Проблемная ситуация по технологии умный дом. Индивидуальный проект по информатике "умный дом"

Сидя на диване после трудного рабочего или учебного дня, нам в голову часто приходят мысли о том, как было бы хорошо, если бы обед приготовился сам, вещи сами оказались на полках, а телевизор (или компьютер) включился бы на любимой передаче (программе).

Подобная ситуация уже много раз описывалась как в литературе, так и в кинематографе. Более того, вдохновленные этими картинами ученые и технические специалисты на сегодняшний день уже спроектировали несколько вариантов реализации подобного в жизнь.

Подобная концепция получила название «Умный дом» (Smart House). Она представляет собой специальную систему, встроенную в жилое помещение (квартиру или дом) с целью обеспечения всем жильцам безопасности, комфорта и рационального использования ресурсов.

Человек может как вручную управлять всеми встроенными функциями своего дома (напрямую или дистанционно), так и запрограммировать все действия на определенное время или на определенную ситуацию.

Полезность и функциональность умного дома сложно переоценить. «Умный дом» следит за отоплением, вентиляцией, системой освещений и экономии электроэнергии, управлением бытовых приборов, видеонаблюдением, доступом в помещение, пожарной сигнализацией и многим другим. Благодаря подобной системе человек способен управлять всей своей домашней техникой даже будучи на огромном расстоянии от своего дома. Так, выезжая с работы, вы можете заранее включить кофеварку, микроволновую печь и открыть кран в ванне таким образом, что по приезду, вас будут ждать готовый кофе, горячий обед и полная ванна.

При всем этом, дома, оснащенные такими системами могут колоссально разниться, ведь каждый проект индивидуален (по дизайну и внедренным функциям) и всегда делается под конкретного человека со своими собственными желаниями и потребностями.

Конечно, такая масштабная система достаточно дорогостоящая, однако ее уже давно могут позволить себе заказать не только самые обеспеченные люди мира. Даже на Украине можно найти компании, занимающиеся подобными вопросами.

Но эта область еще не достаточно развита в нашей стране. И, разумеется, предпринимаются все возможные меры для улучшения ситуации. В частности, подобные проекты изучают также в технических университетах Украины. Например, на территории ХНУРЭ , Харьковского технического ВУЗа, периодически проходят конкурсы, выставки, конференции, в которых время от времени участвуют студенческие проекты умных домов, продуманные и оформленные самими студентами (под руководством преподавателей).

Своей работой студенты ХНУРЭ произвели впечатление не только на внутренних мероприятиях, но и среди других украинских ВУЗов. Так в 2016 году на юбилейном конкурсе научных работ «Профессионалы будущего – 2016», проект от ХНУРЭ «Умный дом» занял третье место.

Команда ХНУРЭ (Факультет телекоммуникаций и измерительной техники ) продемонстрировали работу умного дома на основе системы датчиков слежения. Управление данной системой возможно как удаленно (через Web-интерфейс и Android-приложение), так и локально.

Подобные конкурсы проводятся между высшими учебными заведениями каждый год, и каждый год студенты получают возможность не просто изучить для себя что-то новое, но использовать это на практике в своей доработке.

Безусловно, все конкурсы и соревнования для студентов и учеников – это своего рода вызов, проверка их способностей и умений. Во многом подобные мероприятия закаляют характер и становятся источником новых идей и решений.

«Умный дом» имеет все шансы еще долго занимать умы и появляться на научных конкурсах. Так что еще не одно поколение учащихся сможет не только самостоятельно разобраться в устройстве этой системы, но и в процессе продумать, как можно обустроить собственное жилье.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОБУ гимназия №9 им. Островского

Проект по технологии

«Умный дом»

Выполнила ученица 7 «в» класса

Бегарь Анастасии

Руководитель проекта

Самчук Ю.М.

1. Поисковый этап

1.1 Обоснование выбора темы проекта

1.2 Цель, задачи проекта

1.3 Исследование. Выбор наилучшего варианта

2. Технологический этап

2.1 Технология приготовления блюд

2.2 Расчет расхода продуктов

3. Заключительный этап

3.1 Экономическая оценка проекта

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Список источников информации

1. Поисковый этап

1.1 Обоснование выбора темы проекта

На первом уроке технологии в 7 классе нам предложили ответить на вопрос: что такое комплексная система управления «Умный дом». Я набрала в поисковой системе Интернета эти слова и получила множество ссылок на сайты, которые представляют информацию об этой системе. Я изучила некоторые из них и поняла, что она основана на самых современных технологиях и действительно делает дом умным. Например, с помощью современных приборов можно управлять светом: различные датчики присутствия, движения, освещённости самостоятельно включат свет в комнатах, холлах только тогда,когда зафиксируют, что там появился человек, а потом выключат его сами. Я решила подробнее ознакомится с преимуществами такой системы и рассказать о ней родителям. В нашем доме тоже нужно установить различные приборы, а вот какие-это я постараюсь выяснить и понять.

