Контроллер системы «умный дом».

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 9

ВВЕДЕНИЕ 11

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ «УМНОГО ДОМА» 14

1.1. Базовые понятия «умного дома» 14

1.2. Протоколы передачи для автоматизации зданий 18

1.3. Описание технологического процесса и модель автоматизации 24

1.4. Требования к системам управления жилого помещения 27

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ВНЕДРЯЕМЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЖИЛОГО ПОМЕЩЕНИЯ 29

2.1. Структура построения систем управления жилого помещения 29

2.2. Анализ и выбор контроллера 31

2.3. Выбор модулей ввода-вывода 34

2.4. Разработка микропроцессорной сети 39

ГЛАВА 3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ И РАЗРАБОТКА АЛГОРАТМОВ ИХ РАБОТЫ 43

3.1. Разработка алгоритмов систем управления жилого помещения 43

3.2. Система обогрева помещений 44

3.3. Система вентиляции 48

3.4. Система управления освещением и ландшафтным отоплением 52

3.5. Система мониторинга 58

3.6. Разработка человеко-машинного интерфейса 60

3.7. Анализ программного обеспечения для работы с контроллером 62

ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 65

4.1. Анализ опасных и вредных факторов 65

4.2. Обеспечение безопасности труда 68

ГЛАВА 5. БИЗНЕС-ПЛАН РАЗРАБОТКИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ЗДАНИЯ 74

5.1. Технико-экономическое обоснование проекта 74

5.2. Анализ положения дел в отрасли 74

5.3. План маркетинга 76

5.4. Расчет материальных затрат на необходимое оборудование 76

5.5. Расчет капитальных затрат 78

5.6. Расчет экономической эффективности проекта 80

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 83

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время домашняя автоматизация уже не является мечтой и доступна не только очень богатым людям. Независимо от бюджета, можно управлять домом с помощью одного нажатия кнопки или следить за ним, находясь на большом расстоянии.

Управлять домом значит выполнять массу монотонной и нудной работы. В былые времена домом управлял отдельный человек. И сегодня ожидания владельцев жилья не изменились, все так же пользуются спросом удобство, высочайший комфорт и эффективность. Предоставить эти возможности может современная электронная система управления. Именно она обеспечит выполнение многочисленных функций, экономящих время человека, предоставит новый уровень комфорта, при этом экономя расходы на обслуживание дома или квартиры за счет эффективного использования коммунальных систем и бытовых приборов (11).

Функции, осуществление которых входит в обязанности системы управления и сигнализации:

 домашняя автоматизация может быть использована для управления системами освещения ради экономии электроэнергии, удобства и безопасности;

 управление бытовыми электроприборами обеспечивает более удобную работу шумных приборов и дает возможность приостановить некоторые операции;

 бытовая автоматизация позволяет системам охраны и сигнализации взаимодействовать с домашним освещением и другими элементами для улучшения безопасности;

 мониторинг и управление системами ОВК (освещение, вентиляция, кондиционирование) позволяет следить за температурой в доме и при необходимости регулировать ее дистанционно;

 системы управления для окон могут управлять шторами интерактивно, по времени или программно (14).

Под названием «Умный Дом» обычно понимают интеграцию в единую систему управления зданием следующих подсистем:

 водоснабжения;

 коммуникационные сети;

 видеонаблюдения;

 электропитания здания;

 удалённое слежение за системами;

 отопления, вентиляции и кондиционирования;

 управление аудио-, видеотехникой, домашним кинотеатром;

 GSM-мониторинг – удалённое информирование об инцидентах в доме (квартире, офисе, объекте) и управление системами дома через телефон (1, c.3).

«Умный дом» – это система, которая умеет распознавать конкретные ситуации и соответствующим образом на них реагировать по заранее выбранным алгоритмам. Для современных зданий характерна насыщенность сложным инженерным и коммуникационным оборудованием и умение правильно и своевременно идентифицировать состояние системы в целом или отдельного узла и предотвратить неприятные последствия отличает систему «Умный дом» от систем просто «послушного» дома.

Основные задачи системы «Умный дом»:

 безопасность в эксплуатации;

 качественное функционирование системы жизнеобеспечения здания;

 снижение затрат на ремонт оборудования благодаря своевременному выявлению его неисправности и более точной локализации поломок.

Впервые понятие «Умный дом» появилось в 1970-х годах, и с тех пор многие производители оборудования стали предлагать идеи, как сделать жизнь человека в своем доме более удобной и комфортной. На сегодняшний день тысячи фирм предлагают свои решения этих задач. Существует большой спрос на охранно-пожарные сигнализации, системы видеонаблюдения и микроклиматическое оборудование. В целях безопасности и сохранения имущества актуально использование датчиков контроля протечек воды, датчиков утечки газа, датчиков CO и пожарных датчиков (1).

В данном проекте разрабатываются системы управления освещением, электропотреблением, системы пожарной и охранной сигнализаций, системы защиты от утечек газа и протечки воды, для четырехкомнатного жилого дома.

В первой главе приводится описание объекта автоматизации и требования к проектированию. Рассмотрены возможные варианты организации системы «Умный дом», и произведен выбор фирмы на основании сравнительного анализа производителей оборудования и предлагаемых систем. Во второй главе разрабатываются отдельные подсистемы системы управления и сигнализации жилого помещения. В третьей главе выполнена разработка структуры построения внедряемых систем на основании предъявляемых требований и выполнен выбор необходимого оборудования, а в четвертой - алгоритмы управления систем.