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Warum Smart Bulbs! = Smart Home oder ein wenig über Hubs und Systeme

Ich möchte mit dir über wund sprechen. Über ein Thema, das in letzter Zeit sehr beliebt war und teilweise Gegenstand von Spekulationen, Auslassungen und oft völliger Täuschung geworden ist. Ich möchte über Smart Homes sprechen.


Was ist ein Smart Home? Entgegen den Zusicherungen einiger Hersteller ist dies keineswegs "die Fähigkeit, das Licht des Telefons auszuschalten". Ein Smart Home ist etwas, das Kopfschmerzen von denen lindert, die darin leben. Was ist das Schlaue daran, das Licht eines Smartphones auszuschalten? Für den Benutzer ist dies nur ein weiterer Schalter, genau wie ein Wandschalter, der nur berührt und normalerweise in Ihrer Tasche liegt. Wenn der Benutzer zum Einschalten des Lichts im Raum immer noch die Tatsache erkennen muss, dass „Sie das Licht einschalten müssen“, verstehen, herausfinden muss, wo sich der Schalter befindet, und ihn erst dann betätigen muss, sind die Smarts im Haus wertlos. Und es gibt keinen Unterschied, wo genau sich der Schalter befindet, der gesteckt werden muss - an der Wand, an den Schlüsseln in Form eines Schlüsselbunds oder als Smartphone in der Tasche.
Nein. „Cleverness“ zu Hause ist, wenn eine Person nicht einmal daran denken muss, das Licht einzuschalten, sondern sich selbst einschaltet.
Wenn Sie sich nicht daran erinnern müssen, dass Sie das Haus verlassen müssen, müssen Sie die Heiztemperatur senken und alle Lichter ausschalten. Wenn sich die Klimaanlage im Sommer und die Heizung im Winter selbst kurz vor der Rückkehr nach Hause einschalten. Nachts auf dem Weg zur Toilette schaltet sich das Licht selbst mit geringer Helligkeit ein, damit es nicht auf die Augen trifft. Wenn dies alles über eine einzige Schnittstelle gesteuert wird ... stoppen Sie. Ich glaube, ich bin ein bisschen vorausgelaufen. Lassen Sie uns ein wenig darüber sprechen, wie Sie grob bestimmen können, wie intelligent Ihr Zuhause ist.


Herkömmlicherweise kann die Smart-Home-Technologie in mehrere "Stufen" unterteilt werden. Ich werde im Voraus sagen, dass eine solche Unterscheidung nur in diesem Artikel verwendet wird und nur dazu dient, die Unterschiede zwischen verschiedenen Systemen zu demonstrieren.
► Erster Schritt

Die erste Stufe sind völlig „dumme“ Systeme, bei denen der Schalter das Gerät direkt steuert. Stufe "Null". Das Maximum , mit dem Sie hier etwas Kluges tun können, sind Schalter , mit denen Sie eine wahnsinnig coole Sache machen können - den Korridor entlang gehen, das Licht mit einem Schalter am Anfang einschalten und am Ende ausschalten. Sarkasmus Mode aus.
Das Hauptkriterium, anhand dessen Systeme dieser bedingten „ersten Stufe“ zugeordnet werden können, ist, dass jedes Gerät über einen Schalter verfügt, der es steuert. Geräte können sich nur auf der Grundlage der internen Logik selbst steuern (wie sich der Kühlschrank automatisch ein- und ausschaltet und die gewünschte Temperatur beibehält).

