"Smart home": le contrôleur de contrôle. «Maison intelligente»: éléments constitutifs, but, principe du travail

Le concept d'arrangement de la «maison intelligente» est depuis longtemps passé de la catégorie fantastique au statut de réalisation. Dans une certaine mesure, cette idée est incorporée dans de nombreux chalets et appartements privés, ce qui facilite l'utilisation de la technologie par les utilisateurs. Cependant, à ce stade, il est possible de parler de la diffusion massive de cette idéologie avec de grandes réserves, car un dispositif complet de systèmes de contrôle multifonctionnel est coûteux et beaucoup semblent très compliqués. En fait, le cœur de ces systèmes est le contrôleur «maison intelligente», dont la présence distingue les principes de cette idée par les automatismes électroniques habituels.

Qu'est-ce qu'un contrôleur de contrôle?

Tout contrôleur est un moyen de contrôler certains processus et est associé à un équipement automatisé. L'arrangement de la «maison intelligente» suppose la disponibilité de composants exploités, qui peuvent être contrôlés par un système intelligent. Il s'agit simplement d'un petit appareil qui se concentre sur le traitement des signaux entrants provenant des équipements techniques et ménagers. Sur la base des informations reçues, le contrôleur prend des décisions. La «maison intelligente» peut avoir un contenu différent des appareils utilisés. En particulier, il peut s'agir de systèmes d'alarme de sécurité, d'équipements d'éclairage, de multimédia, d'infrastructure publique d'ingénierie, etc. Selon le nombre d'objets soumis à un contrôle intelligent, le programme du contrôleur est déterminé.

Il est important de noter la fonctionnalité multicomposante de ces contrôles. Leur tâche principale est de gérer les équipements utilisateurs susmentionnés. Cependant, pour maintenir la fonction du contrôleur lui-même, certaines de ses ressources sont également attribuées, sans parler des modules auxiliaires. En outre, une attention particulière est accordée aux moyens de communication lors de l'élaboration de tels systèmes. Par exemple, les contrôleurs GSM pour "maison intelligente" sont équipés de modems spéciaux qui transmettent des données sur l'état des composants entretenus directement à l'utilisateur via une communication cellulaire. Si nous parlons de la gestion des systèmes de sécurité ou des systèmes d'ingénierie, en cas d'alarme ou d'accident, le contrôleur peut être programmé pour informer les services spéciaux. Et le système GSM n'est pas le seul grâce auquel la connexion à distance avec le propriétaire de la maison est réalisée.

Composants du contrôleur

L'ensemble de base de composants fonctionnels comprend une armoire de commande centrale, un panneau de contrôle supplémentaire, un ordinateur serveur, des commutateurs et des modems. En cas de panne de courant, une alimentation sans coupure est également fournie, mais le plus souvent, elle est calculée pour une panne de courte durée, il est donc inutile de compter sur elle dans un mode de fonctionnement constant. L'armoire centrale, à son tour, contient un compteur d'énergie, un disjoncteur d'entrée, un panneau d'opérateur, des contacteurs de puissance et une unité de contrôle programmable. Parfois, des commutateurs de lignes électriques, des modules d'entrée-sortie, des relais électromagnétiques, le modem GSM mentionné, etc. sont également utilisés. Dans ce cas, l'ensemble peut comporter un nombre réduit de composants, selon les tâches effectuées par le contrôleur.

La «maison intelligente», sur la base d'un petit chalet, par exemple, peut ne pas avoir de modules d'E / S, si un programme de travail optimal est initialement inclus dans l'unité de contrôle. En outre, la réduction du nombre d'unités fonctionnelles peut être due à la volonté d'optimiser les ressources requises pour maintenir le fonctionnement du complexe. Et cela ne veut pas dire la simplification du système afin de fournir une ergonomie utilisateur en cours de fonctionnement.

Maintenant, il vaut la peine d'examiner la composition du cabinet supplémentaire. Généralement, il comprend soit des systèmes de sauvegarde de sauvegarde qui sont déjà présents dans l'armoire principale, soit des communications auxiliaires, ainsi que des systèmes de sécurité. Autrement dit, son intégration dans le système augmente la fiabilité des fonctions que le contrôleur principal de la «maison intelligente» implémente. L'équipement de ce segment, par exemple, peut être représenté au moyen de la communication locale du réseau, des amplificateurs et de la même unité d'alimentation ininterrompue.

Quelles sont les tâches du contrôleur?

La gamme de tâches qu'un contrôleur peut effectuer est très large et n'est déterminée que par le désir de l'utilisateur qui équipe son domicile. Bien sûr, cela s'applique principalement à la gestion de l'électrotechnique et des composants de l'ingénierie. L'idée même de "maisons intelligentes" était autrefois populaire dans le cadre de la volonté du consommateur avec le maximum d'utilisation des systèmes d'éclairage. Les contrôleurs modernes permettent le contrôle à distance et automatique de l'éclairage domestique et public, ainsi que de l'alimentation électrique en général. Déjà dans les configurations de base, les contrôleurs pour le système de maison intelligente sont également orientés vers la régulation de l'alimentation électrique pour les équipements de gaz, les réfrigérateurs, les chaudières, les systèmes de ventilation, etc.

