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...

media transmisyjne

Technologie transmisji danych w domu inteligentnym realizują paradygmaty komunikacji równorzędnej (ang. peer-to-peer) lub master-slave. W pierwszym przypadku każdy węzeł pełni analogiczną rolę, może również realizować podobne zadania, obejmujące zarówno wysyłanie komunikatów, jak i ich odbieranie. W drugiej sytuacji jeden węzeł odgrywa rolę nadrzędną, wysyłając polecenia do modułów podrzędnych (wykonawczych). W pierwszej konfiguracji poszczególne urządzenia muszą być wyposażone zarówno w nadajniki, jak i odbiorniki, co zwiększa ich koszt. W drugim przypadku większość elementów (z wyjątkiem kontrolera) jest przystosowana do komunikacji jednokierunkowej. Protokoły wykorzystywane w domu inteligentnym rozróżniają dane przesyłane w jednym kierunku, jak i wymagające potwierdzenia. Realizowane są one jednak przez określone grupy urządzeń, które muszą zostać indywidualnie dobrane przez projektanta.

Architektura nowoczesnego systemu pomiarowo-sterującego działającego w domu inteligentnym traktuje wszystkie elementy uczestniczące w komunikacji jako połączone w tzw. pikosieć. Mianem tym określa się lokalną strukturę komunikacyjną, w której każdy węzeł może połączyć się bezpośrednio z dowolnym innym. Jest to szczególnie łatwe w przypadku nowoczesnych technologii bezprzewodowych, takich jak Z-Wave lub ZigBee. O ile wszystkie urządzenia znajdują się w swoim zasięgu, możliwa jest komunikacja bez użycia przekaźników lub mostków.

Dodatkowo połączenie systemu w pojedynczym budynku ze Światową Pajęczyną (za pomocą technologii opisanych w następnych punktach) sprawia, że dom inteligentny staje się częścią inteligentnej sieci (ang. Smart Grid) [5]. Jest to atrakcyjne rozwiązanie mające pozwolić na globalne zarządzanie zużyciem oraz magazynowanie energii elektrycznej. W przyszłości przewiduje się, że energia elektryczna będzie produkowana głównie nie przez elektrownie, ale przez pojedyncze gospodarstwa domowe, które będą wytwarzać prąd na swoje potrzeby (np. za pomocą ogniw słonecznych), nadwyżki eksportując do wspólnej puli magazynowej. Zarządzanie tego typu przepływem wymaga monitorowania zasobów oraz zużycia energii na bieżąco.

Ze względu na wykorzystywane medium komunikacyjne protokoły podzielić można na trzy kategorie. Do pierwszej zaliczane są metody przesyłania danych cyfrowych poprzez linie zasilające, wykorzystywane do dostarczania trójfazowego prądu przemiennego poszczególnym urządzeniom. Grupa protokołów wykorzystujących to medium jest liczna, jej najpopularniejszymi przedstawicielami są standardy X10, Insteon, Universal Power Bus (UPB), czy IEC61334. Druga grupa obejmuje standardy wykorzystujące dedykowane linie przewodów przeznaczone wyłącznie do zarządzania elementami domu inteligentnego. Linie te mogą obejmować skręconą parę przewodów, sieć komputerową standardu Ethernet, czy światłowody.

Do tej kategorii zaliczają się standardy LonWorks, KNX, czy CEBus. Trzecia kategoria zawiera standardy komunikacji bezprzewodowej, obejmujące protokół ZigBee lub podczerwień. Ponieważ wiadomości przesyłane pomiędzy węzłami są krótkie, nie wykorzystuje się do ich transmisji standardu Wi-Fi (tym bardziej że wymaga on użycia nielicencjonowanego pasma ISM, co może powodować konflikty z innymi urządzeniami). Protokoły używające wymienionych technologii to Z-Wave czy KNX. Warto zauważyć, że istnieją standardy (np. KNX), które potrafią wykorzystać wszystkie rodzaje mediów transmisyjnych. Są one najbardziej uniwersalne, zaś przełączanie się pomiędzy mediami możliwe jest dzięki mostkom wbudowanym w urządzenie. Możliwość współpracy w dwóch standardach komunikacyjnych jest określana jako podwójna sieć (ang. dual mesh) (rys. 6.).

Standardy wykorzystujące linie zasilające urządzenia są aktualnie używane najczęściej. Różnią się one pod względem prędkości transmisji, metod kodowania danych cyfrowych czy długości wiadomości. Większość istniejących obecnie rozwiązań pochodzi od pierwszego protokołu, X10, który zostanie przedstawiony bardziej szczegółowo. Opracowany w 1975 roku, stał się standardem przesyłu informacji cyfrowej pomiędzy urządzeniami użytkowymi (takimi jak ekspres do kawy czy lodówka) podłączonymi do sieci elektrycznej. Pomimo jego istotnych wad, do dzisiaj jest to podstawowy protokół transmisyjny domu inteligentnego [6]. Informacje przesyłane linią elektryczną wykorzystują modulację amplitudową. Poszczególne zera i jedynki są reprezentowane przez sygnał sinusoidalny o częstotliwości 120 Hz i czasie trwania 1 ms lub jego brak.

W celu odróżnienia informacji z protokołu X10 od sygnału zasilającego (również sinusoidalnego, jednak o częstotliwości 50 lub 60 Hz, w zależności od lokalizacji geograficznej), jest on przesyłany w momencie przechodzenia tego ostatniego przez zero (rys. 7.). Ze względu na dużą częstotliwość sinusoidy przenoszącej informację, występują problemy przesyłania jej przez transformatory oraz za pomocą wszystkich składowych sygnału trójfazowego. W celu rozwiązania tego problemu stosuje się aktywne tzw. repeatery, czyli układy powtarzające bit trzykrotnie, za każdym razem przy zmienionej fazie (dopasowanej do poszczególnych faz sygnału prądu zasilającego). Po uwzględnieniu retransmisji oraz dodatkowych informacji kontrolnych efektywność przesyłu danych wynosi ok. 20 b/s. Ponieważ linie zasilające poszczególnych domów i budynków są częścią większej sieci, informacje przenoszone przez protokół X10 mogą przedostawać się do innych lokalizacji. Aby temu zapobiec, stosuje się filtry tłumiące sygnał o zadanej częstotliwości poza obszarem, w którym powinien on być interpretowany.

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