Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Суфиянова А.Н. 1 Зарипов Д.М. 1

---

1 ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

В данной статье рассматривается сравнительная характеристика предлагаемых готовых решений по построению систем интеллектуального жизнеобеспечения помещения и описывается альтернативный вариант платформы, объединяющий в себе одновременно несколько протоколов. Связь с объектом проектируемой системы реализуется через облачное хранилище, на котором прописываются сценарии поведения устройств, установленных на объекте. С помощью создаваемой платформы у пользователя появляются возможности самостоятельно создать систему, подключить к ней все необходимые устройства, прописать сценарии их поведения и дистанционно контролировать и получать всю необходимую информацию о состоянии объекта, находясь за пределами автоматизируемого объекта. Для реализации аппаратно-программной архитектуры предполагается использовать платформу, основанную на применении облачных технологий, в качестве интеграции всех информационных потоков с объекта, организации анализа и предоставления мобильных приложений для управления объектом. Сбор и передача данных на платформу будет осуществляться с помощью датчиков, поддерживающих различные протоколы связи. Связь между шлюзом с управляемыми объектами и датчиками будет осуществляться с помощью беспроводных технологий, основанных на популярных протоколах ZWave, ZigBee, Bluetooth Low Energy, позволяющих организовать самовосстанавливающуюся сеть.

Статья в формате PDF

0 KB

системы интеллектуального жизнеобеспечения

умный дом

облачное хранилище

платформа

датчики

1. Байгозин Д.В., Первухин Д.Н., Захарова Г.Б. Разработка принципов интеллектуального управления инженерным оборудованием в системе «Умный дом» // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 313. № 5. С. 168–172.

2. Егунов В.А., Ал-Саади Х.А. Управление «Умным домом» с использованием беспроводного канала связи // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2014. № 6 (133). С. 73–75.

3. Найдич А. «Интернет вещей» реальность или перспектива? [Электронный ресурс]. URL: http://compress.ru/article.aspx?id=24290 (дата обращения: 11.09.2019).

4. Черняк Л. Интернет вещей: новые вызовы и новые технологии // Открытые системы. 2013. № 04. [Электронный ресурс]. URL: https://www.osp.ru/os/2013/04/13035551 (дата обращения: 11.09.2019).

5. Николаев П.Л. Архитектура интегрированной в облачную среду системы управления Умным домом // Программные продукты и системы. 2015. № 02. С. 65–69.

Создание информационной системы интеллектуального жизнеобеспечения помещения является новым направлением промышленной автоматизации, которую также еще называют «Smart house», или «Умный дом».

«Умный дом» – современное здание, в котором все бытовые приборы, системы жизнеобеспечения и безопасности объединены в единую комплексную информационную систему. Данная информационная система способна обеспечить безопасность и максимальный комфорт всем обитателям дома или здания [1, 2].

Основная цель внедрения данной информационной системы заключается в повышении комфорта с помощью автоматизации обычных рутинных задач, то есть дистанционном управлении всеми имеющимися подсистемами: освещением, кондиционированием, водоснабжением, системой мультирум, а также безопасностью всего помещения – в случае отсутствия человека в здании.

Автоматизированное управление оборудованием даёт ряд неоспоримых преимуществ на всех уровнях вне зависимости от глубины внедрения:

• снижение расходов потребления электроэнергии – пользователь может самостоятельно указать, когда устройство должно функционировать;
• контроль расхода воды, электроэнергии, газа – находясь вдали от дома, пользователь удаленно может снимать показания с приборов;
• увеличение безопасности – в случае проникновения в помещение пользователь получит всю необходимую информацию о проникновении через датчики открытия/ закрытия окон и дверей, а также камер;
• контроль состояния и функционирования оборудования – пользователь, находясь вдалеке от дома, может удаленно включить нужный кухонный прибор;
• упрощение управления системой в целом;
• предупреждение и предотвращение чрезвычайных ситуаций – в случае возникновения пожара, затопления и т.п. пользователь может удаленно получить всю необходимую информацию напрямую от устройства [1].

Концепция построения системы

Спрос на информационные системы автоматизированного управления оборудованием с каждым годом активно увеличивается. Специалисты в данной области предлагают различные решения. На текущий момент на рынке можно встретить устройства со встроенными модулями для сопряжения с каналами связи и модулями для дистанционного управления, осуществляемого через мобильное приложение. Такие производители, как Redmont, Xiaomi, Триколор, Ростелеком, Уфанет, предлагают свою платформу и датчики для построения системы «Умный дом».

После проведения анализа технических характеристик и особенностей подключения системы были обнаружены следующие недостатки:

1. Не все производители позволяют пользователю корректировать сценарий работы оборудования.

2. К системе «Умный дом» можно подключать только оборудование и датчики от самого производителя, что может значительно сказаться на стоимости самого комплекта.

3. Только у двух из пяти производителей, приведенных в примере, есть возможность контролировать поведение системы напрямую через браузер.

4. В трех из шести рассматриваемых платформ предусмотрена возможность подключения приборов учета воды, газа, электроэнергии.

5. Стоимость датчиков, предлагаемых производителями, обеспечивающих только безопасность объекта, завышена, и не каждый будет согласен потратить запрашиваемую сумму.

6. У большинства производителей ограниченный набор датчиков, вследствие чего пользователю не удастся обеспечить максимальную защиту своего дома.

Основной концепцией данной работы, исходя из вышеописанных недостатков готовых систем, стала реализация концепции «Интернет вещей» в системе «Умный дом» [3].

Применение в информационной системе интеллектуального жизнеобеспечения концепции «Интернет вещей» реализуется путем передачи всех данных с датчиков, установленных внутри помещения, в облачное хранилище, а также связь с ними, путем прописывания определенных сценариев действий на самом облаке. Таким образом, пользователь системы имеет возможность удаленно контролировать состояние помещения, с помощью полученных данных от датчиков или устройств и задавать определенные команды для выполнения [4]. Помимо этого у пользователя появляется возможность решать самостоятельно, какое оборудование необходимо подключить к информационной системе интеллектуального жизнеобеспечения, не опираясь на модели устройств, предлагаемые самим производителем.

Преимущества применения облачных технологий в системе «Умный дом»:

• Безопасность – в любой точке мира пользователь может удаленно контролировать состояние своего дома или офисного помещения с помощью различного рода датчиков (датчиков задымления, открытия/закрытия дверей и окон и т.п.) и камер;
• Гибкость системы – при подключении нового устройства, так как не потребуется перенастройка всей информационной системы, достаточно лишь подключить оборудование к интернету.
• Комфорт – с помощью сценариев действий, которые можно создать самостоятельно в облачном хранилище, пользователь может прописать действия для выполнения самим домом так, как ему будет необходимо;
• Единый интерфейс – управления всеми внутренними подсистемами, в случае использования устройств от разных производителей, использующие разные протоколы.

Аппаратное обеспечение, технические характеристики

Построение «Умного дома» невозможно без системы управления им. Рассмотрим несколько уровней автоматизации, применяемых к разрабатываемой системе [5]:

1. Уровень удаленного контроля через программное обеспечение.

2. Уровень обеспечения удаленного управления.

3. Уровень автоматического управления.

4. Уровень конечного оборудования.

Таблица 1

Сравнительная характеристика существующих на рынке решений от производителей, предлагающих систему «Умный дом»

Библиографическая ссылка