Dans ce cas, les canaux de contrôle indépendants peuvent être programmés dans un ordre séparé. Ceci s'applique aux objets les plus importants. Par exemple, contrôler le "plancher chaud" fournit souvent une ligne de contrôle complexe à quatre zones dans plusieurs pièces. On peut en dire autant de l'infrastructure de sécurité, qui est habituellement servie par les contrôleurs GSM pour la «maison intelligente» avec la possibilité d'envoyer des messages SMS à l'utilisateur et aux consoles de services de sécurité. En outre, la notification peut être effectuée simultanément via les canaux de modules de communication sans fil en fonction de la connexion Internet.

Principe de fonctionnement de l'appareil

Le concept général de systèmes de gestion intelligents repose sur la création d'un contrôle automatisé. Autrement dit, le complexe est initialement configuré pour gérer indépendamment les composants cibles de la «maison intelligente». Ici, il est important de noter ce que l'on entend exactement par cette gestion. Cela peut être le réglage de la température de la chaudière, du «plancher chaud», de la mise en marche ou de l'arrêt des luminaires, du réglage des paramètres de l'équipement audio et vidéo, etc. En même temps, les contrôleurs «maison intelligente» peuvent fonctionner, c'est-à-dire prendre des décisions basées sur un programme préprogrammé , Et sur la base des commentaires du même équipement. Dans le premier cas, l'utilisateur entre dans certains paramètres de fonctionnement avec l'indication de chaînes logiques. Un exemple classique est l'installation d'éclairage public pour fonctionner à certaines heures de la nuit et un arrêt complet pendant la journée.

Dans le cas du traitement des signaux de rétroaction, le contrôleur fonctionne également selon le programme initial, mais les décisions sont prises en fonction de données pouvant varier en fonction de l'état actuel de l'équipement en cours de maintenance. Par exemple, une chaudière doit conserver l'eau à une certaine pression dans le système d'alimentation en eau. À partir du manomètre installé sur la ligne d'alimentation en eau, un signal avec une ou une autre indication est reçu et, sur leur base, le système donne la commande inverse à l'électronique de la chaudière. Une autre question est de savoir combien l'utilisateur sera utile à la commande que le contrôleur a donné. «Smart home» est un système intellectuel, mais il ne peut pas répondre aux attentes si le propriétaire a mal calculé le mode de fonctionnement dans certaines situations.

Contrôleur "Bélier"

En tant que solution de base, l'entreprise propose un contrôleur de modification PLC-100, qui peut être caractérisé par l'utilisation du protocole Modbus pour l'organisation des canaux d'échange d'informations. Le système est conçu pour l'entretien de bâtiments résidentiels privés avec deux étages, éclairage public, chauffage au sol, alarmes, etc. L'élément principal du complexe est un contrôleur logique connecté au panneau d'opérateur et aux périphériques d'entrée-sortie via l'interface RS-485. C'est-à-dire que la «maison intelligente» sur le contrôleur «Bélier» de cette version peut être programmée par le propriétaire lui-même à sa volonté. Les systèmes d'E / S sont représentés par un module analogique MVA8 et des dispositifs de commutation du fabricant INSYTE.

Le menu principal de l'opérateur comporte 6 unités de contrôle, dont chacune prend l'un des segments esclaves. En particulier, il s'agit de l'alimentation électrique, du système de chauffage au sol, de l'équipement d'éclairage, des moyens de contrôle de la température dans différentes parties de la maison, de l'envoi et du journal des événements. Il est important de noter que c'est le même contrôleur GSM pour la gestion de la «maison intelligente», grâce à laquelle des SMS peuvent être envoyés. La notification dans ce cas sera effectuée en cas d'accident dans la ligne d'alimentation de l'éclairage public, en cas de dysfonctionnement dans le circuit d'alimentation, etc.

Contrôleur Vera

Aujourd'hui, un grand nombre de contrôleurs différents sont disponibles sur le marché, mais les experts recommandent de contacter les fabricants ayant une vaste expérience dans ce segment. Et à cet égard, les modèles familiaux Vera ont une énorme confiance, car l'entreprise est sur le marché depuis de nombreuses années. L'une des solutions les plus récentes est le complexe VeraEdge. Les caractéristiques distinctives de ce système incluent la compacité, la haute performance et l'ergonomie. Et le développement se distingue même dans le contexte du reste de la ligne Vera. Le contrôleur de la «maison intelligente» dans cette version est attrayant et un remplissage technologique. Les créateurs ont utilisé une plate-forme SoC haute performance, dont la fréquence est de 600 MHz. Dans le même temps, la quantité de mémoire de fonctionnement a été augmentée à 128 Mo.