1.2 Цель, задачи проекта

Цель проекта - изучение системы «умный дом» и рассмотреть применение элементов этой системы для нашего дома.

Задачи, которые надо решить:

1.Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета, посвящённым комплексной системе управление «Умный дом».

2.Проанализировать потребности в управлении нашим домом с помощью различных датчиков.

3.Создать список наших проблем.

4.Найти технологии, подходящие для нашего дома.

5.Определить,какими средствами для их реализации располагает наша семья.

1.3 Исследование

Я ознакомилась с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнала о том, что же входит в понятие «умный дом». Поскольку это очень сложный, но интересный для меня вопрос, я обратилась за разъяснениями к папе. Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

1)управление светом;

2)установка различных датчиков присутствия,движения,освещённости и др.

3)управление жалюзи и роль ставнями;

4)управление вентиляцией и кондиционированием;

5)управление климатом и отоплением;

6)управление интернета по всему дому (wi-fi).

Мой выбор:4)

умный дом кондиционирование сплит

2. Технологический этап

2.1 Схема

2.2 Кондиционирование

Кондиционер -- устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) -- повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

Виды кондиционеров:

Мобильные-- кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера.

Моноблочный кондиционер -- новый тип кондиционеров, для использования необходимо два отверстия в стене. Преимущества: простой монтаж и обслуживание, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы, низкий уровень шума. Недостаток: высокая цена

Оконные -- состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества: дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений в хладоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.

Сплит-системы (англ. split -- расщепление) -- состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок -- испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие.

Мульти-сплит системы -- состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Как и обычные, сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Выбор: мобильный.

3. Заключительный этап

3.1 Экологическая оценка проекта

Кондиционер не вредит здоровью. Он очищает воздух от бактерий.

3.2 Экспертная оценка и самооценка

Все мы стремимся к комфорту в нашем доме, к удобному и быстрому управлению современным оборудованием. Система «кондиционирования» была создана, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной. Думаю, что со временем всё больше семей будет заказывать установку такой системы в своём доме.

Список источников

https://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%ED%E4%E8%F6%E8%EE%ED%E5%F0 http://kupitedom.com/wordpress/author/admin/page/329/

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

История создания кондиционеров. Физиологическое воздействие окружающего воздуха. Тепловые комфортные условия. Классификация систем кондиционирования. Работа сплит-системы в условиях низких температур. Расчеты предполагаемой мощности кондиционера.

реферат , добавлен 06.12.2010


Особенности "умного дома", представляющего собой интеллектуальную систему, которая объединяет электрические приборы посредством линии управления. Интеграция систем управления: отопления, вентиляции и кондиционирования, сигнализации, контроля доступа.

презентация , добавлен 21.05.2012


Основные задачи архитектурного проектирования "умного дома" в соответствии с потребностями и пожеланиями семьи. Размещение здания в существующей застройке, его ориентация. Планировочное, конструктивное и архитектурно-образное решение жилого дома.

отчет по практике , добавлен 19.05.2015


История распространения и внедрения в производство технологии управления бытовыми приборами по проводам бытовой электросети. Примеры построения системы "умный дом", особенности строительства. Домашняя управляющая система "Master"s Control System".

реферат , добавлен 05.12.2014


Характеристики и особенности VRV и VRF систем Daikin. Схемы мультизональной системы кондиционирования воздуха. Системы вентиляции и фильтрации воздуха. Схема вентиляции кухни и санузлов жилого дома. Система кондиционирования Daikin Super Multi Plus.

отчет по практике , добавлен 11.11.2012


Идея целесообразного "разумного" использования природных ресурсов и минимизации отрицательных воздействий урбанизации на окружающую среду. Автоматизированная "начинка" "умного дома" Разработка и архитектурных форм, повышающих энергоэффективность здания.

реферат , добавлен 02.07.2013


Понятие умного (интеллектуального) здания. Системы обеспечения комфортных условий для жителей и быстрого реагирования на изменение потребностей. Интеграция в систему управления зданием систем жизнеобеспечения. Примеры интеллектуальных систем здания.

