Khái niệm nhà thông minh được thiết kế để cung cấp sự thoải mái, an toàn và bảo tồn tài nguyên cho người dân. "Nhà thông minh" phân tích các tình huống và phản ứng với chúng. Quá trình tự động hóa giúp bạn có thể điều khiển độc lập các thiết bị mà không cần tác động từ bên ngoài. Điều hòa không khí, hệ thống sưởi và các hệ thống kỹ thuật khác hoạt động tốt. Các yếu tố bên trong và bên ngoài ảnh hưởng đến việc bắt đầu hoặc kết thúc các chức năng được giám sát.
- Thiết bị và nguyên lý hoạt động
- Thành phần hệ thống
- Các loại nhà thông minh
- Có dây
- Không dây
- Bộ điều khiển có thể lập trình
- Các chức năng nhà thông minh
- An toàn và bảo mật
- Kiểm soát vi khí hậu
- Dịch vụ theo yêu cầu
- Trung tâm Truyền thông
- Quản lý và sử dụng tập lệnh linh hoạt
- Khả năng mở rộng
- Các khuyến nghị để tự lắp ráp "ngôi nhà thông minh"
- Xếp hạng nhà sản xuất
Thiết bị và nguyên lý hoạt động
Điều khiển thông minh dựa trên việc quản lý tự động các chức năng của hệ thống hỗ trợ sự sống. Trong các tòa nhà lớn, hơn một chục thông tin liên lạc kỹ thuật được phân bổ, công việc của chúng được kiểm soát.
Các cấp quản lý được sử dụng phổ biến nhất là:
- Cấp cao nhất được đại diện bởi quản trị và điều phối. Sự kiểm soát và tương tác của một người với kỹ thuật diễn ra thông qua cơ sở giao diện, được thực hiện dưới dạng các công cụ máy tính.
- Khoảng giữa kiểm soát quy trình làm việc. Tự động hóa điều phối trạng thái với sự trợ giúp của bộ điều khiển, thiết bị chuyển mạch, các nút mô-đun cho đầu ra và đầu vào của thông tin.
- Cấp thấp hơn bao gồm các đơn vị đầu cuối. Điều này bao gồm máy dò, thiết bị thực thi, đường cáp để truyền thông tin theo các cấp.
Hệ thống “nhà thông minh” được chia thành điều khiển tự động các khu liên hợp công nghiệp và hệ thống điều phối thông tin liên lạc gia đình.
Thành phần hệ thống
Các thành phần hỗ trợ sự sống được liên kết trong một sơ đồ:
- quản lý và truyền thông;
- thông gió, sưởi ấm, điều hòa không khí;
- thắp sáng;
- Nguồn cấp;
- giám sát và bảo mật;
- cơ giới hóa (nâng cao rào chắn, mở cổng, sưởi cửa sổ lắp kính hai lớp, bậc tam cấp).
Hệ thống cung cấp điện bao gồm lắp đặt bật tắt ánh sáng, cảm biến theo dõi, điều khiển từ xa ổ cắm, công tắc bật tắt. Điều này bao gồm các mô-đun đầu vào chức năng dự phòng được tối ưu hóa, nguồn điện khẩn cấp.
Các loại nhà thông minh
Có sự phân biệt giữa các chế độ quản lý tập trung và phi tập trung.
Hệ thống nhà thông minh tập trung hoạt động theo nguyên tắc lập trình cho một phần tử nút hoặc nút logic. Anh ta thường hoạt động như một bộ điều khiển với các tiếp điểm đầu ra. Mô tả chương trình phối hợp các chức năng của bộ điều khiển và thiết bị điều hành được đưa ra dưới đối tượng. Sử dụng một giao diện duy nhất, các kế hoạch đa nhiệm được áp dụng với đầu vào của các loại thiết bị.
Lệnh phi tập trung được cung cấp bởi một mô-đun điều hành có chứa một bộ vi xử lý được nhúng. Độ tin cậy của chế độ này nằm ở khối bộ nhớ không bay hơi. Trong mạch, mỗi máy dò hoặc thiết bị khác hoạt động độc lập. Ưu điểm là sự cố của một thiết bị không ảnh hưởng đến chức năng của các phần tử và công nghệ liền kề.