► Zweiter Schritt

Die zweite Stufe kann als Schaltung an verschiedenen Relais bezeichnet werden . Hier ist es bereits möglich, die Logik komplizierter zu gestalten, beispielsweise die Tasten „Alle einschalten“ und „Alle ausschalten“. Dazu gehören auch Lampen mit Bewegungssensoren oder beispielsweise ein Garagentor mit Funkfernbedienung.
Das Kriterium für diese Stufe ist die separate Steuerung jedes Gerätetyps. Wenn es sich um einen Lichtschalter handelt, steuert er nur das Licht. Wenn sich in der Lampe ein Bewegungssensor befindet, steuert er nur diese Lampe und nichts weiter. Sie möchten, dass der Lufterfrischer nur funktioniert, wenn sich niemand in der Toilette befindet. Sie müssen einen Lufterfrischer mit Bewegungssensor kaufen, damit er unabhängig voneinander mit der Lampe arbeitet. Sie können das Garagentor nur vom Garagentor aus steuern. Wenn Sie das Licht aus der Ferne ausschalten möchten, benötigen Sie eine zweite Fernbedienung für das Licht. Wenn Sie zwei Klimaanlagen im Haus haben, müssen Sie diese separat steuern.
Wenn Sie beispielsweise eine SPS verwenden , können Sie so etwas wie 2.1 ausführen - mit einfacher Logik und Zeitgebern, aber es wird immer noch kein einzelnes System geben.

► Dritter Schritt

Die dritte Stufe von „intelligenten“ Häusern - Häuser, die (ganz oder teilweise) in verschiedenen Bussen gebaut wurden - zum Beispiel DALI, KNX, MODBUS, CAN usw. (obwohl ich auf MODBUS und CAN noch nie intelligente Häuser gesehen habe - dies sind Industrieprotokolle). ein wenig für einen anderen geschärft). Dies sind bereits viel intelligentere Systeme - da alle Geräte über eine einzige Schnittstelle und einen einzigen Kommunikationsstandard verfügen, können sie bereits viel mehr miteinander kommunizieren.
Beispielsweise können Schalter, Lampen, Jalousiesteuerungen, eine Torsteuerung, eine Klimaanlage und eine automatische Bewässerung gleichzeitig an den KNX-Bus angeschlossen werden.
Das Hauptmerkmal dieser Generation ist das universelle Management. Geräte können bereits andere Geräte steuern. Es gibt nicht mehr das Konzept eines „Lichtschalters“, es gibt einfach einen „Schalter“. Ein und dieselbe Wandfernbedienung kann sowohl die Kronleuchter im Wohnzimmer als auch die Temperatur der Klimaanlage oder der Fußbodenheizung gleich gut steuern. Mit derselben Fernbedienung können Sie die Lautsprecherlautstärke einstellen und das Garagentor öffnen - alles hängt davon ab, welche Steueradressen während der Konfiguration in die Fernbedienung eingegeben werden. Und die Geräte können nicht nur über die Fernbedienung gesteuert werden - der Bewegungssensor sendet auch den gleichen Befehl zum Einschalten des Lichts.
Übrigens benötigt in diesem Fall nur einer einen Bewegungssensor, und alle anderen Geräte können seine Daten verwenden, da sie mit ihm auf demselben Bus sitzen. Der Nachteil eines solchen Systems besteht darin, dass es nicht sehr erweiterbar ist - die Adressen der Konsolen und ausführenden Geräte sind fest im Speicher jedes Geräts codiert, und ohne Kenntnis des Systems und der spezifischen Software für die Konfiguration können Sie die Systemkonfiguration nicht mehr einfach ändern. Wenn Sie dies nicht verstehen, müssen Sie die Installateure Ihres Smart-Home-Systems anrufen, um die Funktion des Switch zu ändern.
Ein weiterer Nachteil ist, dass solche Systeme normalerweise fragmentiert sind - jedes Gerät weiß nur, was es benötigt. Der Thermostat kennt beispielsweise die Temperatur auf der Straße, die Luftfeuchtigkeit des Hauses, weiß jedoch nicht, wie hoch der aktuelle Energieverbrauch der Wohnung ist und ob der Herd in der Küche eingeschaltet ist.
Es scheint, warum weiß der Thermostat, ob der Herd in der Küche eingeschaltet ist? Aber nein, bei einem großen Haus mit mehreren Klimaanlagen kann es vorkommen, dass durch die Aufnahme von drei Klimaanlagen, einem Wasserkocher, einer Pumpe und Fliesen die Maschine am Eingang des Hauses einfach ausgeschaltet wird. Bevor Sie den nächsten leistungsstarken Energieverbraucher einschalten, sollten Sie herausfinden, welchen Strom alle anderen Geräte bereits verbrauchen, und entweder etwas Unwichtiges ausschalten oder warten.
Zu den Nachteilen dieses Systems gehört die Tatsache, dass für jede neue Funktionalität zusätzliche Blöcke hinzugefügt werden müssen. Wir wollen das Licht nach einem komplexen Timer einschalten - wir kaufen, installieren und konfigurieren einen Timer. Wir möchten die Steuerung vom Telefon aus - wir benötigen eine zusätzliche Einheit, um den Bus mit einem Netzwerkprotokoll zu verbinden - Ethernet oder WiFi.

