Spis tresci
Wstęp
Jedną z głównych przyczyn postępu technologicznego od zawsze był ludzki komfort i wygoda. W miarę upływu czasu, ludzie coraz więcej czasu spędzają w budynkach. Są to miejsca, w których pracują, uczą się oraz wypoczywają. Automatyzacja stała się kluczowym elementem podnoszącym komfort pracy i wypoczynku, a zarazem ograniczającym zużycie energii. Właśnie z tych powodów dotknęła ona również budownictwo.
Burzliwy postęp, a także szybki rozwój technologiczny, który miał miejsce w ubiegłym stuleciu przyczynił się do poszerzenia dostępności i wykorzystania energii elektrycznej do wielu nowych rozwiązań. Obecnie ciężko byłoby wyobrazić sobie życie bez urządzeń AGD, komputerów, czy też urządzeń grzewczych. Wykorzystanie takich rozwiązań zmusiło projektantów do stworzenia nowych, lepszych oraz potrafiących spełnić wszystkie wymagania instalacji elektrycznych w budynkach. Nadano im nazwę inteligentnych systemów zarządzania budynkami (Building Management System), w skrócie BMS. Można by rzec, że tworzą one nową rzeczywistość w zakresie zarządzania energią w budynkach. Zostały stworzone, by zapewnić użytkownikowi wysoki komfort, wygodę oraz bezpieczeństwo. Wykorzystując je w dużych budynkach przemysłowych, hotelach, szpitalach, jesteśmy w stanie znacznie zmniejszyć zużycie energii, a co za tym idzie ograniczyć koszta.
Pierwszym otwartym standardem zarządzania i kontroli urządzeń i budynków jest KNX/EIB, otwierając w ten sposób proces rozwoju inteligentnej instalacji budynkowej. Obecnie systemy te w dużym stopniu powodują wzrost poziomu życia i dotyczą coraz to większej grupy społecznej. Jednakże, ciągły rozwój cywilizacji i technologii narzuca potrzebę stworzenia nowego systemu, eliminującego wady znanych już rozwiązań i maksymalnie wykorzystującego najnowsze osiągnięcia technologiczne.
Porównanie wybranych systemów zautomatyzowanych budynków
1.1. Charakterystyka wybranych systemów
KNX/EIB
System KNX/EIB jest to bardzo dynamicznie rozwijający się międzynarodowy standard, którego protokół opiera się na trzech mediach transmisyjnych: PL (przewody zasilające), TP (jednoparowa skrętka) oraz IP (Internet Protocol).
Podstawowym elementem systemu jest magistrala - specjalna linia komunikacyjna. Każda z linii musi mieć własny zasilacz, który podaje napięcie znamionowe 24V. Urządzenia podłączane są kolejno wzdłuż przewodu, tworząc topologię drzewa lub gwiazdy. Niestety rozbudowa instalacji magistralnej jest możliwa jedynie poprzez skorzystanie z innych systemów, najczęściej routerów IP i home serwerów. Dzięki takiemu połączeniu możliwe jest zarządzanie i komunikacja pomiędzy poszczególnymi podzespołami nawet wtedy, gdy są od siebie znacznie oddalone.
1.2. WiHome na tle innych systemów
Ciągły rozwój cywilizacji i znaczny postęp techniczny na świecie spowodował, że ludzie oczekują coraz to nowszych, lepszych i tańszych rozwiązań. Niestety, każdy z rodzajów instalacji w zautomatyzowanym budynku niesie za sobą masę ograniczeń i utrudnień w różnych kwestiach. Występujące niedoskonałości są w dużej mierze wynikiem technologii, na której się opierają. Bardzo szybki rozwój techniki w ostatnich latach, daje wiele nowych możliwości. Polska firma HomerSoft zajmująca się automatyką budynkową, wyszła naprzeciw największym oczekiwaniom użytkowników, tworząc nowy, innowacyjny standard jakim jest WiHome. System maksymalnie pozwala zintegrować dom i życie z otaczającą techniką. Inteligentna instalacja domowa pod względem przyjętych rozwiązań wybiega w przyszłość, eliminując słabe strony poprzedników.
