Ім'я файлу: Реферат Пташник .docx
Розширення: docx
Розмір: 391кб.
Дата: 06.03.2021
скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНІКИ ТА ЕНЕРГЕТИКИ

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ


Реферат

з навчальної дисципліни:

«Розумний будинок»

на тему:

«Системи керування розумним будинком »

Виконав: студент

групи Ен-51

Гарасюк В.В.

Прийняв:

Пташник В.В.

Львів 2021
ЗМІСТ


загалЬНІ ПОЛОЖЕННЯ……………….………………………………….

3

ЦЕНТРАЛЬНИЙ КОНТРОЛЕР = «МОЗОК» РОЗУМНОГО БУДИНКУ………………....................................................................................


6

СИСТЕМИ «РОЗУМНИЙ БУДИНОК». ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ………

8

ВИСНОВКИ…………………………………………………………………….

15

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………….

16


ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
«Розумний будинок» являє собою автоматизовану систему управління різними компонентами домашньої інфраструктури. За допомогою спеціального обладнання, система може розпізнавати типові ситуації і реагувати на них, підключаючи ті чи інші компоненти. При цьому, «розумний дім» повністю контролює роботу кожного приладу і не допускає нераціонального їх використання. Таким чином, за рахунок «синергетичного ефекту», розумний будинок дозволяє забезпечити оптимальний режим використання всієї сукупності приладів в будинку. А це дозволяє створити максимально комфортні умови проживання людей при максимально економному споживанні ресурсів.

Вся система «розумний будинок» складається з трьох основних підсистем:

  • Точка управління. Сучасні технології дозволяю забезпечити управління компонентами системи за допомогою самих різних пристроїв. Це може бути як простий вимикач, так і Touch-панель або iPad. Крім того, управління компонентами системи можна здійснювати за допомогою голосу або бавовни долонями. Дистанційне керування забезпечується за допомогою мобільного телефону, SMS та інших подібних рішень.

  • Центральний контролер. Це, власне, головний мозок всієї системи. Саме сюди надходить вся інформація про роботу того чи іншого пристрою. Крім того, центральний контролер отримує і обробляє команди, одержувані від точок управління. Завдяки функціям центрального контролера став можливий ефективний контроль гармонійної роботи всіх приладів в будинку, починаючи від лампочки, до систем вентиляції або опалення.

  • Виконуючий пристрою. Під цим терміном розуміється вся сукупність приладів і систем в будинку. Це можуть бути, як прості прилади, на зразок мікрохвильової печі або музичного центру, так і вельми складні інтелектуальні системи, на зразок системи опалення або системи відеоспостереження.

Передача інформації між підсистемами можлива як за допомогою дротового або бездротовим способом.

Як правило, дана система забезпечує взаємодію кількох систем, інтегрованих в єдину систему управління всіма приладами і комунікаціями будинку. При цьому, найбільш частими компонентами системи «розумний дім» є такі системи:

  • Електроживлення будинку. Розумний будинок контролює наявність електроживлення всіх інших систем в будинку. У разі необхідності, він самостійно задіє джерела безперебійного живлення і, в разі необхідності, додаткові генеруючі потужності.

  • Освітлення. Оптимальне використання освітлювальних приладів, з урахуванням рівня природного освітлення дозволяє забезпечити максимальну економію електричної енергії. Крім того, система забезпечує оптимальні умови для комфортного проживання людей.

  • Температура, вологість і своєчасне надходження свіжого повітря. Датчики, що вимірюють вищевказані параметри дають команду систем опалення, вентиляції та кондиціонування в автоматичному режимі. А це означає, що «розумний будинок» завжди підтримує оптимальні параметри повітря в приміщенні.

  • Управління побутовою технікою. Всі прилади, що працюють в будинку, можуть бути об’єднані в єдину мережу. Завдяки цьому, центральний контролер має можливість оптимально організувати роботу відеотехніки і кухонних приладів, систем підігріву ступенів і приводів автоматичних воріт.

  • Безпека. Сюди входять такі системи, як обмеження доступу в будинок небажаних осіб, контроль витоку газу, сигналізація і відеоспостереження та інші системи, що дозволяють контролювати рівень безпеки в будинку. Крім того, розумний будинок може забезпечити віддалене інформування про будь-якому інциденті в приміщенні, під час відсутності людей і навіть зімітувати їх присутність.

Слід зауважити, що в кожному конкретному випадку не обов’язкова наявність всіх вищевказаних систем. Технологія «розумний дім» відрізняється гнучкістю, і може бути оптимізована під конкретні вимоги певного клієнта.

