ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

      ВВЕДЕНИЕ

 

       «Интеллектуальное здание» представляет собой интеллектуальную систему, которая объединяет электрические приборы посредством линии управления. Таким образом становится возможным одновременное управление несколькими приборами. При помощи всего лишь одного дисплея управления или нескольких выключателей можно управлять освещением, отоплением, жалюзи и системой сигнализации. При желании функции или статус можно вызвать даже с ПК или Palm.

     Кроме того, дом можно научить заботиться о некоторых сферах самостоятельно. Через датчики он распознает хорошую и плохую погоду и при необходимости опустит сам рольставни. Это означает: даже если Вас нет дома, Вы можете быть уверены, что Ваш дом думает о Вас.

     В каждом современном здании (доме) в  той или и иной степени функционирует  большое количество оборудования, обеспечивающего быт, комфорт, уют, связь и безопасность, помогающего отдохнуть и создающего полноценную рабочую среду. Удобство управления этими системами, их интеграция друг с другом, возможность слаженно работать вместе, увеличивая тем самым функциональность каждой из них в отдельности – все это и дает возможность назвать такой дом «Интеллектуальным зданием»!

     Что же это такое «Интеллектуальное здание» ?

     Само  понятие интеллекта зависит от человека вкладывающего определённый смысл  в это представление. Начать следует с определения интеллектуального здания, как такового. Несмотря на то, что для всех более-менее осведомленных в данном вопросе людей термин этот имеет вполне определенный смысл - представление у каждого свое. Второй, не менее важной, на мой взгляд, причиной можно считать то, что словосочетание "интеллектуальное здание" применяется по большей части в качестве маркетингового лозунга. Отсюда появление на рынке всевозможных устройств типа «Умный дом», «Послушный дом» и т.д. К сожалению, технологии интеллектуализации пока мало представлены на мировом рынке. В основном это устройства управления различными бытовыми приборами с помощью единого ИК пульта, системы видеонаблюдения, охраны и безопасности. Сегодня рынок услуг в области интеграции наконец-то созрел для того, чтобы интеллектуальное здание можно было предлагать заказчику не в качестве перспективного решения дня завтрашнего, а в виде реального продукта дня сегодняшнего. Однако сам термин вследствие частого употребления перестал восприниматься публикой. Думается, что сейчас самое время наполнить его реальным содержанием.

 

     

     1. Анализ предметной области и постановка задачи

     1.1. Модель состава системы

     Под «умным домом» (intelligent building) следует  понимать систему, которая должна уметь  распознавать конкретные ситуации, происходящие в здании, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам. Английское слово intelligent, буквально означающее «разумный», «понятливый», в сочетании со словом building использовано в значении «гибкий, приспосабливаемый».

     Здание  проектируют таким образом, чтобы  все системы его управления могли  интегрироваться друг с другом с  минимальными затратами, а их обслуживание было бы организовано оптимальным образом. Проект обязательно предполагает возможность наращивать и видоизменять конфигурации инсталлированных систем.

     Со  временем здания обретут «искусственный интеллект». Тогда с полным основанием можно будет называть их интеллектуальными. Системы смогут отслеживать работу и состояние всей «начинки» здания, включая ограждающие конструкции, и самостоятельно принимать решения в изменяющихся обстоятельствах.

     Под термином «Интеллектуальное здание» обычно понимают интеграцию в единую систему управления зданием следующего состава систем, представленных на рисунке ниже: 
 
 
 

1.2. Определение входов и выходов исследуемого объекта

     Построим  модель «чёрный ящик» для интеллектуальной системы «Интеллектуальное здание». Для этого определим основные входы и выходы системы.

     Основными входами системы  являются:

• локально-вычислительные сети (ЛВС);
• структурированные кабельные системы (СКС);
• системы связи;
• часо- и радиофикация;
• магистральная и распределительная кабельная сеть;
• система приема и распределения эфирного и спутникового ТВ;
• пульт управления;
• горизонтальные кабели;
• механическое окончание кабелей (разъемы) в РП этажа;
• коммутационные соединения в РП этажа;
• телекоммуникационные разъемы;
• видеопроекторы;

Основными выходами системы  являются:

• Телефонные аппараты, факсимильные аппараты;
• Персональные компьютеры;
• Серверы;
• Датчики и контрольные панели систем безопасности;
• Проекционные модули и видеокубы;
• Видеостены ;
• Плазменные и LCD-панели, мониторы;
• Экраны прямой или обратной проекции;
• Системы зеркал обратной проекции;
• Презентационное оборудование;
• Интерактивные проекционные системы;
• Проекционные модули;

1.3. Схема устройств «Интеллектуального здания»

