Теоретическая часть

Контрольная работа

По дисциплине Основы теории сложных систем


Теоретическая часть

Анализ информации в глобальной телекоммуникационной сети Интернет, а также бумажных каталогов фирм, предлагающих различные решения в области построения «Умных домов» позволяет сделать вывод о том, что существует достаточно много технических решений, различных как по перечню функций, так и по стоимости. Также существующие решения могут быть разделены на промышленные решения и собственные разработки. Рассмотрим их более подробно.

В пользу промышленных решений говорит тот факт, что они будут работать «из коробки» – по принципу Plug&Play – необходимо произвести минимальные настройки и система будет готова к использованию. Недостатком промышленных решений является их высокая стоимость.
Самостоятельные разработки в данной области в большинстве случаев, базируются на аппаратных решениях Rasberry Pi или Arduino. Преимуществом данных решений является их относительно низкая стоимость (в особенности, если производить закупки на Aliexpress), и огромное разнообразие датчиков, а также существование специализированных проектов, например, проект Arduino Mega Server. Кроме того, преимуществом собственных разработок является наличие оригинального алгоритма. При необходимости, существует возможность взаимодействия с промышленными котроллерами по протоколу ModBUS.
Анализ вышеприведённой схемы позволяет предположить, что для построения комплексной системы автоматизации дома потребуются следующие датчики:

• 
  Датчики влажности и температуры (как минимум, по одному в каждое помещение);
  
• 
  Датчики вредных газов (как минимум, в кухню и коридор);
  
• 
  Реле для управления розетками (как слаботочные, так и мощные, например, для управления насосом);
  
• 
  Датчики освещённости (как минимум, по одному в каждое помещение);
  
• 
  Сервоприводы для управления жалюзи;
  
• 
  Прочие датчики, в зависимости от ситуации.
  

Кроме того, необходимо обеспечить слаженную работу системы, отсутствие перекрытия рабочих диапазонов радио-или инфракрасных диапазонов пультов, обеспечить возможность автономного питания.
Цель работы: выбрать для данной АСУ контроллер и пульт ДУ и дать обоснование выбранного оборудования; описать интерфейсы, использующиеся для передачи информации.



Задание 1. Выбрать для данной АСУ контроллер и пульт ДУ и дать обоснование выбранного оборудования.

Выбор средств дистанционного управления «Умным домом» зависит от «сердца» системы, т.е. контроллера, который будет осуществлять обработку информации, получаемой от датчиков.

Существует несколько возможных решений: в том случае, если используется платформа, построенная на базе микрокомпьютера Raspberry Pi или ESP-32, то дистанционное управление может осуществляться с использованием web-интерфейса с любого устройства, которое имеет доступ в Интернет. В случае локального управления возможно использование многоканального ПДУ, работающего по радиоканалу.
В случае если используется более сложное решение на базе ПЛК, т.е. средства для автоматизации крупных производств, то реализация дистанционного управления может быть несколько затруднена, так как потребуется наладить взаимодействие между ПЛК, промежуточным преобразователем интерфейсов, а также локальной системой управления и системой, которая будет «отдавать данные» во внешнюю сеть, к которой можно будет получить доступ через web-браузер.


Задание 2. Описать интерфейсы, использующиеся для передачи информации.

1. Радио интерфейсы различных частотных диапазонов (27мГц, 443 мГц, 2,4ГГц, 900/1800МГц (GSM));

2. Инфракрасный интерфейс (38кГц – со стандартными или самостоятельно разработанными форматами);
3. Последовательный интерфейс и др.
Исходя из вышесказанного, возникает два варианта решения задачи:
Приобрести минимальный комплект, и затем выполнять его наращивание либо заняться собственной разработкой и реализовать проект под собственные нужды с реализацией всей необходимой инфраструктуры.


Заключение


Таким образом, мы выяснили, что «Умный дом» может быть построен как с использованием готовых решений, так и с использованием самостоятельно разработанного проекта. В ходе работы были выбраны контроллер и пульт ДУ для данной АСУ, а также было дано обоснование выбранного оборудования описание интерфейсов, использующихся для передачи информации.