Có dây
Các mô-đun điều khiển được kết nối với một bus cáp duy nhất, qua đó chúng gửi và nhận các lệnh, tương tác với các phần tử của bảng. Dây là cáp đồng trục hoặc cáp xoắn đôi. Giao tiếp có dây đáng tin cậy hơn công nghệ không dây.
Tốc độ truyền tải thông tin cao, không gây khó chịu cho cư dân. Đối với truyền dẫn có dây, có sự lựa chọn của các phần tử điều khiển với chức năng, thiết kế khác nhau và nhiều loại mạch kết nối. Mạng cáp cho phép tổ chức các kịch bản tương tác phức tạp giữa các thành phần điều khiển, giám sát và điều hành.
Chú ý đến bố cục rõ ràng của các mô-đun và chất lượng của hệ thống dây điện. Sau khi hoàn thiện phòng không thể di chuyển linh kiện, dây cáp kém chất lượng sẽ làm hỏng linh kiện.
Không dây
Các lệnh được truyền qua tín hiệu vô tuyến, việc không có dây giúp tiết kiệm không gian, thời gian lắp đặt và tài nguyên vật liệu. Điểm cộng là hệ thống được lắp đặt trong nước, trong nhà hoặc căn hộ sau khi hoàn thiện cuối cùng và không yêu cầu thêm cáp. Công tắc hoạt động bằng pin có thể được lắp đặt ở bất kỳ đâu.
Không có dự án nào cho ngôi nhà thông minh không dây. Trong các tòa nhà bằng gỗ, khả năng truyền tín hiệu vô tuyến yếu của gỗ được tính đến. Trên thị trường có đủ các mạch nhà thông minh không dây giá rẻ thực hiện các chức năng cơ bản và mang lại sự thoải mái cho người dùng.
Điểm trừ - tùy thuộc vào chất lượng của kết nối và nhu cầu thay thế thường xuyên các chất dinh dưỡng. Trong chế độ này, máy phát được sử dụng để nhận năng lượng từ mạng điện, đối với chúng, một dây dẫn bằng 0 được kéo.
Bộ điều khiển có thể lập trình
Bộ điều khiển kỹ thuật kiểm soát các quá trình. Mô-đun có thể lập trình có nghĩa là một nút logic có chương trình chức năng được xác định bởi người dùng. Các mô hình công nghiệp khác với các mô hình trong nước ở khả năng làm việc hiệu quả và độ tin cậy.
Rơle có thể lập trình được sử dụng với ít nhiệm vụ hơn, rẻ hơn và dễ cấu hình hơn. Lợi thế của việc sử dụng trợ lý lập trình trong nhà với trí thông minh là chúng tổ chức sự tương tác của một số hệ thống con, bất chấp sự phức tạp của việc thiết lập. Ngôi nhà thông minh hiện đại hoạt động hiệu quả từ điều khiển trung tâm.
Bộ điều khiển có thể lập trình chỉ hoạt động từ bus có dây, bởi vì việc máy bị tắt đột ngột sẽ dẫn đến những hậu quả không mong muốn.
Các chức năng nhà thông minh
Tự động hóa thông minh là một hệ thống có thứ tự gồm các nút và mô-đun thực hiện các công việc hàng ngày mà không cần sự tham gia của con người. Người dùng cấu hình sẵn chế độ hoạt động tùy theo nhu cầu. Chế độ linh hoạt cho phép bạn chọn chức năng cần thiết hoặc thay đổi theo thời gian.
Bộ kỹ thuật bao gồm bật đèn, điều chỉnh hệ thống sưởi và điều hòa, đảm bảo an ninh. Tự động hóa sẽ thông báo cho chủ sở hữu về sự xâm nhập, báo cáo ngập lụt hoặc sự xuất hiện của khói. Hệ thống "ngôi nhà thông minh" giải quyết các tình huống trong đó giả định sự phụ thuộc của các chức năng khác nhau và sự điều phối của giải trí, rạp hát gia đình, hệ thống sưởi hồ bơi vào những giờ và ngày cụ thể.
An toàn và bảo mật
Các biện pháp an ninh bao gồm sửa chữa những lần đột nhập hoặc xâm nhập không mong muốn vào nhà và thông báo cho chủ sở hữu. Nó cung cấp cho việc kích hoạt tín hiệu âm thanh, bắt đầu quay và khóa cửa ra vào và cửa trung gian. Hệ thống tích hợp với các đơn vị an ninh và truyền báo động để trục xuất nhóm.
Chương trình bảo mật bao gồm các công nghệ:
- video theo dõi;
- kiểm soát ra vào nhà và các phòng riêng lẻ;
- báo trộm, chống cháy nổ và kiểm soát rò rỉ gas;
- thông báo từ xa các sự cố trong nhà, điều khiển qua điện thoại;
- bắt chước sự hiện diện của một người trong nhà.
Hệ thống an ninh bao gồm cảm biến rung, kính vỡ, cảm biến khói, sơ hở. Mắt video, khóa điện, còi báo động đã qua sử dụng.
Kiểm soát vi khí hậu
Điều phối chất lượng của vi khí hậu có nghĩa là điều hòa nhiệt độ không khí, thông gió trong phòng, duy trì độ ẩm ở mức 40 - 60%. Các thiết bị tiết kiệm tài nguyên năng lượng do sử dụng hợp lý môi trường đã được làm nóng.
Thiết bị sử dụng bộ điều nhiệt và cảm biến:
- độ ẩm;
- nhiệt độ;
- khí hậu.
Thiết bị thông minh bao gồm máy tạo ẩm, máy ozon hóa không khí, máy lọc không khí nếu các thông số không khớp. Tự động hóa làm giảm công suất của lò sưởi, trong khi chủ sở hữu vắng mặt, mở các lỗ thông hơi và chuyển đổi để cung cấp luồng không khí trong lành.
Dịch vụ theo yêu cầu
Vấn đề an toàn và bảo mật thông tin phụ thuộc vào các loại thiết bị được sử dụng. Nguy cơ trộm cắp tăng lên cùng với hậu quả tiềm tàng ngày càng tăng. Đối với tự động hóa gia đình, rủi ro thấp hơn đáng kể so với các hệ thống công nghiệp hoặc y tế.
Các nhà sản xuất của mỗi nền tảng tạo ra các tiện ích riêng của họ theo yêu cầu của người dùng, điều này không cho phép phần mềm liên hệ với một mạng và các mô-đun từ các nhà sản xuất khác. Một ví dụ là phần mềm độc quyền có mã bị khóa, nơi các tiện ích không liên kết với các kiểu máy của các nhà sản xuất khác theo bất kỳ cách nào.
Ở vị trí thứ hai là nhu cầu tạo ra các thiết bị có thể tự do làm việc với các tiêu chuẩn. Đôi khi giao tiếp yêu cầu một trung tâm chuẩn hóa các tín hiệu của các hướng khác nhau.
Trung tâm Truyền thông
Nó là một máy tính từ xa không có bàn phím và chuột với giao diện không dây tích hợp sẵn. Một TV plasma và một máy chiếu được sử dụng như một màn hình. Bộ thu sóng TV của các trung tâm đa phương tiện có nhiều khả năng xử lý hình ảnh và tín hiệu âm thanh. Chúng số hóa và nén các tín hiệu tương tự.
Sau khi chuyển đổi, các đợt bùng nổ sóng được chỉnh sửa và ghi lại trên đĩa cứng. Bộ hấp thụ sóng vô tuyến được tích hợp sẵn nhận tín hiệu radio không khí, các tấm âm thanh đảm bảo chất lượng của các dao động cơ học. Ưu điểm của trung tâm truyền thông là nó được áp dụng hợp lý cho cơ sở trong hệ thống điều khiển. Chức năng mở rộng cho phép bạn phối hợp hoạt động của các thiết bị và công nghệ kỹ thuật số khác trong ngôi nhà thông minh.
Quản lý và sử dụng tập lệnh linh hoạt
Các chức năng của thiết bị cho các tình huống:
- cổng (hub) điều phối các mô-đun điều khiển, nhận dữ liệu từ các đầu báo, cảm biến tín hiệu và truyền tín hiệu đến các công tắc;
- ổ cắm thực hiện lệnh cấp điện, điều khiển đo đếm;
- cảm biến mở đóng mở tiếp điểm;
- phím không dây truyền các lệnh.
Các thiết bị hoạt động theo giao thức đã chọn tiêu thụ ít điện hơn và có thể hoạt động trên các nguồn có thể tháo rời trong tối đa 2 năm. Chế độ trực tuyến liên tục phải được cung cấp cho các ổ cắm, cảm biến, bộ lặp để truyền tín hiệu và điều khiển xảy ra qua mạch cục bộ.
Khả năng mở rộng
Tính mô-đun và khả năng mở rộng cho phép tạo ra một bộ thiết bị mới trong tương lai và bổ sung các thành phần khác vào hệ thống. Nhu cầu phát sinh cùng với nhu cầu gia tăng, do đó có một giải pháp thay thế thay thế hoàn toàn hệ thống trong đó các yếu tố kiểm soát hoặc hiệu suất được thêm vào.
Khả năng mở rộng giúp có thể bắt đầu cài đặt điều khiển tự động với một nhóm chức năng nhỏ cần thiết trong một khoảng thời gian nhất định, và dần dần cài đặt một loại thiết bị mới.
Các khuyến nghị để tự lắp ráp "ngôi nhà thông minh"
Việc tự lắp ráp hệ thống sẽ giảm chi phí trang bị tự động hóa cho ngôi nhà. Không phải tất cả mọi người đều có thể làm loại công việc này. nó là cần thiết:
- có thể sử dụng các công cụ và làm việc với các thiết bị điện;
- biết những điều cơ bản về an toàn;
- có kiến thức ban đầu về lập trình, có khả năng làm giao diện đồ họa để điều khiển;
- biết những kiến thức cơ bản về cấu trúc của mạch điện tự động và có khả năng áp dụng các thuật toán.
Đầu tiên, hướng sử dụng được xác định, một phiên bản kỹ thuật được tìm thấy. Các cơ sở được khảo sát và một dự án để bố trí các yếu tố đang được phát triển. Các mạch phản hồi thông minh đơn giản được khuyến khích để lắp đặt tự làm.
Xếp hạng nhà sản xuất
Hệ thống BroadLink của Trung Quốc là một tập hợp các mô-đun kỹ thuật số cho cuộc sống bền vững tại gia đình. Các phần tử có thể tương tác hoặc hoạt động độc lập, không yêu cầu bộ điều khiển chính. Một loạt các cảm biến, thiết bị theo dõi, máy dò và bộ điều chỉnh được cung cấp.
Fibaro lắp đặt ở Ba Lan giới thiệu thiết bị an ninh gia đình chuyên nghiệp thông qua tự động hóa. Hệ thống được phân biệt bởi khả năng phát triển nhiều kịch bản với mức độ hoạt động kinh tế. Thiết bị chỉ được lắp đặt bởi những người thợ chuyên nghiệp.
Hệ thống Orvibo của Trung Quốc giới thiệu một bộ thiết bị an toàn rẻ tiền. Kiểm soát không khí, sưởi ấm là một chức năng bậc hai. Bộ cài đặt dễ dàng, điều khiển từ xa qua điện thoại thông minh (10 số). Hoạt động trong các phiên bản không dây và cáp.
Thiết bị Trung Quốc Xiaomi thuộc loại bình dân. Hệ thống hoàn toàn tự trị, có khả năng kết nối các mô-đun và các nút trong tương lai. Những nhược điểm bao gồm một vùng phủ sóng nhỏ, một số lượng nhỏ các bộ phận điều hành và cảm biến.
