Введение 4
Постановка задачи 6
Глава 1. Определение требований и выбор оптимального решения 7
1.1. Обзорно-аналитическая часть 7
1.1.1. Интерфейс 1-wire 8
1.2.1. Промышленные шины BUS 9
1.2. Формирование требований 10
1.3. Анализ имеющихся систем управления. Выбор оптимального подхода 11
1.3.1. Исследование существующих подходов 12
1.3.2. Разработка собственной системы управления «умным домом» 14
1.3.3. Объединение первого и второго подходов 14
1.4. Выводы 15
Глава 2. Разработка архитектуры элементов системы управления «умным домом» 17
2.1. Концепция системы «умный дом». Выбор технологий 17
2.2. Архитектура элементов системы управления «умным домом» 19
2.2.1. Архитектура аппаратных средств 19
2.2.2. Выбор аппаратных средств «умного дома» 23
2.2.3. Архитектура микросети 1-wire 27
2.2.4. Архитектура системы освещения 28
2.2.5. Программная архитектура 30
2.3. Реализация схемы управления «умным домом» 32
2.4. Описание полученных результатов 32
Глава 3. Разработка алгоритма функционирования системы 34
3.1. Алгоритм системы управления освещением 34
3.2. Алгоритм системы управления микроклиматом 35
3.3. Выбор закона регулирования 36
3.2.1. Пропорциональный регулятор 36
3.2.2. Пропорциональный интегральный регулятор 38
3.2.3. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор 39
3.4. Вывод 41
Глава 4. Описание реализованной системы 42
4.1. Web-интерфейс «умного дома» 42
4.2. Аппаратная реализация 43
Заключение 44
Список литературы 45
Купить

Последние десятилетия характеризуются ускоренными темпами про­никновения информационных технологий во все сферы жизни человека. В частности, компьютерные системы в корне изменили характер взаимодей­ствий между людьми, а также между человеком и машиной. Причем по­следнее заслуживает особого внимания, поскольку технологии развиваются крайне стремительно и требуют постоянной адаптации для их использова­ния. Одним из направлений развития компьютерных и информационных технологий, взаимодействующих с человеком, являются экосистемы, так называемые «системы умного дома». Новые эффективные средства ком­муникации позволяют обеспечить гибкий контроль инженерных систем, входящих в единую экосистему.
С каждым днем, мы всё больше и больше доверяем решение наших бытовых проблем компьютерной технике. То, что раньше было лишь науч­ной фантастикой, сегодня является реальностью. Современные инженерно­технические системы позволяют с легкостью делегировать поддержание комфорта и уюта в доме, обладающего способностью простого регулиро­вания характеристиками системы, компьютерным технологиям. На сего­дняшний день, домашняя автоматизация или «умный дом» становится нор­мой жизни.
Под «умным домом» понимается система, которая по заранее опреде­ленным правилам, принимает решение по управлению инженерными устрой­ствами, основываясь, на поступающей извне информации (данные с дат­чиков света, температуры, газа, камер наружного видеонаблюдения и др.). Кроме этого, «умный дом» должен коммуницировать не только с имеющи­мися компонентами системы, но и с интернет-сервисами.
Характерной чертой «умного дома», в отличие от прочих методов формирования жизненного пространства, в большей мере является аван­гардный путь коммуникации человека и жилого пространства, обладаю­щий возможностью задания желаемой ситуации с помощью передачи ин­струкции автоматической системе, которая в соответствии с определенным заранее алгоритмом, предопределяет и проверяет режимы функциониро­вания всех электрических и инженерных систем.
В случае, когда система «умный дом» полностью настроена и адап­тирована под нужды конкретного «владельца», необходимость использова­ния различных привычных средств управления техническими устройства­ми, такими как: пульт дистанционного управления телевизором, электро­выключатели, различные управляющие модули систем отопления и вен­тиляции, системы видеоконтроля и оповещения, несколько теряется. Это обусловлено тем, что система «умный дом», согласно своему предназна­чению и названию, самостоятельно берет на себя частичное или полное управление компонентами системы. В доме, оборудованном системой до­машней автоматизации, для выбора одного или нескольких предпочтитель­ных сценариев развития, достаточно произнесения голосовой команды или одного нажатия на сенсорную панель, в качестве которой может выступать планшетный компьютер, смартфон. Автоматическая система анализирует пожелание «владельца» и производит настройку работы всех подсистем для обеспечения комфортной обстановки внутри дома, в зависимости от периода времени, дня недели, имеющихся метеоусловий, уличной освещен­ности. Однако стоит заметить, что во всех подобных системах, вопросы эффективности функционирования и надежности управления подсистема­ми должны быть поставлены на первое место.
Из общепринятой тенденции развития социума в общем, и техниче­ских систем в частности, следует, что для улучшения личной жизни и повы­шения эффективности работы инженерных систем, необходимо внедрение систем домашней автоматизации, использующих современные технологи­ческие устройства, программное обеспечение, вспомогательное оборудова­ние и т.п. Кроме того, не стоит забывать, о необходимости учета всевозмож­ных достоинств и недостатков существующих и проектируемых систем.
Купить