Елена Тесля - «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире

• Название: «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире
• Автор: Елена Тесля
• Жанр: Сделай сам
• Год: 2008
• ISBN: 978-5-91180-950-8

Эта книга познакомит вас с концепцией «умного дома» и накопленными в этой области решениями, которые можно легко реализовать в своей собственной квартире. Услышав словосочетание «умный дом», мы тут же представляем себе роскошный особняк миллионера, в котором холодильник заказывает продукты через Интернет, ужин разогревается сам, комнаты реагируют включением освещения на любое слово или взмах руки, а сам дом охраняется и контролируется удаленно. Тем не менее, если не гнаться за подобной фантастикой, вполне реально устроить в своей квартире филиал «умного дома». По крайней мере, собрать в единую систему имеющуюся электронику и подчинить своей воле все выключатели в квартире вполне по силам обычному «немиллионеру». Совершенно не обязательно покупать новую технику, чтобы создать домашний кинотеатр. Библиотека, видео– и аудиоколлекции – все это можно упорядочить в удобное для просмотра или прослушивания хранилище. В ваших силах даже организация видеонаблюдения и удаленного управления своей квартирой! Простые решения для «умного дома» оказываются действительно простыми, и реализовать их поможет эта книга.

---

Еще одно отличие и достоинство C-Bus – то, что эта система позволяет управлять домом на расстоянии без наличия сервера. Контроллер с постоянным IP-адресом подключается к сети Интернет и к «умному дому», и все это связывается IP-интерфейсом. На этот интерфейс и посылаются команды с удаленного телефона или компьютера, при этом «слушаться» он будет только хозяина.

Система C-Bus позволяет объединять до 100 устройств в одной сети и 255 сетей в одной системе.

Технология C-Bus особенно распространена в Великобритании, Австралии и Азии. В последнее время у нас в стране эта технология также становится популярной.

EIB (European Installation Bus)

Технология EIB (European Installation Bus), как и C-Bus, также является децентрализованной. Соответственно своему названию, она наиболее часто используется в Европе. Для этой системы параллельно с силовой проводкой прокладывается витая пара, которая является управляющей шиной. К ней подключаются все устройства, и через нее поддерживается связь между устройствами, включенными в систему. Все устройства связываются друг с другом без какой-либо структуры или иерархии, а также без контролирующих приборов. Необходимая информация передается от передатчиков сериями сигналов, которые через шину подаются сразу на все приемники. И хотя переданную информацию получают все принимающие приборы, реагируют на нее только те, которым эта информация адресована.

Если приемник не реагирует, то есть не подтверждает получения данной информации, передача повторяется до трех раз. После этого попытки передачи прекращаются, а запоминающее устройство фиксирует информацию о неисправности в данном сегменте. В случае же, если сигнал проходит, приемник посылает подтверждение об этом на передатчик. Информация передается асинхронно и последовательно и имеет приоритеты сообщений. Таким образом, система хорошо защищена от ошибок, а технология EIB считается достаточно надежной.

Несмотря на то что технология EIB является распределенной, на ее основе можно собрать систему с централизованным управлением: управляющий процессор подключается к шине в любом месте. На сегодняшний день EIB-протокол может работать с радиоканалом, с инфракрасным каналом, с силовой проводкой (1200/2400 бит/с при 230 В, 50 Гц), а также осуществлять передачи по витой паре (со скоростью до 9600 байт/с).

Для системы, построенной на основе EIB с использованием витой пары, существуют ограничения. Например, длина линии не должна превышать 1 км, а расстояние между двумя компонентами должно быть не больше 0,7 км. Кроме того, расстояние между источником питания и любым устройством должно быть не более 0,35 км. В одну сеть может быть объединено не больше 64 компонентов, а 15 сетей могут быть объединены в одну зону. Обмен информацией по силовой проводке предполагает до 255 логических и до 32 767 физических адресов. Скорость передачи информации по силовой линии – до 1200 бит/с.

Технология EIB поддерживается такими производителями, как Siemens, Gira, ABB, Hager, Marten и т. д.

LonWorks

Системы, построенные по технологии LonWorks, по своей сетевой структуре похожи на EIB. Однако благодаря возможности программирования встроенного контроллера LonWorks позволяет реализовывать более сложные проекты. Информация в сети передается только тогда, когда происходят какие-либо изменения, например меняются внешние условия или на устройства поступает сигнал с пульта управления. Таким образом сеть избавлена от перегрузок.

Система управления LonWorks реализуется при помощи управляющей сети LON (Local Operating Network), имеющей минимальное количество уровней иерархии. Определенного центрального, ведущего устройства такая система не имеет (Master). Ядро сети LonWorks – микропроцессор Neuron, в который включены 3 восьмибитовых микропроцессора, 11 контактов ввода-вывода и встроенная память. LonWorks может объединять до 127 LON-узлов в каждой подсети и до 255 подсетей в домене.