Досить часто виникає питання про те, навіщо потрібна така складна система, і яка від неї реальна користь. Як правило, є три основні причини, завдяки яким люди приймають рішення про використання системи «розумний дім».

Перш за все, ця система дозволяє забезпечити високий рівень комфорту мешканцям будинку. Проживання в будинку, який піклується про своїх мешканців — мрія будь-якої людини. Автоматичне підтримання оптимальної температури і вологості, комфортне користування побутовою технікою та інші подібні опції дозволяють не тільки звільнити час людини, а й дати можливість йому зосередитися на важливих речах, не відволікаючись на побутові проблеми.

Крім того, використання автоматизованої системи управління побутовою технікою значно підвищують рівень безпеки житла. Сучасні системи відеоспостереження, ефективний контроль доступу в будинок, системи контролю витоку газу і коректністю роботи водопостачання — злагоджена і гармонійна робота всього цього гарантує дуже високий рівень безпеки приміщень та людей, які в них проживають.

Ще однією важливою причиною популярності системи «розумний дім» є можливість оптимального використання ресурсів. Завдяки автоматиці, такі ресурси, як електроенергія, вода і тепло витрачаються максимально економно. Адже, будинок самостійно відключить невикористовувані прилади й самостійно знизить витрата газу, при потеплінні. Це дозволяє значно знизити витрати на придбання таких ресурсів. У деяких випадках, економія досягає 40-60%.

У будь-якому випадку, при замовленні такої системи, слід зробити ретельний прорахунок витрат, необхідних для установки всіх компонентів системи, і попередній розрахунок вартості обслуговування такої системи.

Таким чином, система розумний будинок є чудовим рішенням, яке здатне забезпечити максимальний рівень комфорту і безпеки для людей, які проживають в будинку. Крім того, завдяки високому ступеню автоматизації, система здатна оптимізувати витрати ресурсів і забезпечити економію коштів, при оплаті електроенергії, газу, води і так далі.

ЦЕНТРАЛЬНИЙ КОНТРОЛЕР = «МОЗОК» РОЗУМНОГО БУДИНКУ
Центральний контролер отримує інформацію про роботу всіх приладів і систем в будинку за допомогою спеціальних датчиків. Наприклад, датчики системи освітлення передають інформацію про рівень природного освітлення в конкретний момент часу. Контролер визначає, чи є цей рівень достатнім. Якщо немає, то автоматично включається певну кількість освітлювальних приладів. При цьому, система визначає, чи є люди в конкретних приміщеннях. І включає додаткове освітлення тільки в разі їх присутності.

Приблизно таким же чином працює і система опалення та вентиляції. Варто зауважити, що будь-який параметр будь-який з систем завжди можна змінити в ручному режимі. При цьому, часто це можливо навіть у віддаленому режимі, за допомогою SMS або інших інструментів віддаленої передачі інформації.
Зрозуміло, що найбільш оптимальним способом установки такого устаткування в будинок, є планування його ще на етапі проектування конкретного будинку. В цьому випадку, можна найбільш раціонально використовувати всі конструктивні особливості будови і забезпечити максимально прийнятну вартість системи.

Контролери

ZigBee - Відкрита технологія. Пристрої, что підтрімують Zigbee широко поширені, але не завжди сумісні один з одним. Основна перевага - порівняно низьке енергоспоживання.

Z-Wave - закрита технологія, что гарантує сумісність підключених прістроїв між собою і надійність з'єднання. Також протокол Z-Wave відрізняється більшою «далекобійністю» сигналу.

Z-Wave Plus - просунута версія стандарту Z-Wave. Характерізується збільшенім радіусом дії и зниженя споживанням енергії.

Інші розумні пристрої:

Wi-Fi - застосовується для управління приладами з мобільного пристрою через Інтернет. На відмінно від ZigBee и Z-Wave не може безпосередньо з'єднувати між собою девайси в мережі. Розумні датчики зв'язуються з роутером, який передає сигнал на виконавчі пристрої. Wi-Fi не призначені для підключення великої кількості приладів (до 15-20) и вразливе до атак зловмісніків.

Bluetooth - служить для управління девайсами з мобільного пристрою, але без використання інтернету. Таке з'єднання важче зламаті, ніж Wi-Fi. Bluetooth має обмеженний радіус Дії.

Jeweller - характеризується підвіщеною дальністю дії. Такий стандарт зв'язку добре підійде для великого будинку або офісу.
Доступ

Віддалений - забезпечується через Інтернет. Недолік - ймовірність збою через поломки сервера або хакерської атаки.