реферат , добавлен 01.12.2010


Организационно-правовая и технико-экономическая характеристика деятельности ООО "Центр-Строй". Инвестиционный проект строительства жилого дома в г. Волгограде, расчёт финансовых показателей, прогноз результатов. Оценка готовности предприятия к инновациям.

дипломная работа , добавлен 13.12.2009


Порядок проектирования канальной системы вентиляции жилого дома. Общие данные об объекте (расположение, здания и помещений). Технологический проект и технические условия. Архитектурно-плановые решения. Дизайн-проект. Генплан с вертикальной планировкой.

отчет по практике , добавлен 27.12.2016


Классификация систем кондиционирования. Функциональная схема автоматизации. Состав системы кондиционирования воздуха. Описание принципиальной электрической схемы. Функциональные устройства систем кондиционирования и вентиляции как объекты регулирования.

Предварительный просмотр:

Фестиваль творческих открытий и инициатив «Леонардо»

Научно-исследовательская работа

« Проект «Умный дом» в среде Arduino »

Подготовил:

Ливенский Вадим Николаевич,

обучающийся 6 класса

Руководитель работы:

Мельникова Татьяна Александровна,

учитель информатики

МОУ «Мантуровская СОШ»

Курск, 2017

Введение

С каждым годом тема «Умный дом» завоевывает все большую и большую популярность и, как в свое время автомобиль, интеллектуальное жилище становится не роскошью, а необходимостью. Из прежних игрушек умная автоматика перерастает в неотъемлемую часть современного дома. И с каждым годом система управления становится все сложнее и сложнее. Эта тема заинтриговала нас своей способностью делать пребывание в собственном жилище наиболее комфортным и безопасным.

Главной целью в нашей научной работе на тему «Умный дом» является исследование и рассмотрение возможности современной интеллектуальной системы управления зданием в доступной и понятной для школьников форме.

Гипотеза: Если изучить возможности системы «Умный дом», то можно реализовать их в среде Arduino на основе программного кода.

Цель: Ознакомиться с возможностями системы "Умный дом" и реализовать применение элементов системы в среде Arduino.

Задачи исследования:

• собрать необходимую информацию, посвященную комплексной системе управления "Умный дом";
• создать свой аналог элементов управления системы в среде Arduino.

Объект исследования: беспроводная связь (среда Arduino) на основе программного кода .

Предмет исследования:

• процесс управления двигателем;
• процесс управления климатом и отоплением и другими устройствами, которые можно подключить к общей системе.

Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка.

1. Понятие умный дом

Заглянем в прошлое. В давние времена жильём для человека были места созданные природой. У древних людей были дома, в пещерах. Дома даже есть на деревьях, из камней. Есть дома на севере. Это – ЧУМЫ, из кожи оленей. Существуют дома в скалах. Это очень необычно и интересно. Потом с развитием методов обработки материала, когда люди научились делать топоры и пилы - дома стали строить из дерева. Дома стали деревянные. А ведь в сказках тоже мы наблюдаем различные дома. Знаменитая избушка на курьих ножках. Замки королей и царевичей. Чем больше люди придумывали материалы и способы их строительства, тем больше рождались новые дома. Кирпичные, многоквартирные. Сейчас у людей много накоплено знаний, и они стремятся к чему-то новому. Из простых домов люди стали делать умные дома.

Умный дом (англ. intelligent building) - жилой дом современного типа, организованный для проживания людей при помощи автоматизации и высокотехнологичных устройств. Под «умным» домом следует понимать систему, которая обеспечивает комфорт (в том числе безопасность), и ресурсосбережение для всех пользователей. В простейшем случае она должна уметь распознавать конкретные ситуации, происходящие в доме, и соответствующим образом на них реагировать: одна из систем может управлять поведением других по заранее выработанным алгоритмам.

В этом случае исключается необходимость пользоваться несколькими пультами при просмотре ТВ, десятками выключателей при управлении освещением, отдельными блоками при управлении вентиляционными и отопи-тельными системами, системами видеонаблюдения и охранной сигнализации, моторизированными воротами и прочим.

По оценкам аналитиков рынок умного дома активно развивается. К 2020 году общий объем мирового рынка достигнет $51.77 млрд. В период с 2013 по 2020 года среднегодовые темпы роста рынка будут на уровне 17.74% . Основными игроки в этой отрасли за рубежом - Siemens AG (Германия), Schneider Electric SA (Франция),TELETASK (Бельгия), ABB Ltd. (Швейцария), компания Ingersoll-Rand PLC (Ирландия), Tyco International Ltd. (Швейцария), Emerson Electric Co. (США), Legrand С.А. (Франция), Crestron Electronics, Inc. (США) , Lutron Electronics, Inc. (США), Control4 Corporation (США), и др.

