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


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... 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?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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