Локальний - забезпечується за допомогою локальної мережі без доступу до інтернету. Вигідно відрізняється від попереднього способу більшою надійністю.

Максимальний радіус з'єднання.

Цей параметр дає змогу оцінити, чи підійде інтелектуальний пристрій для конкретного будинку. Чим більше максимальний радіус з'єднання, тим далі один від одного можуть перебувати датчики, термостати, розетки та інші розумні прилади. Оптимальний вибір за даним показником робиться з урахуванням площі будинку.

Орієнтовні параметри максимального радіусу з'єднання стандартів зв'язку:

ZigBee - до 100 м (на відкритому просторі), 3-12 м (в приміщенні);

Z-Wave - до 100 м (на відкритому просторі), 15-30 м (в приміщенні);

Z-Wave Plus - до 150 м (на відкритому просторі), до 45 м (в приміщенні);

Jeweller - до 1000 м (на відкритому просторі);

Bluetooth - до 10-15 м.

Реальний радіус дії зменшується / збільшується в залежності від наявності / відсутності перешкод або перешкод.

Кількість пристроїв, що підключаються.

Ця характеристика означає найбільшу кількість розумних приладів, з якими може працювати контролер. Різні моделі підтримують 25-220 пристроїв, що підключаються. Потрібний варіант вибирається виходячи з кількості розумних приладів. Рекомендується взяти контролер з запасом за цим показником на випадок розширення системи «розумний дім» за рахунок покупки додаткових датчиків, розеток, вимикачів.

СИСТЕМИ «РОЗУМНИЙ БУДИНОК». ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ
BROADLINK



Виробник: Китай. За замовчуванням немає українського інтерфейсу, при необхідності його можна знайти.

Устаткування «Розумний будинок» BroadLink є комплект сучасних цифрових пристроїв, створених для раціонального управління побутовою технікою, а також освітлювальної, енергетичної, охоронної та іншими системами в будинку. Кожен елемент такого комплексу може працювати як самостійно, так і взаємодіяти один з одним.

Переваги: ​​

  • швидко встановлюється, підключається і настроюється;

  • має широкий асортимент датчиків (вологості, температури, освітлення, шуму, забруднення повітря);

  • можна легко додавати і прибирати різні пристрої; функціонує без центрального хаба (автономна робота датчиків);

  • бездротове взаємодія пристроїв між собою; є своя камера відеоспостереження;

  • контролюється по Wi-Fi через Інтернет з будь-якої точки планети;

  • демократична вартість обладнання (від 200 $).

Недоліки:

  • невелика дальність дії сигналу (до 50 м);

  • відсутність резервного живлення хаба;

  • пульт працює тільки на прийом сигналів.

Такий комплекс не вимагає наявності центрального контролера, адже все його пристрою хоч і взаємопов'язані, але можуть працювати повністю автономно. Робота побутової техніки в будинку налаштовується згідно сценаріями в додатку на смартфоні.

FIBARO



Виробник: Польща (розробка та реєстрація бренду - США). Скрутно знайти український інтерфейс. Розумний будинок Fibaro відноситься до професійного обладнання із забезпечення автоматизації та безпеки будинку з найширшим функціоналом. Однак, на відміну від багатьох подібних систем, потребує встановлення та налаштування своєї апаратури досвідченими фахівцями.

Переваги: ​​

  • чудове наповнення системи всілякими датчиками і пристроями; наявність камери відеоспостереження;

  • величезний вибір сценаріїв для користувача;

  • розсилка повідомлень відразу на кілька телефонів;

  • робота на базі протоколу Z-Wave, що дозволяє успішно взаємодіяти з іншим подібним обладнанням;

  • датчик протікання оснащений сиреною;

  • розумна розетка відображає рівень енергоспоживання підключених пристроїв, а також вимикається при скачках напруги;

  • невелика дальність сигналу системи збільшується за рахунок можливості кожного її елемента бути ретранслятором сигналу;

  • голосове управління через сервіс Google, але тільки англійською мовою.

Недоліки:

  • висока вартість обладнання (від 600 $);

  • тільки професійний монтаж і налагодження;

  • обов'язкове підключення центрального контролера Fibaro Home Center до інтернету через LAN-кабель;

  • неможливість функціонування без центрального хаба;

  • відсутність резервного живлення хаба;

  • обмежена дальність сигналу (до 50 м без перешкод, хоча ця проблема вирішувана);

  • затримка Push-повідомлень;

  • необхідність в обов'язкову установку програмного забезпечення на ПК, а також урізане мобільний додаток.

