ВВЕДЕНИЕ 6
1 Обзорно-аналитическая часть 8
1.1 Анализ систем управления умным домом 8
1.2 Автоматизированные системы управления 8
1.2.1 NetPing 10
1.2.2 OpenRemote 12
1.2.3 Home Sapiens 13
1.2.4 MajorDoMo 14
1.2.5 Fibaro 14
1.2.6 Вывод 16
2 Разработка архитектуры системы портативного управления освещением . 18
2.1 Архитектура аппаратных средств умного дома 18
2.2 Описание структуры системы 18
2.3 Установление связи между компонентами 21
2.4 Алгоритм работы системы управления «Умным домом» 22
2.5 Выбор аппаратных средств 24
2.6 Обзор контроллеров семейства Arduino 24
2.6.1 Выбор модели платы Arduino 27
2.6.2 Arduino UNO 29
2.6.3 Bluetooth модуль HC-05 33
2.6.4 Arduino Ethernet Shield 34
2.6.5 Arduino GPRS Shield 36
2.6.6 RFID-модуль RC522 40
2.6.7 Датчик движения HC-SR501 42
3 Разработка программного обеспечения 45
3.1 Программное обеспечения для контроллера Arduino 45
3.1.1 Скетч-программа для контроллера Arduino UNO с использованием
Bluetooth соединения 47
3.1.2 Скетч-программа для контроллера Arduino UNO с использованием
GSM/GPRS соединения 50
3.1.3 Скетч-программа для контроллера Arduino UNO с использованием
Ethernet соединения 52
3.1.4 Скетч-программа для контроллера Arduino UNO. Управление
доступом с помощью RFID карты 53
3.1.5 Скетч-программа для контроллера Arduino UNO. Автоматическое
включение освещения при помощи PIR датчика 56
3.2 Разработка мобильного ПО для ОС Android 58
3.2.1 Мобильное Android приложение 59
3.2.2 Создание нового проекта 60
3.2.3 Создание программируемых блоков 64
4 Подключение нагрузки 220 В 67
4.1 Необходимое оборудование 67
4.2 Распиновка контактов, для соединения всех модулей 68
4.3 Схема подключения реле с использованием модуля HC-05 69
4.4 Схема подключения RFID модуля доступа 70
Заключение 71
Список использованных источников 72
приложение А 73
Приложение Б 75
Сейчас мы живем в мире, где большинство повседневных задач упрощены или автоматизированы и с каждым годом эта тенденция возрастает. В обиход современного человека плотно вошли технологии удаленного управления. Эти технологии помогают не только экономить время, но и позволяют не зависеть от местонахождения. В качестве примеров можно привести ситуацию - Вы в отпуске и вам нужно полить цветы или проверить сохранность вашего имущества. В этом Вам помогут автоматизированные системы. Рост популярности автоматизированных систем, таких как, например «умный дом», обусловлено стремлением человека к комфорту и удобству. Дополнительной привлекательностью является безопасность, будь то противопожарная система или сигнализация с дистанционным оповещением.
Система «Умный дом» в целом и удаленная система управления электрообеспечением помещений в частности является современным инструментом повышения уровня комфорта и жизни, так как часть процессов происходит автоматически, а остальной можно управлять удаленно, что делает ее актуальной для изучения и совершенствования.
Целью данной работы является разработка системы управления бытовыми приборами и освещением. Система предусматривает управление с web-браузера, мобильного приложения или посредством передачи текстовых SMS-сообщений.
Задачи, которые были решены в рамках дипломного проектирования
- Анализ существующих систем и готовых решений
- Разработка базового прототипа
- Проектирование и разработка системы
Практическая значимость.
Данный программно-аппаратный комплекс может использоваться для жилых и производственных помещений с целью уменьшения затрат на электроэнергию. Система гибкая и масштабируемая. Программно-аппаратный комплекс можно использовать в качестве лабораторного стенда для проведения занятий.
В ходе выполнения дипломной работы, получены следующие результаты:
1) Анализ современных систем автоматизации зданий, результаты которых позволили обосновать выбор инструментальных средств разработки программного обеспечения.
2) Разработана архитектура, включающая программные и аппаратные компоненты, отличительной особенностью является гибкость и масштабируемость системы.
3) Разработан программно-аппаратный комплекс АСУ
электрооборудованием помещений, который реализует предложенную архитектуру.
4) Разработаны алгоритмы функционирования системы управления и системы контроля, позволяющие удаленно в реальном времени контролировать и управлять программно-аппаратным комплексом.
5) Результаты тестирования показали, что разработанная система удовлетворяет требованиям технического задания.
1 М.Э. Сопер. Практические советы и решения по созданию « Умного дома » / Сопер М. Э. - М.: НТ Пресс, 2007. - 432 с.
2 Е.А. Тесля. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Тесля Е.А. - Санкт Петербург, 2008. - 224с.
3 В.Н. Харке «Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве» / Харке В.Н. - М.: Техносфера, 2006. - 292с.
4 Т. Р. Элсенпитер, Дж. Велт. «Умный Дом строим сами» / Элсенпитер Т. Р., Велт Дж / КУДИЦ-ОБРАЗ. 2005. - 384с.
5 В.Н. Гололобов. «Умный дом» своими руками. / Гололобов В.Н. - М.: НТ Пресс, 2007. - 416 с.
6 В.Г. Архипов «Системы для «интеллектуального» здания» - "СтройМаркет", № 45 1999 г. - 21с.
7 Mike Riley «Programming Your Home Automate with Arduino, Android, and Your Computer» - « The Pragmatic Bookshelf Dallas, Texas • Raleigh, North Carolina », 2012 г. - 58 с.