     Устройства, необходимые для создания «Интеллектуального здания», можно разбить на несколько групп. Первая группа - это датчики и устройства ввода информации. Благодаря устройствам этой группы, «Интеллектуальное здание» получает сведения о состоянии внешней среды - какая температура в доме, есть ли движение в комнате, на сколько установить влажность в детской комнате и так далее. Можно сравнить эту группу устройств с органами чувств человека - функциональное назначение практически одинаково. Вторая группа устройств - это исполнительные элементы. К ним можно отнести все приборы, которые можно подключить к системе «Интеллектуальное здание». Например, подключенный к датчику движения источник освещения будет относиться именно к этой группе. Опять же, проводя аналогию, такие устройства можно сравнить с руками и ногами человека - то есть то, с помощью чего производится воздействие на внешнюю среду. К третьей группе относятся серверы и контроллеры. По сути, это "мозг" умного дома. За все действия, которые совершает умный дом, отвечает именно эта группа устройств. При помощи программного обеспечения сервер умного дома настраивается таким образом, чтобы в зависимости от полученных первой группой устройств данных определенным образом изменялось состояние устройств второй группы. Пример - датчик температуры (устройство первой группы) фиксирует температуру 18 градусов в спальне. Получая эту информацию, контроллер (устройство третьей группы) по заложенной в него программе определяет, что температура в этой комнате слишком низка. Тогда он посылает сигнал на систему отопления (устройство второй группы), с целью его включения.

     Здесь надо отметить, что некоторые стандарты  «Интеллектуального здания» являются децентрализованными. Это означает, что центральный контроллер (третья группа) в таком случае не требуется.

     Схема функций

     «Интеллектуальное здание» можно рассматривать как модульную систему. То есть всегда можно подключить новый функционал, сохранив при этом уже существующий. Например, ваш умный дом умеет управлять освещением и температурой в здании. Вам показалось этого мало и вы решили добавить мультирум и телефонию. Именно поэтому можно составить такую схему умного дома, в которой ядром является умный дом, а системы подключаются как модули. 

     

     Рис.2 Схема устройств «Интеллектуального здания»

     Общий алгоритм работы системы «Интеллектуальное здание»

     1. По собственной сети управления информация от датчиков или интерфейсов поступает к центральному процессору управления.

     2. Программное обеспечение центрального процессора обрабатывает полученную информацию и генерирует команды для управляющих устройств.

     Команды поступают как по собственной  сети, так и по вспомогательной. Способы  генерации команд, а также форма  и состав отображаемой информации о  состоянии систем закладывается  на этапе разработки программного обеспечения  с учетом требований проекта.

 

     1.4. Анализ состава объекта

     Преимущества системы «Интеллектуальное здание»

     Традиционное  здание и «Интеллектуальное здание» имеют существенные отличия, и первенство принадлежит, конечно же, системе «Интеллектуальное здание». Инженерные системы в концепции интеллектуального здания могут устанавливаться те же самые, что и в обычном доме, но при этом контроль работы всего оборудования осуществляется не человеком, а автоматизированной системой управления. Все системы, которыми оснащено интеллектуальное здание (система отопления, вентиляции и кондиционирования, электроснабжения и проч.) работают по заданной программе. При этом система фиксирует изменения, происходящие в здании, и реагирует на них, когда присутствует такая необходимость, а наличие несложных средств общения позволяет системе взаимодействовать с людьми.

     Эргономичность

     Опытный владелец тех или иных зданий, оценит систему в действии сразу же, т. к. эта система позволяет существенно  экономить на эксплуатационных расходах, при этом, нисколько не теряя в удобстве ее использования. За счет чего достигаются высокие показатели эргономичности системы? Во-первых, за счет эффективности функционирования систем, которыми оснащено здание, а во-вторых, за счет роста производительности работы персонала (более чем на 20%).

     Интеллектуальный  Дом имеет такие  преимущества, как:

• снижение потребления электроэнергии при повышении безопасности системы энергоснабжения;
• экономия на сетевом оборудовании и кабельных сетях;
• увеличение производительности за счет снижения объема работ диспетчерских и эксплуатационных служб;
• оперативность управления объектом;
• Удобство и легкость управления всем многообразием оборудования и систем, объединенных Умным домом в единый организм, является одним из главных достоинств системы

       1.5. Анализ существующих технологий и систем «Интеллектуального здания»

     Все существующие системы можно очень  обобщенно разделить на 3 категории  – это: 
- Централизованные системы. 
- Децентрализованные (шинные) системы. 
- Системы, работающие по радиоканалу и силовой проводке. 

       Централизованная система «Интеллектуальное здание»

(к ним  относятся разработки компаний AMX, Crestron, Lutron и др.)

     Состоят из центрального контроллера, панелей  управления и множества исполнительно-командных  блоков. Системы изначально разрабатывались как домашние системы управления.

     Центральный контроллер в этой системе автоматизации "Умный дом" выполняет функции "мозга" - к нему подключаются все  остальные системы. Различные компоненты имеют свои микроконтроллеры, но программа  взаимодействия находится в одном - главном. От главного контроллера сигналы управления могут идти к исполнителям по различным каналам.

     Плюсы:

- Доскональная  проработка ядра и программного  обеспечения.

- Возможность  собрать в единый комплекс  все системы жизнеобеспечения и свести управление ими на единый пульт.

- Возможность  включать в качестве исполнителей  устройства от самых разных  производителей «Интеллектуального здания» - хорошие средства создания графического интерфейса.

- Отлично продуманная работа с аудио-видеотехникой, мультирум системами, живым видео сигналом.

- Очень респектабельный  дизайн и функциональность панелей  управления, узнаваемость и престижность.