1.3. Podsumowanie
W tabeli 1.1 zestawiono wybrane możliwości oferowane przez systemy automatyki budynkowej.
Tab 1.1. Zestawienie możliwości systemów BMS
Wykaz możliwości |
inst. tradycyjna |
KNX/EIB |
LCN |
Z-Wave |
WiHome |
Możliwość instalacji w wykończonym budynku |
X |
X |
X |
ograniczone |
✔ |
Zdalna modyfikacja |
X |
X |
✔ |
✔ |
✔ |
Otwartość standardu |
✔ |
✔ |
X |
✔ |
✔ |
Sceny świetlne |
X |
✔ |
ograniczone |
✔ |
✔ |
Zastosowanie jako system alarmowy |
X |
✔ |
X |
✔ |
✔ |
Rejestracja zdarzeń |
X |
✔ |
ograniczone |
✔ |
✔ |
Niezależność urządzeń w przypadku awarii |
X |
X |
X |
ograniczone |
✔ |
Wykonanie kopii zapasowej systemu |
X |
✔ |
✔ |
✔ |
✔ |
Funkcje logiczne |
X |
✔ |
✔ |
✔ |
✔ |
Wizualizacja na PC (także przez Internet) |
X |
✔ |
✔ |
✔ |
✔ |
Integracja ze sprzętem audio-video |
X |
✔ |
X |
✔ |
✔ |
Bezpieczeństwo przesyłu danych |
✔ |
✔ |
✔ |
X |
✔ |
Medium transmisji danych |
kabel |
skrętka |
skrętka |
fale radiowe |
fale radiowe |
Łatwość programowania |
- |
X |
X |
✔ |
✔ |
Realizacja różnych funkcji tym samym urządzeniem |
- |
X |
✔ |
X |
✔ |
Komunikacja GSM |
X |
✔ |
✔ |
✔ |
✔ |
Wartość przykładowego systemu z instalacją (dom 200m2) |
35 000 zł |
70 000 zł |
67 000 zł |
65 000 zł |
45 000 zł |
Hardware
Centralną jednostką systemu WiHome jest serwer, mogący występować w dwóch formach: jako wolnostojącego urządzenia bądź elementu przystosowanego do montażu na szynie DIN w rozdzielni elektrycznej. Obie formy pełnią dokładnie takie same funkcje i mają identyczne parametry. Serwer wyposażony jest w dwa niezależne systemy komunikacji radiowej WiFi, służące do wymiany danych zarówno pomiędzy elementami systemu, jak i urządzeniami znajdującymi się w lokalnej sieci LAN. W przypadku wystąpienia problemu z połączeniem za pośrednictwem jednej z anten, automatycznie aktywuje się druga, szukając zasięgu. Sygnał jest wysyłany na częstotliwości 868 MHz, co zapobiega zakłóceniom pochodzącym od innych elementów sieci WiFi. Serwer pracuje na płycie z procesorem ARM o częstotliwości taktowania 800 MHz, pod systemem operacyjnym Linux. (Ciąg dalszy nastąpi…)
Praktyczne wykorzystanie systemu WiHome
Oprogramowanie systemu WiHome pozwala na bardzo intuicyjny sposób programowania elementów instalacji. Przyjazny użytkownikowi interfejs zapewnia łatwy sposób tworzenia połączeń i konfiguracji odpowiednich modułów. Dzięki zastosowaniu elementów logicznych system daje nam wiele możliwości. Za pomocą jednego urządzenia jesteśmy w stanie wykonać wiele zróżnicowanych funkcji. Każdy z elementów systemu ma swoją reprezentację w postaci symbolu graficznego (tab.3.1). Wejścia oraz wyjścia są oznaczone odpowiednimi symbolami oraz kolorami, w zależności od pełnionej funkcji.
