|
|
|
Introducere in reteaua de casa - sistem de automatizare
Cele mai multe subsisteme si aparate din jurul casei pot fi conectate si automatizate intr-o retea de casa. In curand , chiar si aparatele casnice vor comunica intr-o retea casnica , previzionandu-se ca in viitorul apropiat, aparatele casnice si dispozitivele vor fi construite inteligent , astfel incat vor trimite informatii despre stare pe reteaua de acasa. S-a scris mult despre automatizarea intregii case, totusi a existat o evolutie in aceasta industrie si piata se extinderapid .
Prima parte a acestei lucrari va aduce informatii despre schimbarile din industria automatizarii casei si despre ariile de suprapunere cu alte tehnologii. Automatizarea casei este definita de Home Automation Association (HAA) ca ,,un proces sau sistem (utilizand diferite metode sau echipamente ) care au proprietatea de a ridica nivelul de viata, si a face casa mai confortabila , sigura si eficienta. Un sistem de automatizare a casei necesita o interventie limita sau deloc a utilizatorului pentru ca functiile din interiorul casei sa se indeplineasca, iar evenimentele din casa sau din afara casei pot declansa raspunsuri prestabilite.
Automatizarea casei a evoluat cu tehnologia datorita faptului ca noi standarde de comunicatie interoperabile si instalatii electrice sunt implementate, automatizarea casei implicand managementulaparatelor casnice inteligente, a dispozitivelor si a sistemelor intr-o retea de casa.
O retea de casa a evoluat de la comunicarea si conectarea intre computere la comunicarea si conectarea intre toate aparatele casnice, dispozitivele si sistemele dintr-o casa. Aceasta extensie a termenului de retea de casa este posibila deoarece informatii de control si stare pot fi trimise prin reteaua de tensiune, cabluri diverse (incluzand audio / video sau IR) si chiar prin mijloace wireless, aceasta insemnand faptul ca infrastructura de comunicatie din casa este inclusa in conceptul de retea de casa. Chiar si puterea livrata casei si distribuita tuturor componentelor va da informatii care vor fi utilizate pentru managementul energiei. Multe tipuri de ofertanti de servicii vor putea folosi reteaua de casa pentru a folosi reteaua de casa pentru a oferi produsele lor printr-un Gateway . Un Gateway poate fi definit ca un punct de comunicatie a serviciilor din afara cu dispozitivele, aparatele casnice si sistemele din reteaua de casa . Aceasta este motivul pentru care un sistem de automatizare a intregii case ar folosi reteaua de casa care este instalata ca infrastructura pentru automatizarea casei.
1.2 Care sunt avantajele oferite?
Simplitate, acces, control personalizat asupra mediului, servicii active, comunicatii, securitate. Deoarece nevoile, influentele sociale, standardele industriale si economice joaca un rol important in stabilirea unei piete, studierea acestor factori va ajuta la intelegerea avantajelor implementarii unui sistem automatizat in casa. O casa construita cu standardele vechi de cablare devine incompleta de cand dispozitivele pe care casa le contine sunt inteligente si serviciile nu pot fi obtinute cu aceste standarde vechi. Stilurile de viata ale oamenilor sunt diverse si diferite fata de cele ale generatiei anterioare, astfel ca nevoile oamenilor devin dinamice. Societatea a devenit mai complexa, rezultand utilizarea unor unelte mai sofisticate, care pot fi folosite in moduri simple.
Avantajele implementarii unui sistem automatizat in casa pot fi vazute practic in ceea ce sistemul va face pentru un proprietar de casa oarecare. Dispozitivele pot fi instalate usor, cu efort minimal, servicii de Ia ofertanti diferiti putandu-se adauga fara instalare aditionala sau configurare dificila, accesul Ia informatie fiind instantaneu si mereu prezent.
