Herramientas de domótica. Teoría y práctica de "hogares inteligentes". Parte uno

Leyendo a Habr y Giktayms, de vez en cuando me encuentro con artículos como "Casa inteligente sobre tus rodillas en 5 minutos, usando repuestos de la computadora portátil de la hermana". No tengo dudas de que esto realmente funciona y, a veces, incluso me inclino ante la mente y la tenacidad de estas personas. Sin embargo, durante mucho tiempo realmente trabajé en el desarrollo e implementación de proyectos de casas inteligentes. Y quiero hablar sobre la teoría, la práctica y las dificultades de implementar estas decisiones.

Entonces, comencemos con la teoría. Trataré de decirte breve e inteligiblemente:


¿Para qué sirve?

Existen cuatro razones principales por las que los clientes instalan un sistema de automatización en una casa, departamento u oficina privada:
1. Ahorro de recursos energéticos. La producción de electricidad y calor mediante la quema de recursos naturales se está volviendo más cara cada año. El sistema de automatización permite en algunos casos reducir el consumo de energía hasta en un 30%.
2. Mejorar la comodidad de vivir y la "calidad de vida".
3. Apariencia y diseño de dispositivos. (Aquí, como dicen: Pont, más caro que el dinero).
4. Amplias capacidades de envío. Cualquier sistema de automatización del hogar (o casi cualquiera, más sobre eso a continuación) tiene su propio sistema de despacho o puede integrarse en un sistema de gestión y control de despacho de terceros.

Ahora un poco más detallado sobre los puntos dentro de las realidades rusas existentes.

Punto uno: ahorro de recursos energéticos. Como resultado, es el número uno para los países de la Unión Europea y el último para Rusia, por extraño que parezca, de la "relativa baja de los recursos energéticos". Por ejemplo, en Lituania, que visité recientemente por invitación de nuestros socios, el equipo de automatización es mucho más barato y el costo de la energía es varias veces más caro, por lo que el período de recuperación de los proyectos es de 2-3 años. En Rusia, algunos proyectos, incluso con un claro enfoque en la conservación de la energía, no dan resultado en 5-7 años.

Punto dos y tres: comodidad y apariencia. En el 90% de los casos para clientes rusos, estos dos puntos son decisivos. Principalmente elija el control de los sistemas de iluminación e ingeniería del edificio. La gama de dispositivos de control es enorme: desde interruptores clásicos hasta dispositivos y soluciones absolutamente fantásticos que vemos en algunas películas. El conjunto de funciones aquí también es prácticamente ilimitado, depende de la imaginación y las capacidades del cliente. Naturalmente, cuando el cliente paga caro, debería parecer costoso.

Punto cuatro: capacidades de programación. Es relevante para los sistemas de automatización que funcionan en edificios administrativos y de oficinas, pero para casas y apartamentos privados, debido a la popularización de varios dispositivos como teléfonos inteligentes y tabletas, esto también se ha vuelto popular.

¿Qué sistemas de automatización de edificios hay?

Al plantear este problema, no me propongo el objetivo de describir todos los sistemas posibles. Describiré solo unos pocos tipos de soluciones técnicas, así como algunas tecnologías populares en Rusia sin referencia a marcas específicas (si es posible).

Sistemas de gestión divididos por su estructura:
1. Sistemas de gestión centralizados. Sistemas en los que uno o más dispositivos centrales son responsables del funcionamiento de todo el sistema en su conjunto, y los sensores y actuadores actúan como periféricos.
2. Sistemas de gestión descentralizados. Sistemas en los que cada sensor y cada actuador son autónomos.
De hecho, esta separación es bastante arbitraria, porque los sensores pueden conectarse a casi cualquier sistema distribuido en forma de periféricos, y cualquier sistema centralizado puede distribuirse.
Los sistemas de control se pueden dividir en medios de transmisión de datos:
1. Par trenzado. El más popular de todos. No es solo y no tanto Ethernet. Esta es una gran variedad de estándares de la industria para la transferencia de datos.
2. Línea de alimentación. La transmisión es a través de líneas eléctricas. Raramente se usa. Básicamente en caso de modernización de la instalación eléctrica existente.
3. El canal de radio. El sistema de control, construido en el canal de radio, tiene varias ventajas, pero aún más desventajas. Se utiliza principalmente para actualizar los sistemas existentes. Y también se ha probado para controlar sistemas de luz e ingeniería en casas de troncos. El equipo no siempre está certificado en Rusia.

Los sistemas de control también se dividen según los protocolos de transferencia de datos:

hay una gran cantidad de protocolos industriales y dispositivos industriales que, en principio, son adecuados para implementar sistemas de automatización en cualquier nivel, incluido el hogar, pero este artículo no los trata.
Cada fabricante de sistemas de automatización del hogar considera que es su deber desarrollar su sistema desde cero y hacerlo tan incompatible con los demás como sea posible, pero existen sistemas desarrollados por organizaciones sin fines de lucro financiados por varios fabricantes de equipos.

Entonces, sobre sistemas específicos:

1. KNX. El protocolo fue desarrollado originalmente por la asociación con el nombre EIBA, que no es adecuado para el idioma ruso. La asociación fue fundada en 1990. en Bruselas por 15 fabricantes. De las principales compañías fundadoras son Siemens, Gira, ABB, Berker, Jung. La asociación se llama actualmente Konnex. Sitio web de la asociación: http://www.konnex-russia.ru. La organización no tiene fines de lucro. Objetivos: certificación de equipos y capacitación de tecnología. A partir del 1 de enero de 2013, todos los derechos y la autoridad para capacitar especialistas en EIB / KNX fueron transferidos a MGSU (Universidad Estatal de Ingeniería Civil de Moscú).

Descripción:
Medios de comunicación: par trenzado, línea de alimentación, canal de radio (868 y 433 MHz) y KNX / IP (KNX sobre TCP / IP). Sistema de automatización descentralizado.
Cuando se utiliza un par trenzado o una línea de alimentación como medio, se admite una topología de red gratuita. Los componentes del sistema se pueden interconectar de forma gratuita. Los dispositivos se alimentan a través del bus de información. Al diseñar sobre la base de un par trenzado, es necesario tener en cuenta la potencia consumida por el bus. Teóricamente, un sistema admite 65535 direcciones físicas, pero hay varias direcciones de servicio. Las direcciones físicas se dividen en 3 dígitos y se separan por puntos de acuerdo con el principio "Región No. Línea No. Dispositivo No.". Puede haber hasta 255 dispositivos en una línea, no puede haber más de 15 líneas, no más de 15 áreas. La velocidad de transferencia de datos depende del medio de transmisión de datos. El entorno para configurar dispositivos es ETS. La cuarta versión es actualmente relevante. Por mi parte, puedo agregar que el sistema es bastante lento,pero para el 99% de la funcionalidad que proporciona, esta velocidad de datos es suficiente. Para todo lo demás, hay Ethernet.

2. LONWorks. El protocolo fue desarrollado originalmente por Echelon. En diciembre de 2008, se adoptó como una norma internacional ISO / IEC 14908 en 4 partes. Actualmente, el estándar es compatible con la asociación internacional LonMark. La organización no tiene fines de lucro. Objetivos: certificación de equipos y capacitación de tecnología. Sitio web de la asociación: www.lonmark.org .
Descripción:
Medios de comunicación: par trenzado (TP / FT-10), línea de alimentación (PL-20), Ethernet (IP-852). Cada dispositivo LONWorks tiene su propia ID Neuron de 48 bits, que se puede usar como una dirección física. Además, cada objeto del sistema puede tener un nombre individual. El nombre se establece una vez al crear un objeto en el sistema. Hay un sistema de direccionamiento CNP dentro del cual el direccionamiento se lleva a cabo de acuerdo con el principio domain.network.node también tiene la capacidad de funcionar en modo multidifusión. Se pueden encontrar más detalles en el documento.. Actualmente, el software llamado OpenLNS CT se utiliza para la configuración y la programación. Para trabajar en el programa se requiere Microsoft Visio (2003,2010). Por mi cuenta, agregaré que técnicamente el sistema LON es mucho más rápido y tiene mucha más funcionalidad que KNX, pero este sistema rara vez se usa como base para un "hogar inteligente" debido al hecho de que los sensores, interruptores, termostatos y otros componentes del sistema contactan con el usuario final aterrador como la muerte y en el mejor diseño industrial.

También hay muchos sistemas en el mercado que son producidos por un solo fabricante, como My Home de Btchino (Legrand), LCN (Issendorff KG) y muchos otros que no querían abrir protocolos de intercambio de datos dentro de su red. La especificidad de estos sistemas es que es difícil integrar sistemas de automatización de terceros en ellos, debido a las interfaces cerradas. Y también tienen una cantidad limitada de soluciones de diseño para los órganos de gobierno.

También quiero destacar en un grupo especial sistemas y tecnologías para salas de sonido (o "Multiroom") como Crestron, AMX, Vantage Controls y otros. Estas tecnologías originalmente estaban destinadas a la advertencia, la actuación de voz y el entretenimiento multimedia, pero en este momento son potentes sistemas de automatización centralizados con una funcionalidad muy amplia y la capacidad de integrarse con otros sistemas de automatización.

Aquí me gustaría explicar por qué solo estos dos sistemas fueron seleccionados y descritos. Hay varias razones. El primero. Estos dos sistemas tienen un enfoque claro específicamente en la automatización del hogar. El segundo. Un gran número de empresas de todo el mundo se dedican al desarrollo de dispositivos para estos sistemas, incluidos "bisontes" como ABB, Schneider Electric y Siemens. El tercero. Una gran selección de dispositivos con una funcionalidad casi ilimitada. Cuarto. La compatibilidad de los dispositivos dentro del sistema está controlada por la certificación de una sola organización sin fines de lucro. Bueno, el quinto. Tengo experiencia en el diseño de sistemas de automatización basados ​​en este equipo.

La primera parte ha terminado. Sin embargo, la segunda parte sobre las funciones estándar de los sistemas y la tercera parte sobre la práctica de implementar proyectos similares están listas para su publicación.
La segunda parte deAquí .

Source: https://habr.com/ru/post/es381647/