Проект и его реализация

Статья про мой первый проект "Умного дома в 2х-3х комнатной квартире" и его реализацию 
Ссылка на источник здесь 

Техническое задание

    И так, в первую очередь, попытаемся сформулировать внятное техническое задание. Правильная постановка задачи это половина ее решения. Определим, что мы хотим получить от нашей системы:
    Система должна обеспечивать
  • Обнаружение факта криминального проникновения на территорию объекта; 
  • Обнаружение задымления объекта 
  • Обнаружение протечки воды 
  • Обнаружение открытия окон 
    О всех событиях система должна оповещать посредством голосового оповещения или рассылкой СМС не менее чем на три телефонных номера, а так же иметь возможность формировать сигнал для вывода на ПЦН. Должна иметься возможность по выбору пользователя сигнализировать о факте криминального проникновения на территорию объекта либо только по телефону и СМС (Тихая охрана), либо и по телефону и СМС, а также включением сирены.

Система должна обеспечивать пассивную защиту и принятие мер по обеспечению безопасности:
  • При обнаружении утечки воды - перекрывать подачу водоснабжения; 
  • При обнаружении задымления - выключать все электрооборудование; 
  • При обнаружении криминального вторжения - активировать системы противодействия (при наличии, например блокировать замок входной двери, активировать взрывное устройство маркирующего пиропатрона, включить имитатор лая собаки и т.д.)
    Система должна обеспечивать возможность удаленно контролировать и управлять состоянием определенных элементов управления автоматики и устройств обеспечения безопасности различными способами:
  • Посредством рассылки СМС 
  • С телефона через DTMF сигналы; 
  • Через интернет сервис. 
     Местное управление элементами системы должно осуществляться как с стандартных органов управления (Выключатели, сенсоры) так и с единого пульта управления системы.
    Следует предусмотреть дальнейшее расширения функциональных возможностей системы, по хранению, управлению, распределению медиа контента, без существенного изменения системы, простым дооснащением дополнительным оборудованием.

Что требуется контролировать системе в моей квартире:
  • Наличие дыма (контролируемый датчик), в коридоре, в спальнях (автономный датчик); 
  • Утечка воды в ванной, в кладовке, на кухне 3 датчика; 
  • Перемещение в коридоре (двойное назначение - в режиме контроля управление коридорным освещением, в зависимости от освещенности, в режиме охрана, активация оповещения о вторжении); 
  • Температуру в помещении; 
Объекты управления
  • Шаровые вентили на трубопроводах горячего и холодного водоснабжения 2 вентиля 1/2``; 
  • Вытяжной вентилятор в ванной комнате;
  • Теплые полы в ванной комнате; 
  • Освещение коридор - 3 светильника; 
  • Освещение зал (гостиная) - 4 светильника; 
  • Освещение комната 1 - 2 светильника;
  • Освещение комната 2 - 2 светильника;
  • Освещение ванной комнаты и кладовки - 2 светильника; 
  • Стационарная розетка - 2 шт.; 
  • Переносной розеточный модуль - 1 шт.; 
  • Сирена проводная - 1 шт.; 
 Органы управления
  • автоматическая система охраны и сигнализации; 
  • Единый пульт управления системой и бытовыми приборами; 
  • Выключатели местного управления - 5 шт.
 Постановка и снятие с охраны
  • СМС - сообщение; 
  • Дозвон (бесплатный без снятия трубки); 
  • Электронным ключом Touch memory; 
Средства оповещения

    Сирена должна питаться от автономного источника питания автоматической системы охраны и сигнализации.
Рассылка СМС – сообщений, и голосовых оповещений должна осуществляться в условии отсутствия основного электропитания.  

Бесперебойное питание
  • Автономное питание должно обеспечиваться от аккумуляторов, автоматически подзаряжаемых системой и установленных вне досягаемости злоумышленников. 
  • Автономное питание должно обеспечить функционирование системы охраны и сигнализации на протяжении 36 часов, и обеспечивать питанием все датчики и органы управления устройств обеспечения безопасности. Вот схема размещения элементов системы на объекте 


Следующим этапом определимся с конкретными техническими решениями
позволяющими выполнить требования ТЗ.