Aceste lucruri pot fi obtinute cand un sistem automatizat al intregii case este implementat corect. In continuare voi trata aspectele tehnologice care trebuie luate in consideratie Ia instalarea unui sistem automatizat al intregii case, care sa atinga aceste scopuri, atitudinile ci aspectele economice devenind dominante odata ce standardele in automatizarea casei vor deveni stabile si odata ce convergenta ofertantilor va avea loc. Tranzitia Ia o noua era a "casei automatizate" va deveni o situatie comuna si dinamica a stilurilor de viata, iar avansurile tehnologice si factorii sociali vor fi absorbiti.
1.3 Proiectarea unui sistem de automatizare a intregii case
Deoarece sunt mai multe feluri de a finaliza acelasi lucru si diferite sisteme de automatizare au plusuri si minusuri, se vor alege sistemele care tin seama de nevoile clientului, au tehnologii compatibile bazate pe standarde si sunt cel mai simplu de instalat, cu optiuni de aducere la zi. Pentru a accelera vanzarea sistemelor se vor proiecta pachete de baza care sunt specifice aplicatiilor. Aceasta va simplifica vanzarea catre un client sau constructor si vor scadea timpul de proiectare.
Deoarece stilurile de viata difera, nu exista o solutie simpla pentru a rezolva probleme individuale; totusi, exista tehnologii capabile de managementul fiecarei solutii, concomitent cu oferta de utilitati care imbunatatesc stilul de viata. Aceste tehnologii pot fi combinate in sisteme capabile sa indeplineasca multe sarcini casnice si care sa permita proprietarului sa controleze mediul. Deoarece organizarea este cheia succesului in managementul diferitelor medii, tehnologiile trebuie sa fie capabile sa asiste individul sau familia sa indeplineasca urmatoarele actiuni ;
. Accesul si stocarea de informatii;
. Managementul situatiei economice a familiei;
. Managementul nevoilor de comunicare ale familiei;
. Protejarea si securitatea mediului;
. Operatii simple;
. Operatii fara service;
. Personalizarea stilurilor de viata ale familiei;
Sunt mai multe feluri de a accesa sisteme de automatizare a casei dar acestea sunt dependente de capabilitatile de retea de casa. Serviciile casei si nevoile clientilor trebuie analizate inaintea alegerii sistemelor de automatizare si a accesului la aceste sisteme. In figura precedenta, conceptul de ciclu de faze de productie, serviciile (telecomunicatii, cablu, satelit, Internet, alimentarea cu curent) si nevoile clientilor (automatizarea casei, facilitati multimedia, securitate, Internet, tipuri de acces la sistem) vor determina tipul de sisteme de automatizare ce var fi instalate si integrate. Deci, tipul de acces trebuie sa fie suportat de sistemul de automatizare al casei, in caz contrar vor trebui cumparate componente aditionale. Cele mai comune tipuri de acces sunt:
. Televiziunile;
. PC/Laptop;
. Browser - e de Internet;
. Telefoane /celulare
. Butoane cu transmitere;
. Telecomenzi;
. Activare vocala;
Ecrane cu atingere;
Accesul la functiile sistemului trebuie sa fie controlate prin parole, recunoasterea biometrica, acces cu card, setari de privilegii - unde vor fi necesare autorizari. Sistemele de control al accesului pot retine ora si data intrarii utilizatorilor.
A cabla sau nu ?
Noile case trebuie cablate cu sistem de cabluri care sa respecte standardele CEBus sau cand proiectul de remodelare face acest deziderat fezabil economic si fizic. Casele existente trebuie instalate cu un model fara fire (ex. Intellon, HomePNA) sau mijloace de reamenajare fara fir.
Design-ul sistemului video al casei
Se foloseste cablu coaxial RG6 de calitate sau RF fara fir pentru distribuirea semnalului prin casa. Este o idee buna sa se instaleze doua mufe RG6 intr-o camera unde se doreste video input si video output. Daca se foloseste linia de cablu TV, ar trebui sa existe un semnal de cel putin 15db in casa, propagarea si pierderea de semnal fiind importanta. Pentru fiecare 30 m de RG6 se pierd 6 db. Se numara intrarile (camere, DVD, video, satelit) si iesirile (televizoare) si se folosesc amplificatoare video care pot mari semnalul. In tabelul urmator se prezinta pierderile ca rezultat al splitter - elor / combinatoarelor:
SPLITTER/COMBINATOR PIERDERE (-dBmV)
1x23,5
1x48,0
lx8 12,0
Design-ul sistemului audio al casei
Sunt multe sisteme audio disponibile astazi, de la slabe calitative la inalt calitative. Sunt doua tipuri de sisteme : combina sau strict audio. Daca se foloseste un control de volum pentru fiecare difuzor, se mentine impedanta care se potriveste pentru amplificator, lasandu-se cel putin 60 cm de cablurile de alimentare.
