для обмена данными между модулями. Имеются шлюзы Ethernet TCP, UDP, RS232, B&O, DMX(управление светом). Открытая система команд управления «Light Protocol». Была разработана в 1999 году в Бельгии.
- 1-Wire — технология, которая позволяет связать многие датчики и приборы в одну сеть, управление в которой на себя берёт персональный компьютер. Для передачи данных в такой сети используется всего один провод. Отличается дешевизной и простотой установки.
- Home Sapiens - система умного дома управляемая голосом

- Умный дом. Система видеонаблюдения
- Умный текстиль
- Умови авторського договору на передачу та використання майнових прав
- Умови визнання не дійсними висновків державної екологічної експертизи
- Умовивід
- Умовиводи та їх види
- Умови і необхідність використання маркетингу і логістики суб’єктами ринку робочої сили
- Умирает ли реклама
- Умисне або необережності здійснення злочину
- Умисне вбивство за обтяжуючих обставин
- Умисне заподіяння тяжких тілесних ушкоджень у разі перевищення меж необхідної оборони або у разі
- Умк Ұйым экономикасы
- Умножение числа на сумму.
- Умный дом