    Разрабатываемая система предназначена для обеспечения охраны объекта от постороннего вторжения, предупреждения аварийных ситуаций, дистанционного управления различной бытовой техникой, голосового оповещения о состоянии объекта и аварийных ситуациях Целью создания разрабатываемой системы является предоставление необходимого и достаточного объема сервисов для обеспечения комфортного управления и контроля бытовой техники и электроприборов на объекте, как в ручном так и автоматическом режиме.
    Все оборудование, используемое для построения информационной системы «Внедрение технологии спокойствия и комфорта "Умный дом" строится в соответствии со следующими принципами:
  • Система в первую очередь обеспечивает безопасность объекта и минимизацию рисков в случае возникновения аварийных ситуаций на объекте, путем автоматического управления водоснабжением и электроснабжением. Вторая задача системы обеспечение комфорта . 
  • Все ресурсы и компоненты «умного дома» объединяются в единую систему, обеспечивающую полную связанность между компонентами единые правила управления и контроля, при наличии внутреннего сегментирования по функциональному назначению. 
  • Система должна иметь возможность расширения объектов контроля и управления и дальнейшего развития предоставляемых сервисов.
    Предполагается, что входящее в систему оборудование будет работать в режиме 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году (24х7х365). При этом контроль всех параметров системы осуществляется пользователем системы самостоятельно.
    Итак! Система должна обеспечивать обнаружение факта криминального проникновения на территорию объекта, обнаружение задымления объекта, протечки воды. Должна оповещать пользователя о всех событиях посредством голосового оповещения или рассылкой СМС не менее чем на три телефонных номера, а так же иметь возможность формировать сигнал для вывода на ПЦН. Должна иметься возможность по выбору пользователя сигнализировать о факте криминального проникновения на территорию объекта либо только по телефону и СМС (Тихая охрана), либо и по телефону и СМС, а также включением сирены. Система должна осуществлять пассивную защиту и принятие мер по обеспечению безопасности. Иметь возможность удаленного контроля и управления состоянием определенных заказчиком элементов автоматики и устройств обеспечения безопасности различными способами. Должна обеспечивать дальнейшее расширение функциональных возможностей без существенного изменения, простым дооснащением дополнительным оборудованием.

Основные технические решения.

    В качестве ядра системы предлагается применить GSM контроллер CCU6225. Он имеет следующие основные технические характеристики и функциональные возможности:
            • Имеет возможность оповещения до восьми телефонных номеров; 
            • Тревожные оповещения передаются как по SMS, так и голосовыми сообщениями; 
            • Позволяет управлять текстовыми командами по SMS и DTMF сигналами с голосовыми подсказками; 
            • Поддерживает ключи Touch Memory DS1990A; 
            • Имеет восемь аналоговых входов, любой аналоговый вход можно сделать дискретным; 
            • Обеспечивает круглосуточный контроль любого входа; 
            • Имеет возможность включить внешний микрофон при вызове на номер контроллера с использованием DTMF управления (аудиоконтроль помещения); 
            • Имеет два встроенных управляемых реле и пять выходов типа «открытый коллектор» 
            • Возможно программировать собственные голосовые сообщения. 
    Для обеспечения управления исполнительными устройствами, освещением, электрическими нагрузками, предлагается использовать Командные и интерфейсные модули работающие по протоколу Х10.

    В связи с тем, что количество выходов контроллера ограничено, предлагается выходные порты системы использовать для управления элементами обеспечения безопасности и тех элементов, которые должны управляться дистанционно и с мобильного телефона и по командам Х10. Управление остальными элементами автоматики объекта происходит по командам, формируемым интерфейсными и командными модулями Х10. Для обеспечения управления с единого пульта предлагается использовать универсальный компьютерный интерфейс Х10 СМ15. Он позволяет передавать команды протокола Х10 в сеть, от единого пульта управления, через встроенный радио интерфейс, а так же команды, полученные от компьютера через USB порт. Применение СМ15 расширяет возможности системы управления автоматикой объекта, позволяя применять сценарии управления, используя встроенный программируемый таймер. Кроме того подключение модуля к серверу домашней сети обеспечит управление с любого компьютера домашней сети или через интернет. С целью обеспечения устойчивости системы не рекомендуется включать доступ к элементам безопасности через команды передаваемые по сети имеющей доступ в интернет. Исходя из выше изложенного предлагается следующая функциональная схема системы



Обеспечение контролируемых параметров

Для обнаружения дыма предлагается применить на кухне
проводной датчик дыма типа ИП-212-45.
В коридоре и в спальнях автономные датчики
со встроенным извещателем типа ИП-212-50М

 Для обнаружения утечки воды в ванной, в кладовке, на кухне применить 3 датчика типа MSP10;

 Датчик движения серии Рапид разместить в коридоре.
Он будет иметь двойное назначение - в режиме «контроль», управление коридорным освещением, в зависимости от освещенности,
в режиме «охрана», активируется оповещения о вторжении;


Контроль за температурой в помещении может обеспечить датчик RDT-02;



Управления элементами автоматики на объекте предлагается организовать следующим образом: 

Шаровые вентили типа НР12 1/2` устанавливаются на трубопроводах горячего и холодного водоснабжения и управляются через релейный выход контроллера CCU6225 с использованием внутреннего питания контроллера;

Проводная сирена с питанием 9 -12
в. подключается к релейному
выходу контроллера CCU6225
и использует питание внутреннего контроллера;