Cablurile de telefon
Este indicata folosirea de cablu CAT 3 (mai bine CAT 5) pentru telefoane. Se acorda atentie ca unghiurile de rasucire sa nu depaseasca 90 de grade pentru a nu atenua semnalul si se va desena o schema pentru a identifica locatiile cablurilor de telefon.
CAT 3 = 16 MHz ( 10 Mbs)
CAT 4 = 2O MHz ( 16 Mbs)
CAT 5 = 100 MHz (100 Mbs)
Cablarea retelei LAN/WAN
LAN este retea locala de conectare a PC-urilor din casa. Sunt mal multe tehnologii disponibile: pe linie de telefon (lMbs), USB (lMbs), RF fara fir (2 Mbs), Ethernet CAT 3( 10 Mbs) sau Ethernet CAT 5 (10 sau 100 Mbs).
WAN este retea pe arie mare de conectare a PC-urilor la o retea exterioara. XDSL si ISDN sunt exemple de WAN. Cele mai multe sisteme de distributie video sunt capabile de distributia acestei conexiuni.
Zona HVAC
Separarea pe zone a sistemului HVAC poate minimiza consumul de energie si poate face casa mai confortabila. Unitatile HVAC multiple, fiecare servind o zona diferita sau un palier diferit nu sunt separate pe zone ; sunt sisteme complet independente. Separarea pe zone se face daca se folosesc vane de aer pentru directionarea caldurii si aerisirea de la un singur sistem HVAC la mai mult de o zona. Un sistem cu doua zone va avea, in general, doua vane, fiecare controland curentul de aer la o zona. Sistemul de control al zonei va controla vanele si sistemul HVAC pentru a incalzi si raci fiecare zona. Un controler de zona conecteaza termostate multiple la un singur sistem HVAC. Termostatul localizat in fiecare zona si vana ce controleaza aerul catre fiecare zona sunt conectate la controlerul de zona. Vanele deschid si inchid conducta de aer ce trece pe la fiecare zona. Se folosesc, de obicei, vane normal deschise, cu doua pozitii, cu arc, motorizate. Controlerul de zona trimite semnale de control pentru a porni sistemul HVAC.
Sunt trei variabile folosite pentru selectia controlerului de zona corect.
1. Numarul de zone;
2. Daca sistemul HVAC are pompe termice;
3. Daca instalarea se face ascendent sau nu;
Uzual, separarea pe zone se face pentru a separa sisteme HVAC de la primul nivel de cele de Ia parter. Un egalizator termic poate fi folosit pentru a controla mai bine nivelele.
Automatizare cu PC - ul
PC-ul folosit ca un controller central al casei ofera avantajul schimbarii tehnologiei. Este mai usor sa se faca un upgrade la PC (interfete si software) pentru a beneficia de noi tehnologii decat sa se schimbe sistemele de automatizare.
PC - ul a devenit cel mal flexibil dispozitiv de acces: PC mobil pentru masina PC portabil (laptop) pentru cei care calatoresc; PC desktop pentru acasa; Packet PC pentru notite.. Toate aceste PC-uri pot fi conectate folosind mijloace cu cabluri sau fara. Aceasta permite fiecarui PC sa se comporte ca un dispozitiv de acces la sistemul de automatizare al intregii case.
Intregul sistem poate fi monitorizat si controlat prin acces de la aceste tipuri de PC. In plus, fiecare tip de PC poate primi informatii de la controlerul de automatizare al intregii case pentru a anunta proprietarul de un eveniment al sistemului.