У порівнянні з системами «Розумний будинок» інших виробників обладнання Fibaro має найкращу наповненість всілякими датчиками для контролю стану приміщень і забезпечення автоматизації в управлінні побутовою технікою. Однак встановити і розібратися з таким комплексом допоможе тільки професіонал.

AJAX



Виробник: Україна, відповідно, за замовчуванням підтримується український і російський інтерфейси. Дана система автоматизації будинку в повній мірі справляється відразу з двома важливими завданнями: забезпечує комфорт і зручність в управлінні життєзабезпеченням приміщення; гарантує безпеку житла в повній мірі, контролюючи кордону об'єкта на предмет злому, а також електричну, пожежну, газову та інші можливі загрози для будинку.

Устаткування «Розумний будинок» Ajax працює на надійно зашифрованою і захищеною двостороннього радіозв'язку Jeweller власної розробки, має повну автономність від електромережі завдяки резервного джерела живлення - хабу, характеризується стильним дизайном всіх своїх пристроїв.

Переваги:

  • ​​простий монтаж;

  • бездротової канал зв'язку між системними елементами;

  • велика зона дії сигналу (до 2000 м);

  • наявність захисту від зняття будь-якого з датчиків (бампера);

  • можливий доступ інших користувачів (повний або частковий);

  • автономна робота хаба від акумулятора (до 16 годин);

  • Wi-Fi і GSM-зв'язок;

  • різноманітність способів інформування користувача (дзвінок, SMS, Push-повідомлення);

  • розумна розетка показує витрата електроенергії (з урахуванням підключених приладів), автоматично відключається при перепадах напруги;

  • установка по QR-коду і управління за допомогою смартфона (iOS, Android);

  • підключення до 100 пристроїв;

  • наявність тривожної кнопки на пульті (брелоку);

  • невисока вартість комплекту (від 200 $).

Недоліки:

  • функціонування тільки з роботою центрального контролера (Hub), тобто відсутність автономності датчиків;

  • немає власної камери відеоспостереження (але є можливість підключення стороннього обладнання);

  • управління тільки через телефон, хоча це знімає необхідність встановлювати будь-які додаткові програми на ПК.

Ajax багатофункціональна, надійна, зручна, компактна. Має якісний захист від зломів, чудовий дизайн і зрозумілий інтерфейс. Установка і настройка такого комплексу спрощена до мінімуму і цілком доступна навіть для технічно непідготовлених користувачів. Важливою перевагою є і досить демократична ціна на девайс, беручи до уваги його широкий функціонал.

ORVIBO



Виробник: Китай. Відсутність українського і російського інтерфейсу за замовчуванням (але є англійська), що дещо ускладнює установку і настройку.

Orvibo - це недорогий комплект простого в експлуатації обладнання, головне завдання якого полягає забезпеченні безпеки будинку. І тільки в другу чергу така установка може служити базою для організації повноцінної системи Розумний будинок.

Переваги: ​​

  • простота в установці і підключенні, віддалений контроль через додаток на смартфоні; автоматичне знаходження та підключення сенсорів до центрального хабу;

  • широкий вибір пристроїв і можливість масштабування системи (близько 100 датчиків), причому інших виробників;

  • наявність власної відеокамери; бездротової протокол взаємодії між контролером і датчиками (ZigBee);

  • автономність деяких пристроїв від центрального хаба;

  • вибір сценаріїв роботи з технікою будинку;

  • Wi-Fi зв'язок з телефоном, дзвінки до до 10 номерів;

  • цілком доступна вартість (від 150 $).

Недоліки:

  • невелика зона дії сигналу (до 30 м);

  • досить скромний набір пристроїв в базовій комплектації (тільки частковий охоплення багатокімнатної квартири або офісу);

  • відсутність резервного живлення хаба на випадок відключення електроенергії;

  • дротове підключення до Інтернету (для надійності роботи системи).

Можна сказати, що Orvibo Security Kit - це проміжне обладнання між класичною системою охорони приміщення і «Розумним домом». Воно має просте і зрозуміле управління, прекрасні можливості для масштабування пристроями сторонніх виробників за рахунок універсального протоколу ZigBee. Однак з метою зробити цю систему більш доступною в плані покупки, тут використовуються досить примітивні датчики без захисту від злому і відключення, а камера розрахована тільки на роботу всередині приміщення.
Технологія «Розумний дім» користується великим попитом завдяки доступній ціні, простоті монтажу та комфорту при використанні. На ринку є безліч виробників, що пропонують різні версії розумних систем з притаманними цим брендам особливостями, перевагами та недоліками.

