Умный дом (проектирование прототипа)

Умный дом, (он же цифровой дом, digital home, Smart House, intelligent building и smart home) — это система, которая распознает и реагирует на заранее заданные события происходящие в контролируемом помещении. Система «умного дома» объединяет максимальное число возможных датчиков которые желает установить владелец дома. По сути «умный дом» не ограничивается кондиционером и освещением, а может расширяться до бесконечности. «Умный дом» объединяет все возможные подсистемы в единый комплекс для управления зданием или квартирой.

Отличие «умного дома» от простейшего командного аппарата заключается в том, что «умный дом» отслеживает обстановку внутри помещения, вне помещения, а так же оценивает поведение людей и животных находящихся в пределах контролируемого помещения. Потом сводит все эти данные, сверяется с расписанием или журналом в котором прописана тактика поведения и создает те условия, которые максимально благоприятствуют комфорту и требованиям пользователей «умного дома». А в Европе, «умный дом», по большей части, предназначен для повышения энергоэффективности оборудования в доме.

Проектирование прототипа

Какие основные положения я собираюсь заложить в прототип «умного дома». Все управление будет происходить с компьютера. Топология «шина», возможно использовать «звезду». Все устройства делятся на три типа:

• Центральный контроллер.
• Исполнительное устройство.
• Датчик.

Немного о схеме взаимодействия. Центральный контроллер подключается к компьютеру по COM или USB. Основная задача центрального контроллера прослушивание шины и запись в шину команд. К какому-либо стандарту можно не привязываться, шина может быть: RS-232, RS-485, 1-Wire или TWI (I2C). Конкретизация физики и протокола будет идти по ходу разработки всей системы. Вполне вероятно, что будет задействована не одна, а несколько шин. Например, будет шина данных и шина управления. Собственная логика у центрального контроллера будет отсутствовать. Хотя есть задумки о его интеллектуальности. Но первое время вся логика будет реализовываться на компьютере. О плюсах и минусах подобного подхода я напишу немного позже.

Исполнительные устройства прослушивают шину и ждут предназначенную для устройства команду. Я думаю, что после выполнения команды, исполнительное устройство должно будет оповестить центральный контроллер о статусе выполненной команды. В качестве исполнительных устройств будут применяться текстовые дисплеи, слаботочные коммутаторы (на транзисторах), низковольтные коммутаторы (на реле) и прочее оборудование поддающееся управлению.

Датчики будут писать в шину по таймеру, либо отвечая на запрос со стороны центрального контроллера. В качестве датчиков будут использоваться термометры, датчики Холла и герконы. Может быть список поддерживаемых датчиков сильно вырастет. Зависит от потребности и развития системы целиком.

На текущий момент я планирую задействовать для центрального контроллера микроконтроллер фирмы Atmel, скорей всего это будет ATMega16A или ATMega32A. Нафаршированы эти малютки хорошо, да и стоят не больше 300 рублей за камушек. Для подключения к компьютеру я воспользуюсь микросхемой FTDI FT232. Плюс всевозможный обвяз, текстолит и прочей мелочевки. Выходит как-то не гуманно, почти тысяча рублей, при условии, что все микросхемы после пайки выживут.

Если есть желание присоединиться к разработке, то я буду очень рад любой помощи и консультации. Так же готов помочь в разработке и консультации всем, кто проектирует аналогичные системы.

Тэги: микроконтроллеры

Отредактировано:2020-09-23 08:53:24