Outils domotiques. Théorie et pratique des "maisons intelligentes". Partie un

En lisant Habr et Giktayms, de temps en temps je tombe sur des articles comme «Une maison intelligente à genoux en 5 minutes, en utilisant des pièces détachées de l'ordinateur portable de la sœur». Je n'ai aucun doute que cela fonctionne vraiment et parfois je m'incline même devant l'esprit et la ténacité de ces personnes. Cependant, pendant longtemps, j'ai vraiment travaillé sur le développement et la mise en œuvre de projets de maison intelligente. Et je veux parler de la théorie, de la pratique et des difficultés de mise en œuvre de ces décisions.

Commençons donc par la théorie. Je vais essayer de vous dire brièvement et intelligiblement:


Pourquoi est-ce?

Les clients installent un système d'automatisation dans une maison privée, un appartement ou un bureau pour quatre raisons principales:
1. Économiser les ressources énergétiques. La production d'électricité et de chaleur par la combustion de ressources naturelles devient chaque année plus chère. Le système d'automatisation permet dans certains cas de réduire la consommation d'énergie jusqu'à 30%.
2. Améliorer le confort de vie et la «qualité de vie».
3. Apparence et conception des appareils. (Ici, comme on dit: Pont - plus cher que l'argent.)
4. Grandes capacités de répartition. Tout système domotique (ou presque, plus sur celui ci-dessous) a son propre système de répartition ou peut être intégré dans un système de contrôle et de gestion de répartition tiers.

Maintenant un peu plus détaillé sur les points dans les réalités russes existantes.

Premier point - économiser les ressources énergétiques. C'est le numéro un pour les pays de l'Union européenne et le dernier pour la Russie en raison, aussi étrange que cela puisse paraître, du "bon marché relatif des ressources énergétiques". Par exemple, en Lituanie, que j'ai visité récemment à l'invitation de nos partenaires, l'équipement d'automatisation est beaucoup moins cher et le coût de l'énergie est plusieurs fois plus cher, la période de récupération des projets est donc de 2-3 ans. En Russie, certains projets, même en mettant clairement l'accent sur la conservation de l'énergie, ne portent pas leurs fruits en 5-7 ans.

Points deux et trois - confort et apparence. Dans 90% des cas pour les clients russes, ces deux points sont déterminants. Choisissez principalement le contrôle des systèmes d'éclairage et d'ingénierie du bâtiment. La gamme d'appareils de contrôle est vaste: des interrupteurs classiques aux appareils et solutions absolument fantastiques que nous voyons dans certains films. L'ensemble des fonctions ici est également pratiquement illimité, cela dépend de l'imagination et des capacités du client. Naturellement, lorsque le client paie cher, cela devrait paraître cher.

Point quatre - capacités de planification. Il est pertinent pour les systèmes d'automatisation qui fonctionnent dans les immeubles administratifs et de bureaux, mais pour les maisons et les appartements privés, en raison de la popularisation de divers appareils tels que les smartphones et les tablettes, cela est également devenu populaire.

Quels sont les systèmes d'automatisation des bâtiments?

En soulevant cette question, je ne me suis pas fixé pour objectif de décrire tous les systèmes possibles. Je ne décrirai que quelques types de solutions techniques, ainsi que quelques technologies populaires en Russie sans référence à des marques spécifiques (si possible).

Systèmes de gestion divisés par leur structure:
1. Systèmes de gestion centralisés. Systèmes dans lesquels un ou plusieurs appareils centraux sont responsables du fonctionnement de l'ensemble du système dans son ensemble, et les capteurs et actionneurs agissent comme des périphériques.
2. Systèmes de gestion décentralisés. Systèmes dans lesquels chaque capteur et chaque actionneur est autonome.
En fait, cette séparation est plutôt arbitraire, car les capteurs peuvent être connectés à presque n'importe quel système distribué sous forme de périphériques, et tout système centralisé peut devenir distribué.
Les systèmes de contrôle peuvent être divisés en supports de transmission de données:
1. Paire torsadée. Le plus populaire de tous. Ce n'est pas seulement et pas tellement Ethernet. Il s'agit d'une grande variété de normes de l'industrie pour le transfert de données.
2. Ligne électrique. La transmission se fait par les lignes électriques. Il est rarement utilisé. Fondamentalement en cas de modernisation de l'installation électrique existante.
3. La chaîne radio. Le système de contrôle, construit sur le canal radio, présente plusieurs avantages, mais encore plus d'inconvénients. Il est principalement utilisé pour mettre à niveau les systèmes existants. Et a également fait ses preuves pour contrôler la lumière et les systèmes d'ingénierie dans les maisons en rondins. L'équipement n'est pas toujours certifié en Russie.

Les systèmes de contrôle sont également divisés en fonction des protocoles de transfert de données:

il existe un grand nombre de protocoles industriels et d'appareils industriels qui, en principe, conviennent à la mise en œuvre de systèmes d'automatisation à tous les niveaux, y compris à la maison, mais cet article n'en traite pas.
Chaque fabricant de systèmes domotiques considère qu'il est de son devoir de développer son système à partir de zéro et de le rendre aussi incompatible que possible avec les autres, mais il existe des systèmes qui sont développés par des organisations à but non lucratif financées par un certain nombre de fabricants d'équipements.