So gelangen wir reibungslos zur vierten Stufe intelligenter Systeme - einem System mit zentraler Steuerung. Natürlich ist eine solche Aufteilung sehr willkürlich, denn im Leben gibt es, wie gesagt, meistens Hybride der oben genannten Optionen. Wenn beispielsweise in einem Raum die Schalter, Beleuchtungs- und Vorhangsteuerungen an KNX angeschlossen sind, befindet sich in der Küche eine Lampe, die von einem Smartphone gesteuert wird, der Kessel im Keller wird von einer SPS und einer Reihe von Relais gesteuert, und auf der Veranda wird das Licht von einem Schalter eingeschaltet. Wo man einen solchen Hybrid einbindet - weiß ich nicht.
Also Systeme mit einer zentralen Steuerung.

► Die vierte Stufe


Wie man sie erkennt, geht aus dem Namen hervor - sie unterscheiden sich durch einen bestimmten Hub, ein zentrales Gerät, das die gesamte Logik enthält. Die Schalter an den Wänden versorgen die Glühbirne nicht mehr mit Strom und senden nicht einmal den Beleuchtungsbefehl an die Glühbirne. Sie informieren die Steuerung "Drücken einer Taste am Schalter Nummer 1", und die Steuerung, die diese Nachricht empfängt, überprüft ihre Logik und sendet einen Befehl direkt an das Gerät: "Stromversorgung Nummer 2, Lampe Nummer 1 anzünden".
Und natürlich ist die Logik der Steuerung nicht auf den primitiven Vergleich von „Taste Nr. 1 - Lampe Nr. 3“ beschränkt. Es kann beliebig komplexe Skripte enthalten, die Informationen von Sensoren verarbeiten, z. B. "WENN die Taste gedrückt wird und der Sensor auf der Straße anzeigt, dass es dort dunkel ist, und dann das Licht im Korridor und auf der Straße einschalten." WENN der Knopf gedrückt wird und der Sensor auf der Straße sagt, dass es dort hell ist, leuchtet nur im Korridor auf. Schalte alle Lichter in fünf Minuten aus. “
Im Allgemeinen können Sie einfach alle Ausgänge und alle Eingänge zur Steuerung hinzufügen und dann einfach eine beliebige Logik schreiben:
1) Verarbeiten von Daten von Bewegungssensoren. Wenn niemand zu Hause ist - Sicherheitsfunktionen. Wenn das Haus entwaffnet ist, schalten Sie automatisch das Licht in der Toilette und im Flur ein.
2) Empfangen Sie Daten von Temperatursensoren und steuern Sie den Heizkessel und die Fußbodenheizung. Mit Informationen von Bewegungssensoren weiß die Steuerung, ob sich Personen zu Hause befinden, und wenn dies nicht der Fall ist, senkt sie die Temperatur, um Kraftstoff zu sparen. Und wenn der Kessel ausfällt, bemerkt er einen starken Temperaturabfall und benachrichtigt den Eigentümer, wodurch das Auftauen des Heizungssystems verhindert wird. Im Sommer schaltet derselbe Regler die Klimaanlage eine Stunde vor dem Eintreffen des Besitzers ein, was einerseits Energie spart und andererseits für Kühlung zu Hause sorgt.

Darüber hinaus erleichtert (und verbilligt) der Controller das Anschließen verschiedener Systeme - beispielsweise können Sensoren an Z-Wave arbeiten, Tasten an den Wänden von EnOcean, Daten von Benutzergeräten können an BLE erfasst werden und Lampen können an DALI gesteuert werden.

Das Minus dieses Systems ist vielleicht nur, dass wenn sich die zentrale Steuerung ausschaltet, das Haus nicht nur dumm wird, es unmöglich wird, darin zu leben. Daher wird Stabilität ein ziemlich wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Controllers. Mit der Stabilität der Arbeit meine ich sowohl die Glätte des Softwareteils als auch die Konstruktion von Eisen bei der Berechnung für ununterbrochene Arbeiten über viele Jahre hinweg, ohne dass eine Überprüfung und Durchführung von Wartungsarbeiten erforderlich ist.

Natürlich können Sie mit verschiedenen Tricks die Situation vermeiden, dass "der Controller gestorben ist und wir jetzt weder das Licht einschalten noch das Wasser öffnen können (weil der Lecksensor auch mit dem Controller verbunden ist)." Die einfachste Lösung besteht darin, dem System „manuelle“ Schalter hinzuzufügen, die unter Umgehung der Steuerung Befehle an die Systeme senden. Sie werden nicht im Alltag verwendet, aber in einer Problemsituation können Sie jederzeit den Schild öffnen und das Licht einschalten.

Beispiel aus dem wirklichen Leben:
Mail.ru, : DALI , Logic Machine 2. :

«» :

— , — Modbus-DALI, — DALI-, « » « », — , .
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► Was tun wir

Eigentlich ist es Zeit, uns vorzustellen. Wir sind das Unternehmen Embedded Systems, das Steuerungen für Automatisierung und Smart Homes entwickelt, die auf dem Markt unter der Marke Logic Machine bekannt sind.

Logic Machine Re: Actor 3 Controller

Wir machen das seit 18 Jahren und wir hoffen zu hoffen, dass wir viel Erfahrung gesammelt haben, um zu verstehen, welche Geräte und Benutzer den Markt benötigen, und um eingebettete Systeme zu entwickeln.
Jetzt möchten wir Ihnen von unserem neuen Projekt erzählen - Logic Machine Wall, einem Controller für "kleine" Hausautomation.
Bild
Im Gegensatz zu den älteren Brüdern konzentriert es sich mehr auf drahtlose Protokolle - Z-Wave, BLE, EnOcean, und über Kabel verfügt es nur über OneWire und Ethernet. Aufgrund der Aufgabe industrieller Protokolle (KNX, Dali, Modbus) sind die Kosten gesunken (im Vergleich zu den "älteren" Controllern fast zehnmal) und für jedes begeisterte Smart Home verfügbar.

Was kann unser Controller von Mitbewerbern abheben - Hubs von Archos, Z-Wave.Me , Prestigio, Wink, SmartThings, Iris und so weiter?

►Erstens ist eine elegante Lösung für die Datenübertragung innerhalb des Systems eine Objekttechnologie, die dem KNX-Industrieprotokoll entnommen ist. Keine Variablen, Direktzugriffsdatenbanken, Dateien zur Aufrechterhaltung des Status zwischen Neustarts, nichts, worauf Sie achten müssen. Gleichzeitig Flexibilität und Komfort.
Objekte sind, um es einfach auszudrücken, solche globalen Systemvariablen, die eine Adresse, einen Namen, einen Datentyp, einen Inhalt und einige weitere Einstellungen haben.

Beispiel: Objektseite in der Systemsteuerung meines Heim-LM

Was wichtig ist: Objekte haben streng definierte Typen (z. B. Boolescher Wert, 2 Bit, Skalierung, Winkel, RGB-Farbe, 3-Byte-Datum usw.), die teilweise bestimmen, was mit diesem Objekt getan werden kann: Wenn es boolesch ist, kann es sein schalten, wenn skalieren - dann den Wert von 1 bis 100 einstellen, wenn RGB-Farbe, dann eine Farbe auswählen. Auf diese Weise können Sie schnell und einfach Visualisierungen erstellen und ändern sowie Daten innerhalb des Systems übertragen, ohne durch die Erstellung eigener Standards abgelenkt zu werden.

► Zweitens ist ein Skriptsystem eine sehr flexible Lösung zum Erstellen benutzerdefinierter Logik. Skripte sind Programme in der Sprache Lua , die recht einfach ist und bereits in verschiedenen Bereichen Anerkennung gefunden hat - von eingebetteten Systemen bis hin zu Spiele-Engines.

Beispiel: Teil eines Skripts, das die Logik zum Einschalten des Lichts zu Hause verarbeitet.

Einerseits ist diese Art der Programmierlogik schwieriger zu erlernen als die Auswahl aus einem Menü wie dem hier beschriebenen . Auf der anderen Seite bieten vollwertige Skripte eine sehr große Flexibilität beim Erstellen von Logik - in einem Skript können Sie ein Dutzend Parameter erfassen, einen externen Server anfordern, sofort alles berechnen und das Licht oder die Heizung einschalten.

►Drittens das Visualisierungserstellungssystem. Aufgrund interessanter Lösungen (auf die ich später noch eingehen werde) ist es sowohl einfach als auch flexibel. Die einfachste Visualisierung kann in buchstäblich 5 Minuten durchgeführt werden und sieht sowohl auf einem Computer als auch auf einem Telefon gut aus. Geben Sie dazu einfach an, welche Objekte darin vorhanden sein sollen, und das System selbst erledigt den Rest.

Beispiel: Die sogenannte "Touch-Visualisierung", deren Erstellung etwa 10 Minuten dauerte. Auf einer

Ebene über Ihnen befindet sich ein Feld, in dem Sie Bilder, Objekte, Text, externe Links, mjpeg-Streams von Überwachungskameras, Frames usw. anordnen können.
Bild
Beispiel: Komplexe benutzerdefinierte Visualisierung

Wenn Sie mehr benötigen, können Sie HTML-Seiten manuell in derselben Lua-Sprache erstellen und deren Inhalt nach Ihren Wünschen verwalten, bis hin zu komplexen Mehrbenutzer-Websites mit Ajax.

► Viertens gibt es für den Anschluss externer Geräte eine universelle Treiberschnittstelle, mit der (auch mit Lua) Interaktionsschnittstellen mit anderen Systemen und Geräten, die über BLE, TCP, HTTP und andere Protokolle verbunden sind, problemlos geschrieben werden können. Wir werden es sicherlich in den folgenden Artikeln betrachten.

Zusammenfassend lässt sich ein „intelligentes“ Heimsystem in sehr vereinfachter Form mit folgendem Schema vorstellen:

Wir sehen hier verschiedene Aufgaben, die mit Hilfe von LM leicht gelöst werden können. Das erste ist die Integration verschiedener Protokolle. Der Lichtsensor ist über Z-Wave und der Funkdimmer über BLE verbunden. Ein externer Statistik- / Überwachungsserver empfängt Daten über TCP, und die Visualisierung für verbundene Geräte funktioniert über HTTP. Und auf der untersten Ebene verwandelt sich alles in universelle Objekte, mit denen Sie alles tun können.

Am Ende habe ich noch ein paar "Chips" unseres Unternehmens hinterlassen, was für potenzielle Benutzer unseres Systems meines

Erachtens interessant sein wird: ► Industrielle Lösungen
Anfangs sind wir mit industriellen Lösungen auf diesen Markt gekommen, und für uns ist Zuverlässigkeit eines der wichtigsten Merkmale der Geräte. Unter Bedingungen, in denen Licht, ACS und lebenserhaltende Systeme für Gebäude auf Ihren Geräten laufen, führt ein Geräteausfall zu Leerlaufkapazität (unabhängig davon, ob es sich um eine Anlage handelt, in der das Lüftungssystem ausgefallen ist, oder um ein Büro, in dem keine Beleuchtung vorhanden ist). Jede ernsthafte Ausfallzeit ist eine Beschwerde beim Installateur / Integrator, die automatisch das Vertrauen in die Geräte des Herstellers verringert.
Unter solchen Umständen lernt jeder Hersteller, verlässliche Entscheidungen zu treffen, oder verlässt den Markt und stirbt. Wir leben noch.
Für den Heimgebrauch spielt die Zuverlässigkeit natürlich keine Rolle mehr wie beispielsweise für eine Anlage. Wenn der Controller bei Ihnen zu Hause ausfällt, bleibt fast immer Zeit, einen neuen zu ersetzen oder zu kaufen. Sie müssen jedoch zugeben, dass es viel angenehmer ist zu erkennen, dass die Ausrüstung in Ihrem Haus eine Lebensdauer von 10 Jahren hat, als über die geplante Veralterung nachzudenken.
Darüber hinaus impliziert das Konzept der Zuverlässigkeit nicht nur die Zuverlässigkeit von Eisen als solchem, sondern auch die Fähigkeit, das System bei Problemen am schnellsten wiederherzustellen. Dies umfasst auch Sicherungs- / Wiederherstellungstools, mit denen Sie schnell einen Ersatz für tote oder getötete Geräte in Betrieb nehmen können.

► Lokale Unterstützung
Eines der wichtigsten Dinge, die Sie über neue Technologien lernen sollten, ist die Dokumentation und der Support. Und damit und mit anderen ist bei uns alles in Ordnung: Es gibt ziemlich detaillierte Anleitungen für Programmierer und Entwickler, eine Bibliothek mit Codebeispielen und entwickelten Lösungen, und die wichtigsten Punkte der Dokumentation sind in russischer Sprache vorhanden.

Unser lokales Wiki für Dokumentation (wird in Kürze verfügbar sein)
Darüber hinaus sprechen die wichtigsten Entwickler Russisch oder verstehen die russische Sprache, was sich sehr positiv auf die Reaktionsgeschwindigkeit auf wirklich schwierige Fragen oder Fehlerberichte auswirkt.

► Kein Produkt, sondern eine Plattform
Und wir beschränken uns nicht nur darauf, ein individuelles Produkt herzustellen. Wir schaffen eine Plattform, ein Ökosystem, in dem Entwickler mit unseren Controllern Projekte erstellen können. Wir werden niemals sagen: "Hier ist die Benutzeroberfläche, aber alles, was tiefer liegt - Sie können sie nicht berühren." Wir achten auf die Bedürfnisse jedes Entwicklers und sind bereit, Angebote anzunehmen, zu helfen, zu schulen und maßgeschneiderte Entscheidungen (sowohl im Sinne der Software als auch der Hardware) für die Bedürfnisse der Kunden zu treffen. Wir möchten Entwicklern ein Tool zur Verfügung stellen, mit dem sie Geld verdienen können, indem sie Smart Homes für Kunden mit unseren Lösungen erstellen. Im Wesentlichen werden interessierte Personen zu Mini-Installateuren, die interessante Automatisierungs- und Smart Home-Projekte durchführen können. Glücklicherweise (wie wir in zukünftigen Artikeln zeigen werden) ist dies überhaupt nicht schwierig.

►Rufen
Sie besser Saul an Wenn Sie Hardwareentwickler für ein Smart Home sind und Ihre Hardware bereits zum Verkauf steht, schreiben Sie mir eine Nachricht an vvzvlad@gmail.com. Im Rahmen unseres Begleit- und Kompatibilitätsprogramms gehen wir Partnerschaften mit Herstellern und Lieferanten von Smart-Home-Geräten ein, stellen APIs und SDKs zum Schreiben von Treibern bereit, beraten beim Schreiben von Treibern und fügen den Treiber nach Abschluss der Arbeiten zur Standardauslieferung des Controllers und Ihre Geräte zur Liste der kompatiblen hinzu. Danach können Sie Ihre Produkte auch mit dem Typenschild „Kompatibel mit LM“ versehen.
Wenn Sie nur einen Entwicklungsplan für Smart-Home-Geräte haben, schreiben Sie mir an vvzvlad@gmail.com. Wir zeigen Ihnen, wie Sie Geräte mit maximaler Funktionalität herstellen, helfen mit Ratschlägen und geben Antworten auf brennende Fragen, damit diese Geräte nicht funktionieren :)
Wenn Sie ein Installateur sind oder planen, einer zu werden ... ja, Sie haben es erraten. Schreiben Sie! Wir bieten LM-Programmierkurse an, in denen Sie die Entwicklung lernen und üben können.

Wenn Sie sich für die Themen Internet der Geräte und Smart Home interessieren, begrüßen Sie den Kanal im Telegramm: telegram.me/IOTandSmarthome

Source: https://habr.com/ru/post/de390947/

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