La principale innovation mise en œuvre dans VeraEdge est le système de puce Z-Wave Plus. Il s'agit de la cinquième génération de la puce, alors que la majorité des analogues concurrentiels fonctionnent toujours sur des plates-formes de troisième génération. Qu'est-ce que cela signifie dans la pratique? L'utilisateur peut utiliser des protocoles de communication avec une charge maximale, tout en servant simultanément plus de 200 périphériques. En outre, l'unité est équipée d'un module Wi-Fi, ce qui élimine les difficultés liées à l'organisation de lignes de communication locales câblées. C'est aussi une nouvelle solution qui, jusqu'à présent, ne peut pas se vanter de la «maison intelligente» des contrôleurs d'autres fabricants. Certes, non sans les défauts du système. Malheureusement, il manque d'un système d'alimentation ininterrompue intégré.

Contrôleur Arduino

Le système Arduino offre une solution assez inhabituelle mais logique pour la gestion d'une «maison intelligente». On l'appelle à juste titre un complexe, qui se réalise par ses propres moyens, puisque la participation de l'utilisateur à l'organisation de l'infrastructure de surveillance dans ce cas est fondamentale. Alors, qu'offre-t-on dans le paquet Arduino? La base de l'ensemble est directement un contrôleur logique d'une petite taille, et les composants restants sont représentés par des capteurs, des capteurs et toutes sortes d'indicateurs. Lorsqu'on a dit que le nombre de composants peut être limité, il s'agissait un peu d'autres principes de raccourcissement des éléments, mais le contrôleur de la «maison intelligente» Arduino a presque misé à la perfection le concept d'optimisation. Tout d'abord, tous ses capteurs fonctionnent sans fil, ce qui élimine la nécessité de multiples réseaux. Deuxièmement, pour le contrôle direct du contrôleur, des blocs traditionnels avec des panneaux d'opérateur sont utilisés, mais une page Web pratique et moderne qui est également disponible en tant qu'application mobile. En ce qui concerne les capteurs eux-mêmes, ils sont représentés par des dispositifs qui enregistrent les données de consommation d'énergie, les paramètres d'humidité et de température, ouvrant des portes, etc.

Contrôleurs Siemens

Les contrôleurs allemands sont principalement associés à l'automatisation des processus dans l'industrie. Cependant, récemment apparu une ligne très intéressante LOGO, dans laquelle sont présentés les systèmes de la «maison intelligente». La société dans le développement de ces complexes a adhéré à la direction traditionnelle, offrant un modèle à deux composants à la sortie. Le module principal forme l'infrastructure d'E / S d'information, dispose d'un clavier et d'un écran. Le deuxième module vous permet de travailler avec le contrôleur via une interface filaire, c'est-à-dire pour télécharger des programmes à l'aide d'un ordinateur. Pour le développement indépendant des modes de fonctionnement, le fabricant propose également un programme spécial – Soft Comfort. Si le système est utilisé comme contrôleur central de la «maison intelligente», il est tout à fait possible qu'il crée des algorithmes de contrôle et des schémas de travail par lui-même. En termes de performance et de fonctionnalité, les modèles de cette famille sont flexibles. Le fait est que chaque version du contrôleur LOGO peut être modifiée en introduisant de nouveaux sous-systèmes et modules qui amélioreront la qualité opérationnelle de l'équipement.

Avantages et inconvénients des contrôleurs pour la "maison intelligente"

Aux avantages incontestables des contrôleurs de ce type, il est possible de noter la solution efficace des tâches de gestion d'ingénierie, de multimédia et d'autres appareils ménagers. En effet, les capacités intellectuelles des kits même simples donnent beaucoup d'avantages aux propriétaires d'habitations ordinaires, ce qui les sauve des actions de routine. À titre d'exemple, tapez simplement un contrôleur Ethernet typique. La «maison intelligente» sous sa gestion au moyen d'interfaces réseau est réduite à un seul panneau d'information par lequel le propriétaire peut surveiller tous les indicateurs de performance et les données nécessaires sur les composants utilisés. Bien sûr, il existe des inconvénients à ce type de contrôleurs. Il s'agit notamment de la complexité de la mise en œuvre technique avec connexion et introduction à l'utilisation, service souvent difficile et, bien sûr, coût important.

Conclusion

Bien que de nombreux utilisateurs potentiels des systèmes de contrôle de la «maison intelligente» soient alarmés par leur multicomposant et lourds, ils connaissent depuis longtemps leurs éléments individuels. Par exemple, l'électronique dans les chaudières modernes, les réfrigérateurs, les ensembles acoustiques et les appareils d'éclairage fonctionnent souvent selon les mêmes principes. En outre, beaucoup, sans le savoir, font le même contrôleur pour la «maison intelligente» de leurs propres mains, lorsqu'ils installent un système de sécurité sur les capteurs et le module GSM. Seulement si, dans le cas des systèmes de sécurité, le centre est un panneau qui relie, par exemple, les capteurs de mouvement et les détecteurs de fumée, les contrôleurs considérés servent l'ensemble du spectre des appareils ménagers qui, en principe, peuvent être contrôlés automatiquement. Une autre chose est que la deuxième option est plus exigeante en termes d'alimentation électrique, plus difficile à mettre en œuvre et à fonctionner.