Технология LonWorks была разработана американской компанией Echelon с целью автоматизировать промышленные и транспортные системы, а также общественные учреждения и здания. Сейчас эта технология используется в основном для построения распределенных систем с большим количеством узлов, отдаленных друг от друга. Наибольшее распространение технология получила в США.

AMX, Crestron

Централизованные системы управления «умным домом» AMX и Crestron, как правило, строятся на основе применения широкого спектра управляющих центральных контроллеров и множества исполнительно-командных блоков. Функции обработки информации сосредоточиваются в мощном центральном компьютере, который принимает сигналы от датчиков и переключателей, пересылая их к управляющим блокам. Контроллеры AMX и Crestron имеют большие возможности и достаточную гибкость. Такие системы позволяют построить системы автоматизации практически любой сложности, но это требует высокоуровневого программирования.

Стоимость таких систем отличается от рассмотренных ранее C-Bus и X-10 в большую сторону. Однако AMX и Crestron считаются достаточно надежными системами.

ИНТЕРЕСНО

Именно такими системами оборудован дом Билла Гейтса.

Тем не менее недостатки таких систем также заметны невооруженным глазом: так как вся техника завязана на единый процессор, выход его из строя влечет за собой блокировку всех устройств в доме. С учетом того, что такому процессору придется работать беспрерывно 24 часа в сутки, можно предположить, что такая неприятность все-таки может произойти.

BACnet

Система BACnet – Building Automation and Control Network – дословно переводится как сеть управления и контроля зданиями. Этот протокол был разработан американским обществом ASHRAE (общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха). Не нужно долго думать, чтобы сообразить, для чего предназначен этот протокол – для управления системами отопления, охлаждения и кондиционирования. Для управления освещением или другими бытовыми приборами этот протокол не применяется.

Программируемые контроллеры BACnet связывают структурированные кабельные системы и различные устройства с маркировкой BACTalk: отопительные, охладительные приборы и кондиционеры. Основное достоинство технологии BACnet – возможность замены устройств различных производителей. То есть любой элемент системы можно поменять, причем устройство не обязательно должно быть той же фирмы или с такой же функциональностью.

В нашей стране BACnet практически не используется.

1.4. Подготовка к созданию цифрового дома. Техническая база

Прежде чем начать собирать систему «умного дома», необходимо разобраться, а что, собственно, вы от нее хотите. Еще более важно понять, какая техника имеется у вас в наличии, а также как много денег вы готовы потратить на создание «умного дома».

Лучше всего для начала набросать схему того, что вы хотите получить. Например, если на кухне вы хотите поставить телевизор, который будет соединен с компьютером и телевизором в спальне, необходимо продумать, каким образом вся эта техника может соединяться в единую систему. Нужен ли вам цифровой медиаадаптер или медиаплеер? Будет ли все это соединено при помощи проводов или посредством Wi-Fi? Какие еще понадобятся устройства, чтобы максимально упростить вам жизнь?.. Подобные вопросы мы рассмотрим в следующих главах. Пока же рассмотрим общие вопросы подготовки к созданию «умного дома».

IP

Протокол, с помощью которого мы можем бродить по сети Интернет, называется IP – Internet Protocol. Тем не менее для «умного дома» вовсе не обязательно быть подключенным к глобальной сети. Хотя с IP-адресами лучше все-таки разобраться – вот они как раз могут понадобиться нам для создания локальной сети.

Что же такое IP-адрес? Поскольку к глобальной сети Интернет подключено огромное множество компьютеров, количество которых растет с каждым днем, все они должны каким-то образом отличаться друг от друга, чтобы техника могла распознавать, к какому серверу в данный момент она пытается обратиться. Для этого-то и был придуман IP-адрес, то есть номер, состоящий из четырех наборов цифр, разделенных точками. Это выглядит, например, так: 192.168.1.15. Вероятно, именно такие адреса вы будете использовать для объединения техники в локальную сеть.

Каждый IP-адрес в Интернете должен быть уникальным. Иначе компьютеры начали бы конфликтовать друг с другом. Формат IP-адреса таков: четыре секции по 8 битов каждая (итого длина адреса 32 бита), разделенные точками.

В отдельной локальной сети IP-адреса также не должны повторяться (например, ваш компьютер будет иметь адрес 192.168.0.2, принтер – 192.168.0.3, а сервер – 192.168.0.1; при этом роутер, который имеет выход в глобальную сеть, будет иметь два IP-адреса: 194.44.186.2 для связи с Интернетом и 192.168.0.3 для локальной сети). Однако IP-адреса в любой локальной сети могут повторяться. При этом ни одна локальная сеть не может знать о существовании другой. Между собой локальные сети могут объединяться лишь посредством внешних маршрутизаторов, имеющих индивидуальные IP-адреса.