XIAOMI



Виробник: Китай. Відсутність українського і російського інтерфейсу за замовчуванням, тільки англійську і китайську, що накладає свої складності в процесі установки і настройки. Розумний будинок від Xiaomi відноситься до бюджетного класу обладнання, яке дозволяє зробити управління різними пристроями і побутовою технікою в будинку максимально простим і зручним.

Переваги:

  • ​​повна автономність пристроїв;

  • можливість масштабування;

  • наявність власної камери відеоспостереження;

  • бездротової протокол ZigBee;

  • зручне управління за допомогою смартфона через Wi-Fi;

  • наявність настроюються сценаріїв; компактність і стильний дизайн;

  • низька вартість базового комплекту (всього 90 $).

Недоліки: дуже маленька зона дії сигналу (до 10 м);

  • скромний набір сенсорів і виконавчих пристроїв в базовому наборі;

  • на різні датчики потрібно своє становище;

  • відсутність резервного живлення хаба.

Таким чином, комплект Xiaomi є відмінним стартовим платформою для підключення інших сенсорів і пристроїв, в тому числі сторонніх виробників. Її елементи працюють як самостійно, так і в якості єдиного цілого. З їх допомогою можна створити досить функціональну систему контролю житлового простору, включаючи забезпечення безпеки. Дана система, враховуючи її вартість, підійде для ознайомлення з системою розумного будинку.

Система «Google Home»

Можна дистанційно керувати чи налаштовувати роботу системи розумного будинку «Google Home».«Google» займається розробкою розумних помічників, які можуть керуватися не лише через мобільний додаток, але і за допомогою голосових команд. Для цього потрібно запустити систему, сказавши фразу «Окей, Google». Потім потрібно попросити активувати будь-яку функцію.

Наприклад:

  • ввімкнути телевізор або радіо;

  • знайти музичну композицію або документальний фільм;

  • налаштувати будильник на потрібний час або вимкнути світло в передпокої.

Динамік «Google» менш вимогливий до вимови, ніж «Amazon Alexa». Особливістю розробки «Google» є те, що єдиним елементом «Розумного будинку» від компанії виступає колонка керування. Безліч інших пристроїв розробляються різними виробниками і купуються окремо. Тому доведеться запастися терпінням і придбати розробки інших брендів.

Колонка «Google Home»


Вартість цього пристрою — близько 100 $. Колонка дозволяє користувачам керувати системою «Розумний дім» за допомогою голосу і синхронізуватися з гаджетами інших виробників.

Однак пристрій сумісний не з усім обладнанням для створення подібних систем. Доведеться обирати тільки ті пристрої, з якими синхронізується колонка.

ВИСНОВКИ

Отже порівнявши вище згадані системи керування «Розумний будинок» можна з впевненістю сказати, що серед українського ринку найкращими є системи керування нашої вітчизняної компанії “Ajax”, які переважають низькою ціною, простотою монтажу, легкістю керування, а також великою зоною дії.

Компанію Ajax Systems була засновано у ще не дуже далекому 2011-му році. Починалося все з невеликої, але вельми амбітної компанії, якій через якихось п’ять років судилося стати творцем найтитулованішої бездротової системи безпеки в Європі (і далеко за її межами). На сьогоднішній день продукцію компанії можна придбати в більш ніж сімдесяти країнах світу. Якщо вірити статистиці, то кількість об’єктів, де використовується обладнання від компанії Ajax, вже давно залишило позаду позначку в 100 000. А де сто тисяч – там і двісті, вірно?

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Велт, Т. Дж., Элсенпитер, Р. К. "Умный дом" строим сами / Т. Дж. Велт, Р. К. Элсенпитер. - СПб. : КУДИЦ-Образ, Питер, 2005. - 384 с.

2. Сопер, М. Э. Практические советы и решения по созданию "Умного дома": самоучитель / М. Э. Сопер; пер. с англ. А. Ю. Карцева. - М. : NT Press, 2007. - 421 с.

3. Гололобов В. Н. «Умный дом» своими руками / В. Н. Гололобов. – М. : НТ Пресс, 2007. - 216с

4. «Умный дом»: методические указания для слушателей курсов повышения квалификации / А.Н. Стариков, С.И. Рощина, А.В. Власов, Владим. гос. ун-т имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. - Владимир : Изд-во ВлГУ, 2014 . -123 с.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас