Введение

Какие бывают системы

Общие принципы

На начальном этапе проектирования системы Умный Дом нужно определиться с системой управления, которая будет управлять т.е. взаимодействовать с устройствами - исполнителями. Выражаясь простым языком - выбрать контроллер!

Контроллер - устройство, а точнее сказать программно - аппаратный комплекс, который связывает различные воздействия из вне (нажатие на кнопку, изменение температуры и т.д.), с исполнительными устройствами например такими как реле, димеры, клапаны и так далее. В общем и целом системы управления можно разделить на три вида:

1. Готовые контроллеры - законченное устройство со входами и выходами и зашитым в него алгоритмом работы.

2. Программные контроллеры - устройства логика работы которых описана на каком либо языке программирования.

3. Комбинированные - в которых программный контроллер может управлять уже готовым.

  • Готовые контроллеры - устройства имеющие на своем борту, несколько входов и выходов количество которых зависит от модели устройства. В них уже прописана определенная логика работы, которую изменить очень сложно. Работают они примерно по такому принципу - контроллер постоянно опрашивает входы на предмет изменения их состояния, и если состояние входа изменилось то он выполняет определенное действие - замыкание контактов выходного реле, отправку СМС и т.д. в зависимости от заложенного в него функционала. При этом он не позволяет менять свой функционал т.е. нельзя заставить контроллер воспроизводить музыку напрямую если в его функции это не входит. Это можно сделать только косвенно подключив например радио приемник в сеть через выход контроллера и тогда при замыкании входного контакта он подаст питание на радио приемник, который в свою очередь и будет воспроизводить музыку. Входы контроллеров бывают разного предназначения - аналоговые входы могут измерять сопротивление и оцифровывать его в определенные значения. По результатам этих измерений можно замыкать или размыкать контакты на выходах контроллера. Цифровые входы в основном предназначены для получения логических нулей и единиц. То есть так называемой TTL логики - ТТЛ уровень нуля равен 0,4 В, уровень единицы – 2,4 В. Информация на эти входы например с цифровых термометров поступает образно говоря в таком виде 00000101 (1 байт - 8 бит) то есть 5 градусов. Почему образно - потому что каждое цифровое устройство имеет свой протокол общения.
  • Таким образом можно сделать вывод, что если выбирать готовый контроллер то необходимо изначально определиться какой функционал в него должен быть заложен. Так же следует учесть то, что в очень редких случаях бывает возможность расширять функционал за счет подключения дополнительных модулей, не все производители позволяют провернуть такую операцию без замены контроллера. К плюсам готового контроллера можно отнести - высокую производительность и отказоустойчивость.

  • Программный контроллер. В роли программного контроллера может выступать практически любой компьютер имеющий на своем борту необходимые интерфейсы. Работает он по такому принципу - имеется программа которая постоянно опрашивает входные интерфейсы и производит управление выходными в зависимости от настроек пользователя. Например имеется компьютер с адаптерами 1-wire + датчик температуры и RS 485 с исполнительным реле, можно задать определенное значение температуры при котором должно сработать реле. Как это происходит - программа постоянно либо с каким то интервалом опрашивает датчик температуры и при достижении заданного или выше заданного(зависит от интервалов опроса) значения подает управляющий сигнал на интерфейс RS-485 и реле замыкает контакт(ы). В плюсах программного контроллера - возможность дописать код под свои нужды, то есть можно например перенаправить управляющий сигнал не на шину RS 485 а на интерфейс Z- Wave.
  • На данный момент существует множество готовых платных и бесплатных программных реализаций контроллеров. Среди которых можно например отметить систему OpenHAB, как самую известную и простую в использовании. В интернете можно найти множество статей и форумов по установке и настройке данной системы.

    Можно самостоятельно написать программу управления (контроллер) и за одно изучить какой либо язык программирования например JAVA, PHP или С++. Я например выбрал для себя PHP так как при написании программ на PHP нет необходимости писать управляющие приложения под различные типы операционных систем - Браузер он и в Африке браузер и есть на всех ОС. Поэтому моя позиция такова - лучше использовать программный контроллер, так как его при любом раскладе всегда можно настроить под себя.

    Из минусов программного контроллера можно отметить - низкая отказоустойчивость из за большого количества составных частей (жесткие диски, платы памяти и т.д.). В плюсах - высокое быстродействие и возможность простого исправления ошибок. В готовых контроллерах ошибку исправить гораздо сложнее.

  • Комбинированные системы - симбиоз готовых контроллеров с программными, то есть программный контроллер может управлять готовым, который в свою очередь может работать и не зависимо от программы. На данный момент большинство готовых контроллеров имеют возможность управления ими по сети Ethernet посредством GET или POST запросов. В запросах просто указываются параметры для включения или отключения определенных выходов контроллера.
  • Принцип работы довольно простой - программа опрашивает интерфейсы пользователя и при наступлении определенных условий шлет запрос на контроллер, который выполняет возложенные на него функции. То есть программа является как бы посредником между пользователем и контроллером.

    Плюсы такого подхода очевидны и говорят сами за себя. Во первых очень высокая отказоустойчивость, так как при программном отказе контроллер все еще работает и выполняет свои функции. Во вторых - простота расширения системы путем включения в неё дополнительных контроллеров, которые будут работать совместно с уже установленными.

    Подводя итоги хотелось бы сказать следующее - начинать строить свою систему Умный Дом лучше всего на программном уровне, так как добавить обычный контроллер в последующем не составит проблем. Да и многие мультимедиа устройства сейчас имеют свои API для управления, поэтому добавить их к системе тоже не составит большого труда. Да и на основе компьютера можно получить достаточно большое количество разнообразных плюшек в виде отправки СМС и слежения за разными объектами GPS, плюс конечно же голосовое управление.

    Вернуться в раздел софт

    Программы и технологии используемые в моей системе - Умный Дом

    Комментарии Все комментарии

    Написать комментарий