Un computer central poate primi semnale de Ia proprietar sau de alt dispozitiv, apoi trimite aceste semnale aparatelor casnice sau sistemelor ce trebuie controlate. Computerul central initiaza sau ruteaza semnalele de comunicatie prin casa. Ca utilizator, se poate sa se interfateze cu sistemul prin tastaturi, ecrane cu atingere, butoane, ecrane TV, computere, telefoane, telecomenzi sau alte dispozitive.
Comunicarea cu PC-uri si intre dispozitive
PC - ul are 6 porturi pentru a trimite si primi informatie:
. RS232 - Bidirectional pentru comunicare dispozitiv - dispozitiv - AMP,ONQ, HAI Omni, Apex. Termostate HAI, Termostate RCS, Cutler APC si altele. Acest port foloseste protocolul ASCII ;
. USB - Bus Serial Universal capabil de a interfata cu 127 de periferice la 1 Mbs;
. IEEE - 1395- Un bus digital de mare viteza, capabil de 100, 200 sau 400 Mbs cu echipament digital A / V. Acest port foloseste protocolul HAVI;
. Irda - Transfer de date in infrarosu punct la punct;
. Card Ethernet - O placa de retea Ethernet este legata la busul PCI al PC - ului, bidirectionala, cu viteze de 10 Mb si 100 Mb;
. Portul paralel - Un port bidirectional al PC-ului care trimite si primeste date asincron.
Controlerul de automatizare client
Sistemul de automatizare al intregii case nu ar trebui sa aiba un singur punct comun de defectare. Sistemele redundante minimizeaza riscul daca sistemul de control ar ,,cadea". Sunt mai multe dispozitive care pot fi controlere de automatizare a casei: PC-un, controlere. Sistemul de automatizare al intregii case ar trebui sa anunte pe cineva de o situatie critica.
In prezent o arhitectura client - server ar suporta cel mai bine un sistem de automatizare al intregii case cu functii complete. Controlerele separate pot fi accesate de PC si controlate, iar daca PC - ul cedeaza, controlerele separate vor functiona. Daca controlerul separat cedeaza, PC-ul poate alerta pe cineva si / sau prelua functiile acelui controler. Tehnologia client - server poate oferi redundanta pentru functii critice ale serverului, permitand serverului sa functioneze Tehnologia client - server permite accesul la Internet, notificare la e-mail, notificare Ia mail vocal si aplicatii software prin centralizarea intr-un calculator pentru managementul cel mal bun al evenimentelor sistemului.
Instalarea infrastructurii
Inainte ca peretii sa se construiasca trebuie instalata infrastrucura. Infrastrucura consista din cablare si toate componentele necesare pentru ca sistemul de automatizare al intregii case sa functioneze. Infrastructura trebuie instalata pentru ca aducerile la zi ale sistemului sa fie mai usor de implementat. Cea mai viabila infrastructura pentru noi constructii este cablarea structurata. Aceasta trebuie sa ia in considerare protocoalele de cablare si cablarea trebuie facuta la constructia casei. Noile servicii pot fi instalate oricand, deoarece cablarea este facuta.
Tehnici corecte de cablare pentru cablarea structurata
O cablare corecta permite ca alte servicii sa fie adaugate mai tarziu cu efort minim. Combinatii de RG-6, RG-11, RG-59, cabluri de tensiune joasa, de securitate, cablu coaxial de 2.2 GHz, cablu de categorie 5, trebuie organizate structurat prin casa pentru a fi de folos pentru tehnologiile prezente si viitoare. Cablarea trebuie sa se faca strategic, astfel incat integritatea sa nu aiba de suferit anii urmatori.
Odata ce infrastructura este instalata corect, sistemele de automatizare a casei vor putea folosi sistemul cu posibilitatea de a incorpora schimbari in protocoalele de dispozitive din viitor. Aceasta permite ca proprietarul sa aleaga ce tehnologie va vrea sa adauge casei si sa nu fie limitat la una singura.