Tab.3.1. Zestawienie symboli graficznych stosowanych w oprogramowaniu WiHome
Wejścia/wyjścia |
||
Symbol |
Typ |
Opis |
|
wejście binarne |
odbiera wszystkie typy sygnałów |
|
wejście binarne |
odbiera niski poziom sygnału - 0 |
|
wejście binarne |
odbiera wysoki poziom sygnału - 1 |
|
wejście binarne |
odbiera zmianę sygnału z wysokiego na niski - 1>0 |
|
wejście binarne |
odbiera zmianę sygnału z niskiego na wysoki - 0>1 |
|
wejście binarne |
odbiera każdą zmianę sygnału - 0>1; 1>0 |
|
wejście oświetlenia |
odbiera poziom świecenia i czas narastania do włączenia tego poziomu |
|
wejście procent |
odbiera poziom 0÷100% |
|
wejście bajtowe |
odbiera zakodowaną informację od wyjść bajtowych |
|
wejście temperatury |
odbiera wartość temperatury |
|
wejście natężenia oświetlenia |
odbiera wartość natężenia oświetlenia |
|
wejście uniwersalne |
odbiera sygnały od dowolnych wyjść |
|
wyjście binarne |
wysyła wszystkie typy sygnałów |
|
wyjście binarne |
wysyła niski poziom sygnału - 0 |
|
wyjście binarne |
wysyła wysoki poziom sygnału - 1 |
|
wyjście oświetlenia |
wysyła poziom świecenia i czas narastania do włączenia tego poziomu |
|
wyjście procent |
wysyła poziom 0÷100% |
|
wyjście bajtowe |
wysyła zakodowaną informację od wejść bajtowych |
|
wyjście temperatury |
wysyła wartość temperatury |
|
wyjście natężenia oświetlenia |
wysyła wartość natężenia oświetlenia |
|
wyjście uniwersalne |
wysyła sygnały o dowolnej wartości |
3.1. Oświetlenie
Poniżej przedstawiono przykłady realizacji wybranych zagadnień związanych z oświetleniem. Krok po kroku zostały zaprezentowane funkcje i możliwości odpowiednich modułów.
3.1.1. Połączenie wyłącznika bistabilnego z odbiornikiem
Najprostszym z możliwych układów to połączenie przycisku fizycznego z odbiornikiem. Realizujemy to wykorzystując moduł H-PWM3-F lub H-D1S2-F. Funkcję przycisku pełni moduł H-S2-FB (Rys.3.1).
Rys. 3.1. Połączenie wyłącznika bistabilnego z odbiornikiem
Za pomocą modułu H-S2-FB łączymy fizyczny przycisk z systemem WiHome. Naciskając go następuje zwarcie odpowiednich styków modułu oraz przesłanie bezprzewodowo impulsu. Dzięki połączeniu wyjścia sensora z wejściem urządzenia wykonawczego, następuje przekazanie napięcia na odpowiednie wyjście.
3.1.2. Połączenie wyłącznika monostabilnego z odbiornikiem z wykorzystaniem
sterownika SX 550
Rozbudowując poprzedni układ poprzez dodanie modułu SX 550, zyskujemy możliwość regulacji natężenia światła. Jest to jedna z podstawowych funkcji w sterowaniu oświetleniem (rys.3.2).
Rys. 3.2. Połączenie wyłącznika monostabilnego z odbiornikiem z wykorzystaniem sterownika SX 550
Spis literatury
[1] - Przemysław Ozięblewski, „Jak dobrze oświetlić dom, lub mieszkanie” e-book: www.swiatlo.tak.pl/ebook/oswietlenie-domu.php
[2] - Barry Wilkinson, „Układy cyfrowe”, wydawnictwo WKŁ Warszawa 2000
[3] - W. Stallings, „Organizacja i architektura systemu komputerowego”, Wydawnictwo Naukowo- Techniczne Warszawa 2000
Wyszukiwarka