Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Architektura i zastosowania technologii inteligentnego domu

dr inż Piotr Bilski  |  elektro.info 11/2012  |  08.12.2012  |  6
Inteligentny termostat The Nest
Inteligentny termostat The Nest
Ciąg dalszy artykułu...

elementy pomiarowe oraz wykonawcze

Pomimo specyficznego przeznaczenia systemu, obecne są w nim typowe elementy, służące do akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych. Do takich zaliczają się czujniki temperatury, wilgotności, ruchu, czujniki kontaktowe (pozwalające stwierdzić, czy drzwi lub okna są zamknięte) itp. Z drugiej strony coraz powszechniej wykorzystywane są kamery pracujące w widmie widzialnym oraz podczerwieni. Rozmieszczone w wybranych lokalizacjach odpowiadają za pozyskiwanie informacji na temat sytuacji wewnątrz domu lub mieszkania.

Na podstawie ich wskazań kontroler podejmuje decyzję i generuje odpowiednie sygnały sterujące. Przykłady obejmują zamykanie i otwieranie drzwi (z uwzględnieniem opóźnienia czasowego), sterowanie klimatyzacją – tzw. HVAC (ang. heating, ventilation and air conditioning), czy przyciemnianie świateł. Do wykonywania wymienionych operacji potrzebne są specjalizowane elementy, np. moduł wykonawczy BC9191 (rys. 2.). Do oszczędzania energii stosowane są zautomatyzowane urządzenia – inteligentne termostaty, charakteryzujące się funkcjonalnością komputera przemysłowego. Ich zadaniem jest nie tylko automatyczne regulowanie temperatury, ale również uczenie się upodobań oraz nawyków domowników. Dopasowanie optymalnej temperatury odbywa się także na podstawie pomiarów oświetlenia, wilgotności, czy ruchu. Przykładem takiego urządzenia jest The Nest, przedstawiony na rysunku 3.

Osobną grupą sterowalnych urządzeń są przedstawiciele AGD i RTV. Korzystają one często z dedykowanych standardów typu DLNA. Zarządzanie urządzeniami w kuchni umożliwia rozpoczęcie programu zmywania o określonej godzinie, czy dopasowanie temperatury mrożenia jedzenia do jego charakteru. Z kolei sterowanie telewizorem, zestawem audio, czy odtwarzaczami płyt DVD lub BluRay pozwala na uruchomienie wybranego filmu w momencie pojawienia się konkretnej osoby w salonie, a także nagranie ulubionego programu w telewizji.

Oprócz wymienionych elementów pomiarowych i wykonawczych konieczne jest często zastosowanie dodatkowych elementów umożliwiających komunikację z komputerem oraz sterowanie systemem przez człowieka na odległość. W tym celu stosowane są np. moduły radiowe i podczerwieni (reagujące na polecenia sterujące z pilota). Z drugiej strony wykorzystuje się moduły USB, szeregowe (dla portów RS-232C) lub sieci komputerowej (z gniazdem RJ-45), do których podłącza się bezpośrednio komputer z oprogramowaniem sterującym.

Tym samym dom inteligentny staje się złożonym systemem rozproszonym z dużą liczbą różnorodnych modułów, wykorzystujących techniki przewodowej i bezprzewodowej transmisji danych, sterowanych zarówno przez kontrolery, jak i komputery PC, przyjmujących również polecenia od człowieka za pomocą odpowiedniego panelu lub odbiorników sygnału radiowego. Stosunkowo nowym pomysłem jest wykorzystanie kontrolera Kinect firmy Microsoft do ręcznego sterowania wybranymi modułami (np. w celu zasłonięcia żaluzji lub wyłączenia światła).

moduły sterujące

Kontroler jest najważniejszym elementem systemu, od niego zależy poprawne działanie domu, na którego stan wpływa poprzez elementy wykonawcze. Wymaga to zastosowania mikrokontrolera [3]. Ponieważ polecenia wysyłane do modułów pomiarowych lub wykonawczych oraz informacje na temat ich stanu mają prostą postać, w większości wypadków stosuje się podstawowe procesory, np. Microchip PIC16F877 (rys. 4.). Jest to układ wykonujący 35 różnych instrukcji maszynowych (co stanowi niewielką liczbę, dla porównania, współczesny procesor Intel Core i7 implementuje kilkaset instrukcji), 356 bajtów pamięci RAM, 256 bajtów pamięci EEPROM oraz osiem kanałów wejść analogowych (z przetwornikami analog-cyfra).

Układ wystarcza do zarządzania komunikacją pomiędzy urządzeniami z wykorzystaniem linii zasilającej jako medium transmisyjnego (ang. Power Line Carrier – PLC). Wysyłanie i odbieranie wiadomości w formacie zgodnym z jednym z popularnych protokołów wymiany danych w systemach smart home możliwe jest za pomocą modemów wyposażonych w przetworniki analogowo-cyfrowe oraz filtry pasmowoprzepustowe (do eliminacji składowych sygnału spoza pożądanego zakresu częstotliwości). Podkreśla się obecnie niewielki koszt rozwiązań wykorzystujących nowoczesne mikrokontrolery typu AtMega, czy Arduino. Ich dodatkową zaletą jest duża uniwersalność. Istnieją na przykład rozwiązania wykorzystujące procesory z rodziny 8051 do zarządzania modułami wykonawczymi i pomiarowymi poprzez standard 802.15.4 (ZigBee). Układ cyfrowy pełni tym samym funkcję nadzorcy oczekującego na informacje od czujników i generującego na tej podstawie sygnały sterujące.

Drugim elementem pełniącym funkcję zarządcy systemu jest obecnie komputer klasy PC, podłączony do systemu za pomocą portu szeregowego (RS-232C, aktualnie rzadko spotykanego), magistrali USB lub interfejsu sieciowego Ethernet. Na komputerze zainstalowane jest zwykle oprogramowanie specjalistyczne, pozwalające na szybkie zaprogramowanie zachowania systemu (np. ustalenie godzin gaszenia i zapalania światła). Przykładem takiej aplikacji jest PowerHome2 (rys. 5.) [4], zapewniający wsparcie dla wielu metod komunikacyjnych (np. X10, Insteon, UPB, czy podczerwieni). Jest to typowy przedstawiciel programu sterującego, oferującego obsługę ekranów dotykowych, rozpoznawanie mowy, czy możliwości definiowania zdarzeń do wykrycia przez kontroler. Dzięki wymienionej funkcjonalności program komputerowy staje się interfejsem między systemem a użytkownikiem, który w prosty sposób może definiować i zmieniać zachowanie modułów.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 11/2012

Komentarze

(6)
Natalia | 20.08.2013, 11:41

Inteligentny dom to także liczniki energii elektrycznej, które zaczynają na dobre gościć w nowoczesnym budynku.

Natalia | 20.08.2013, 11:42

Inteligentny dom to także liczniki energii elektrycznej, które zaczynają na dobre gościć w nowoczesnym budynku.

Andy | 21.10.2013, 09:06
Fajne
Edek | 21.10.2013, 15:50
Fajne
Ella | 21.10.2013, 16:33
Fajne
Misia | 21.10.2013, 17:19
Fajne
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Działalność TGE w sierpniu 2019 r.

Towarowa Giełda Energii podsumowała działalność w sierpniu 2019 r. Wynika z niej, że wolumen obrotu energią elektryczną na TGE wyniósł 21 214 456 MWh i był o 18,4 proc. wyższy niż w...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl