АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ В ЖИЛЫХ ОБЪЕКТАХ

Фомин С.П.

Аспирант, Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, г. Муром

АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ В ЖИЛЫХ ОБЪЕКТАХ

Аннотация

В работе рассматривается актуальность разработки системы управления домом, описаны базовые принципы и средства разработки, а также перспективы и преимущества внедрения.

Ключевые слова: автоматизация, система, здание, модель.

Fomin S.P.

Postgraduate student, Murom Institute (branch) of Vladimir State University the name of Alexander Grigorievich and Nikolai Grigorievich Stoletov

THE TOPICAL OF INFORMATION SYSTEMS IN RESIDENTIAL BUILDING

Abstract

The article describes the relevance of the development of home control system, and the basic principles and development tools, as well as the prospects and benefits of implementation.

Keywords: automation, personalization, building, model.

Современный человек использует множество устройств, которые упрощают жизненные процессы, делают их более комфортными, а так же экономят время. К примеру, мобильный телефон, с его помощью человек будет всегда на связи или кулер для воды, в нем постоянно есть горячая и холодная вода. Люди стремятся автоматизировать все, в том числе свой дом. Дом – это комплекс множества устройств, за которыми нужно следить: газовое оборудование, электрооборудование, водоснабжение. Дом необходимо охранять – это охранная система. Дом – это место отдыха и удобства и поэтому именно сейчас современному человеку будет интересна система управления его жилищем (“Умный дом”).

Сейчас существует большое количество систем управления домом, в основном это охранные системы, однако не существует системы, обладающей всеми функциями, как правило, это отдельные не связанные модули. Подобные системы очень дороги и при комплексном подходе стоимость их измеряется сотнями тысяч рублей. Стоимость установки охранного модуля для квартиры около 50 000 рублей и последующая ежемесячная оплата.

В настоящей статье рассматривается проектирование системы с использованием Arduino-контроллеров и комплектующих одноименной фирмы. Эти контроллеры очень распространены, есть большое количество зарубежной литературы и реализованных проектов с открытым кодом, осуществляется хорошая техническая поддержка Arduino-сообществом. Стоимость контроллеров колеблется от 500 до 2000 рублей, что в несколько раз меньше существующих аналогов. Arduino позволяет проводить быструю настройку и программирование, возможность прямого выхода в сеть и понятное управление подключенными устройствами.

Рис. 1 – Вариант автоматизации дома

Цель разработки системы: дать пользователю интерфейс для мониторинга, визуализации и управления состоянием процессов дома, разработать систему значительно ниже рыночной стоимости. Система разрабатывается для удобства и экономии времени человека.

Основные составляющие разрабатываемой системы:

1. управление домом через мобильное устройство;
2. охранный модуль, постановка дома на пассивную охрану;
3. управление световым оборудованием;
4. активная защита с информированием пользователя по email или sms (протечка воды, утечка газа, система может перекрыть воду или газ);
5. видеонаблюдение с трансляцией на мобильном устройстве;
6. управление мультимедиа;
7. управление климатом;
8. универсальный модуль пользовательского программирования дома по типу Событие-Действие, благодаря которому пользователь сможет сам настроить систему;
9. наглядный модуль визуализации данных, в котором будут отображены все процессы и сводные данные дома.

Это базовые, основные задачи. Планируемый экономический эффект от внедрения:

1. снижение затрат на электроэнергию, за счет управления потреблением электричества;
2. отсутствие затрат на ежемесячную оплату охранной сигнализации;
3. своевременное предотвращение утечек воды и газа, исключает расходы на ремонт;
4. низкая стоимость компонентов и дополнительного обслуживания;
5. стоимость установки значительно ниже рыночной.

Научный потенциал:

1. разработка новых методов и алгоритмов распознавания движения;
2. разработка алгоритмов управления видеонаблюдением, распознавание объектов;
3. разработка нового метода программирования дома по принципу Событие-Действие.

 

Рис. 2 – Пример пользовательского интерфейса

 

Система должна быть связана с сетью Internet и работать с единым сервером, чтобы пользователь через мобильное устройство мог зайти в панель управления домом. В случае отключения интернета или электричества система будет работать автономно, используя резервное питание и выход в интернет. Так как система будет использовать Arduino-контроллеры, ниже приведена схема взаимодействия с элементами дома.

Рис. 3 – Схема работы системы

 

В доме может быть несколько контроллеров, которые взаимодействуют с другими датчиками. Датчики могут отправлять сигнал или получать, некоторые делают оба действия. В случае нахождения пользователя внутри информационной сети дома, то общение происходит с локальным интерфейсом, полностью идентичным удаленному, при этом данные сохраняются локально и синхронизируются с удаленной базой.

В системе будут использованы следующие компоненты: датчики дыма, газа, огня, света, температуры, движения, видеокамеры, датчики влажности и подтопления, модуль взаимодействия со световыми приборами, электроклапаны, wifi-адаптеры, LED-экраны и множество других компонентов. Все элементы должны работать комплексно и органично, как единое целое.

Разработка и последующее внедрение таких систем перспективное направление. Подобные системы позволят изменить отношение к человеческому дому. Дом получит функционал для управления  с  визуализацией и мониторингом, что даст пользователю комфорт, гарантию спокойствия и сэкономит денежные средства.

Литература

1. Моделирование систем : метод. указания к практ.  занятиям / сост. Р. И. Макаров ; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2005. – 28с
2. Астафьев А.В., Провоторов А.В., Орлов А.А. Комплексный анализ систем мониторинга и визуализации производственного процесса на промышленных производствах // Электронный журнал «Системный анализ в науке и образовании» – 2011. – №1. – С. 1-6.
3. Маклаков С.В. BPWin и ERWin. CASE-средства разработки информационных систем. – М.: Диалог-Мифи, 1999. – С. 256.
4. Волчков С.А. Моделирование для непрерывного улучшения бизнес-процессов на базе стандар-тов ERP и ИСО 9001 от 2000 года // Методы менеджмента качества. – 2001. – №2. – С. 14-15.
5. Соловьёв А. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / под ред. Р. В. Васильева. – М, 1996. – C. 276.
6. Пупков К.А. Современные методы, модели и алгоритмы интеллектуальных систем: Учеб. Пособие. – М.: РУДН, 2008. – 154 с.

References

1. Modelirovanie sistem : metod. ukazanija k prakt.  zanjatijam / sost. R. I. Makarov ; Vladim. gos. un-t. – Vladimir : Izd-vo VlGU, 2005. – 28s
2. Astaf'ev A.V., Provotorov A.V., Orlov A.A. Kompleksnyj analiz sistem monitoringa i vizualizacii proizvodstvennogo processa na promyshlennyh proizvodstvah // Jelektronnyj zhurnal «Sistemnyj analiz v nauke i obrazovanii» – 2011. – №1. – S. 1-6.
3. Maklakov S.V. BPWin i ERWin. CASE-sredstva razrabotki informacionnyh sistem. – M.: Dialog-Mifi, 1999. – S. 256.
4. Volchkov S.A. Modelirovanie dlja nepreryvnogo uluchshenija biznes-processov na baze standar-tov ERP i ISO 9001 ot 2000 goda // Metody menedzhmenta kachestva. – 2001. – №2. – S. 14-15.
5. Solov'jov A. Prakticheskaja vibrodiagnostika i monitoring sostojanija mehanicheskogo oborudovanija / pod red. R. V. Vasil'eva. – M, 1996. – C. 276.
6. Pupkov K.A. Sovremennye metody, modeli i algoritmy intellektual'nyh sistem: Ucheb. Posobie. – M.: RUDN, 2008. – 154 s.