Donc, sur des systèmes spécifiques:

1. KNX. Le protocole a été initialement développé par l'association avec le nom EIBA, qui ne convient pas à la langue russe. L'association a été fondée en 1990. à Bruxelles par 15 fabricants. Les principales sociétés fondatrices sont Siemens, Gira, ABB, Berker, Jung. L'association s'appelle actuellement Konnex. Site Web de l'association: http://www.konnex-russia.ru. L'organisation est à but non lucratif. Objectifs: certification des équipements et formation technologique. Depuis le 1er janvier 2013, tous les droits et pouvoirs de formation des spécialistes EIB / KNX ont été transférés à la MGSU (Université d'État de génie civil de Moscou).

Description:
Supports de transmission de données: paire torsadée, ligne électrique, canal radio (868 et 433 MHz) et KNX / IP (KNX sur TCP / IP). Système d'automatisation décentralisé.
Lorsque vous utilisez une paire torsadée ou une ligne électrique comme support, une topologie de réseau gratuite est prise en charge. Les composants du système peuvent être interconnectés dans une commande gratuite. Les appareils sont alimentés via le bus d'informations. Lors de la conception sur la base d'une paire torsadée, il est nécessaire de prendre en compte la puissance consommée par le bus. Théoriquement, un système prend en charge 65535 adresses physiques, mais il existe un certain nombre d'adresses de service. Les adresses physiques sont divisées en 3 chiffres et séparées par des points selon le principe "N ° de région N ° de ligne N ° de périphérique". Il peut y avoir jusqu'à 255 appareils dans une ligne, il ne peut pas y avoir plus de 15 lignes, pas plus de 15 zones.La vitesse de transfert de données dépend du support de transmission de données. L'environnement de configuration des appareils est ETS. La 4ème version est actuellement pertinente. De moi-même, je peux ajouter que le système est assez lent,mais pour 99% des fonctionnalités qu'il fournit, ce débit de données est suffisant. Pour tout le reste, il y a Ethernet.

2. LONWorks. Le protocole a été initialement développé par Echelon. En décembre 2008, il a été adopté en tant que norme internationale ISO / CEI 14908 en 4 parties. Actuellement, la norme est prise en charge par l'association internationale LonMark. L'organisation est à but non lucratif. Objectifs: certification des équipements et formation technologique. Site Web de l'association: www.lonmark.org .
La description:
Supports de communication: paire torsadée (TP / FT-10), ligne électrique (PL-20), Ethernet (IP-852). Chaque appareil LONWorks possède son propre identifiant Neuron 48 bits unique, qui peut être utilisé comme adresse physique. De plus, chaque objet système peut avoir un nom individuel. Le nom est défini une fois lors de la création d'un objet dans le système. Il existe un système d'adressage CNP à l'intérieur duquel l'adressage est effectué selon le principe domain.network.node a également la capacité de fonctionner en mode multidiffusion. Plus de détails peuvent être trouvés dans le document.. Actuellement, un logiciel appelé OpenLNS CT est utilisé pour la configuration et la programmation. Pour travailler dans le programme nécessite Microsoft Visio (2003,2010). Pour ma part, j'ajouterai que techniquement le système LON est beaucoup plus rapide et a beaucoup plus de fonctionnalités que KNX, mais ce système est rarement utilisé comme base pour une «maison intelligente» en raison du fait que les capteurs, commutateurs, thermostats et autres composants du système que l'utilisateur final contacte effrayant comme la mort et au mieux le design industriel.

Il existe également de nombreux systèmes sur le marché qui sont produits par un seul fabricant, tels que My Home de Btchino (Legrand), LCN (Issendorff KG) et bien d'autres qui ne souhaitaient pas ouvrir de protocoles d'échange de données au sein de leur réseau. La spécificité de ces systèmes est qu'il est difficile d'y intégrer des systèmes d'automatisation tiers, en raison des interfaces fermées. Et ils ont également une quantité limitée de solutions de conception pour les contrôles.

Je veux également mettre en évidence dans un groupe spécial des systèmes et des technologies pour les salles de sondage (ou "Multiroom") tels que Crestron, AMX, Vantage Controls et autres. Ces technologies étaient à l'origine destinées aux alertes, à la voix et au divertissement multimédia, mais pour le moment ce sont de puissants systèmes d'automatisation centralisés avec des fonctionnalités très étendues et la possibilité de s'intégrer à d'autres systèmes d'automatisation.

Ici, je voudrais expliquer pourquoi seuls ces deux systèmes ont été sélectionnés et décrits. Il existe plusieurs raisons. Premier. Ces deux systèmes sont clairement axés spécifiquement sur la domotique. Le deuxième. Un grand nombre d'entreprises à travers le monde sont engagées dans le développement d'appareils pour ces systèmes, y compris des «bisons» comme ABB, Schneider Electric et Siemens. Le troisième. Une vaste sélection d'appareils avec des fonctionnalités presque illimitées. Quatrième. La compatibilité des appareils au sein du système est contrôlée par la certification par une seule organisation à but non lucratif. Eh bien, le cinquième. J'ai de l'expérience dans la conception de systèmes d'automatisation basés sur cet équipement.

La première partie est terminée. Cependant, la deuxième partie sur les fonctions standard des systèmes et la troisième sur la pratique de mise en œuvre de projets similaires sont prêtes à être publiées.
La deuxième partie deici .

Source: https://habr.com/ru/post/fr381647/