   
    Двух секционный светильник в коридоре, включаемый при обнаружении движения и в зависимости от освещенности и времени суток с 6:00,до 23:00 включаются 3 лампы в боковом освещении, а после 23:00 только одна над входной дверью,
(это вместо светильников с регулировкой яркости) предлагается управлять через релейный сценарный модуль DRE3316 управление на который должно приходить от контроллера CCU6225 с выходов типа «открытый коллектор» через промежуточные реле и датчик освещенности MSL10;
Оставшиеся два выхода типа «открытый коллектор» предлагается использовать для запуска макросов, подключив их через промежуточное реле к входам модулей DRE3316, путем подачи двух команд Х10.
   Поскольку все провода от выключателей расположенных в гостиной, в коридоре и перед ванной, а также провода от осветительных приборов гостиной и коридора сведены в распределительный щит.
Предлагается разместить в нем же 3 модуля DRE 3316, контроллер CCU6225, блок промежуточных реле и блок питания, а аккумулятор резервного питания.вынести, например в кладовку.



     Управление освещением в остальных комнатах, двумя стационарными розетками и переносным блоком розетокпредлагается осуществить с помощью релейных модулей MRS 516; 


    Управление Приводом жалюзи на лоджии предлагается осуществить с помощью релейных модулей MRJ 103









Ниже привожу ориентировочные принципиальные схемы (для лучшего понимания Чего же все таки напроектировано ;-)
Принципиальная схема включения контроллера CCU6225



Принципиальные схемы включения модулей Х10


Как это все может управляться?


  Для управления всеми элементами системы выполнения групповых команд и различных макросов предлагается применить универсальный компьютерный интерфейс Х10 СМ15 и универсальный программируемый пульт UR 24E, который позволяет управлять до восьми бытовыми приборами по ИК каналу и радио интерфейсу, а также формирует команды Х10.
Для обеспечения максимального комфорта предлагается применить беспроводную настенную панель управления SS13. Кроме того к органам управления нужно отнести: 
Местные выключатели; 
Управление с мобильного телефона посредством СМС – сообщений и DTMF сигналами; 
Постановку и снятие с охраны Электронным ключом Touch memory;
    Предложенное в проекте оборудование обеспечивает оповещение и автоматическое противодействие проблемным ситуациям, закрывая водоснабжение при обнаружении протечки воды, включая сирену в случае обнаружения криминального вторжения, дублируя действия сообщением на мобильные телефоны. 
    Автономное питание обеспечивается от аккумулятора, автоматически заряжаемого системой и установленного вне досягаемости злоумышленников. Использование Аккумулятора емкостью 7А/ч позволяет обеспечить функционирование системы охраны и сигнализации на протяжении 36 часов, и обеспечивать питанием все датчики и органы управления устройств обеспечения безопасности.


    Управление освещением и некоторыми электроприборами с компьютера и через интернет предполагается с помощью универсального компьютерного интерфейса Х10 СМ15 и поставляемого с ним ПО AktiveHomePRO



Оригинальное решение управление умным домом через интернет предлагает фрма ИридиумГрафический интерфейс iRidium для X10 превращает iPhone/iPod/iPad или Windows устройство в панель управления для системы X10.
С помощью iRidium GUI вы можете создать красивые интерфейсы с анимацией и потрясающими визуальными эффектами.

Вот ее озможности:

  • Простое создание проектов в iRidium GUI Editor и Philips ProntoEdit Proffesional 2.0
  • Поддержка устройств X10
  • Поддерживается видеопоток в форматах: JPEG, MJPEG
  • Поддерживаются анимационные эффекты (Multistate buttons, Multistate levels)
  • Поддерживается медиасервер на базе XBMC
  • Огромная библиотека графических объектов (кнопки, слайдеры, бакграунды)
Подробней познакомиться и приобрести программу можно на сайте разработчика http://www.iridiummobile.ru


Программирование системы


    Первичное программирование модулей Х10 предлагается провести исходя из следующих алгоритмов управления:

Гостиная
  • Выключатель сдвоенный универсальный 
  • Двух секционное освещение над телевизором и диваном 
  • Люстра
    Требуется управлять сдвоенным выключателем тремя нагрузками. 
Для этого предлагается одну секцию выключателя настроить как кнопку, а вторую секцию как выключатель. 
    Вход DRE3316 с кнопочным выключателем настроить типом управления «диммер». На нечетное нажатие программируется включение первой секции, на четное кратковременное нажатие выключение первой секции. На нечетное удержание кнопки программируется включение второй секции, на четное удержание кнопки программируется выключение второй секции. Таким образом, достигается управление двумя осветительными приборами от одной кнопки. Управление люстрой предлагается выполнить классическим способом. 
    Вход DRE3316 со второй секцией выключателя программируется с типом управления «выключатель». Состояние «включен», программируется на включение люстры. Состояние «выключен», программируется на выключение люстры. 

Коридор 

  • Выключатель сдвоенный универсальный 
  • Двух секционное освещение вдоль стены коридора 
  • Люстра 
    Двух секционное освещение вдоль стены коридора используется для автоматического освещения коридора. Управление осуществляется от датчика освещенности MSL10 и сигнала с контроллера CCU6225 сформированного от датчика движения. Управление люстрой предлагается выполнить классическим способом от одной секции выключателя. Вторую секцию предлагается применить для подачи команды «Выключить все». Для этого предлагается одну секцию выключателя настроить как выключатель, а вторую секцию как кнопку.
    Входу DRE3316 с первой секцией выключателя программируется тип управления «выключатель». Состояние «включен», программируется на включение люстры. Состояние «выключен», программируется на выключение люстры. 
    Вход DRE3316 с кнопочным выключателем настроить типом управления «диммер». На нечетное и четное кратковременное нажатие программируется подача команды «Выключить все». На нечетное удержание кнопки программируется подключение второй секции освещения вдоль стены коридора параллельно первой секции, на четное удержание кнопки программируется отключение второй секции. 
    Первая секция освещения вдоль стены коридора включается каналом управляемым от входа, подключенного к нормально замкнутым контактам реле датчика освещенности MSL10 и нормально замкнутым контактам реле управляемым контроллером CCU6225. Этот вход программируется как «выключатель» с задержкой выключения 60 сек. Состояние «выключен», программируется на включение секции. Состояние «включен», программируется на выключение секции. 
    Таким образом, при совпадении двух условий «освещенность низкая» и «обнаружено движение» будут разомкнуты оба контакта реле и поступит команда на включение первой (малой) секции освещения вдоль стены коридора. 

Ванная комната



























 




  • Выключатель одиночный 
  • Светильник ванной комнаты 
  • Вытяжной вентилятор 
  • Теплый пол с автономной системой контроля температуры 
    Управление теплым полом предлагается обеспечить выполнением макроса компьютерного интерфейса Х10 СМ15, настроив на включение соответствующего канала по таймеру, например с шести до восьми часов и с шестнадцати до двадцати трех часов в будние дни, и с шести до двадцати трех часов в выходные. 
    Логика работы освещения и вентилятора в ванной комнате должна предусматривать задержку включения и выключения вентилятора после включения и выключения освещения в ванной комнате. Для этого подключаем одиночный выключатель к двум входам DRE3316. Обоим входам устанавливается тип управления «Выключатель». Первый вход программируется без задержки и управляет каналом светильника в ванной комнате. Второй вход программируется с задержкой включения, например на 120 сек. и задержкой выключения 250 сек., а управляет каналом вытяжного вентилятора в ванной комнате. 
    Таким образом, если пользователь зашел в ванную комнату ненадолго, например, вымыть руки, то вентилятор, скорее всего не включится, и заработает, если пользователь зашел принять душ. Выключится вентилятор только спустя некоторое время, после того, как пользователь вышел из ванной комнаты, тем самым обеспечив удаление сырого воздуха. 
    Оставшиеся два входа модулей DRE3316 задействованы для выполнения команд полученных с GSM контроллера CCU6225. Эти входы следует установить тип «выключатель», что позволит запускать до четырех различных макросов.
Для управления освещением в спальне и кабинете, а также для подачи питания на блок радиоуправления освещением кухонного гарнитура предлагается применить релейные микромодули MRS516, устанавливаемые в соответствующих распределительных коробках. Для управления жалюзи на лоджии предлагается применить жалюзийный привод ADM 80 и релейный микромодуль MRJ103. Микромодуль устанавливается в монтажную коробку выключателя на лоджии. 
Модули MRS516 которые управляют освещением и микромодуль MRJ103 настраиваются по алгоритмам управления освещения и с «адресом дома» «С» 
    Для «интеллектуального» управления кухонными приборами и бытовой техникой в спальне проектом предусматривается установка микромодулей MRS516 в монтажные коробки соответствующих розеток. Еще один микромодуль предлагается встроить внутрь переносного блока розеток. Входы управления этих модулей не используется. Алгоритм программирования микромодулей, должен предусматривать возможность выключения розеток по команде «выключить все». «Адрес дома» для модулей управляющих розетками, устанавливается «В» 

    Вот такой проект был задуман и реализован в конце 2010, начале 2011 года. Но после полугодовой эксплуатации и с выходом более современного оборудования компании "Разумный дом" и R&DS проект претерпел некоторые изменения. но о них и новых идеях я расскажу в следующей статье.
P.S. В приложенном файле проект.
Ċ
Alex Александр,
31 июл. 2012 г., 08:50