Объемы российского рынка значительно скромнее. В 2012 году объем рынка у нас в стране превысил 56 млн. евро или 2,3 млрд. рублей. В 2013 году по предварительным оценкам рынок вырос на 30% - до 65 млн. евро или почти 3 млрд. рублей. К 2017 году его общий объем может достигнуть 176 млн. евро или 7,9 млрд. рублей .

Концепция «умного дома», родившаяся в семидесятых годах прошлого века, была ориентирована, прежде всего, на экономию электроэнергии. В основе концепции лежало размещение в жилом доме различных датчиков, определявших, находится ли кто-нибудь в помещении, что позволяло включать и выключать свет в зависимости от наличия людей в комнате. По мере развития высоких технологий, концепция стала обрастать дополнительными возможностями.

Сегодня система «умный дом» осуществляет управление освещением , отоплением и вентиляцией, охраной и видеонаблюдением, аудио- и видеоаппаратурой, бытовой техникой, климатом в зимнем саду, поливом газона и очисткой бассейна, открытием форточек и ворот, перекрытием газа и воды в случаях аварии и т.д. Участие людей при этом сводится к минимуму.

Интеллектуальный дом хорош тем, что предлагает разумный подход к использованию энергоресурсов. Для оптимизации расходов на освещение в подсобных помещениях дома возможна установка датчиков движения, которые автоматически включают свет только в присутствии человека. Или, например, система отопления следит за тем, чтобы в ночные часы и во время отсутствия хозяев температура в доме понижалась. А система вентиляции будет включаться только периодически, с заданными временными интервалами. При этом надо помнить о том, что кроме существенной экономии денег бережное использование энергии привносит существенный вклад в решение проблем экологии. Система "умный дом" может оказать неоценимую услугу и спасти от солидных трат в случае протечек воды, утечки газа или возгорания, благодаря установленным датчикам утечки воды, датчикам затопления, детектору дыма. Ведь случайная авария может стать причиной испорченного имущества и загубленного ремонта. Интеллектуальные системы учета и контроля энергоресурсов смогут не только перекрыть воду или газ, но и вовремя сообщить о случившемся хозяину. И, конечно же, не будем забывать об охранной сигнализации, которая в случае нарушения общественного порядка позволяет передать вызов в отделение милиции.

Микроклимат «умного дома» с высокой точностью отслеживает параметры воздуха в помещениях и корректирует ее в соответствии с программой или согласно командам пользователя. Централизованное управление кондиционерами, системой отопления гарантирует комфортные условия для проживания в любое время года. Система включает принудительную вентиляцию или открывает окна для проветривания помещений.

В общих чертах, система состоит из следующих элементов:

• Специальный контроллер или компьютер (управляет всей системой)
• Множество датчиков (передают информацию контроллеру)
• Исполнительные устройства (по команде контроллера управляют различными объектами, например гаражными воротами)
• Источники питания (обеспечивают бесперебойное электроснабжение для всех элементов системы)
• Линии связи (соединяют между собой все вышеперечисленные устройства)

Система работает следующим образом. К контроллеру подключено множество датчиков и исполнительных устройств. В качестве линий связи могут быть использованы: отдельно проложенные провода, существующая электропроводка или радиоканал. Пользователь настраивает алгоритм работы контроллера под свои требования. Сотни раз в секунду контроллер опрашивает датчики, следящие за состоянием всех систем «умного дома». После опроса этих датчиков система анализирует ситуацию и в зависимости от установок, заданных ей пользователем, принимает то или иное решение. Исполнительные модули и системы получают команды и включают-выключают соответствующие устройства: освещение, систему охраны, кондиционирование воздуха, отопление, подачу воды и т.д.

Кроме автоматического режима система управляется и автономно, например, с помощью «умного» обучаемого пульта. Универсальным пультом дистанционного управления можно управлять не только телевизором и домашним кинотеатром. С его помощью легко активировать любую функцию «умного дома»: задать различные сценарии освещения , открыть и закрыть ворота, поставить дом на охрану и т.д.

Больше всего впечатляет то, что управлять системой можно,– через интернет (используя электронную почту) или мобильную связь (используя SMS-сообщения). Сидя на работе, например, можно дать команду подготовиться к вашему возвращению домой - включить систему "климат-контроля" , подогреть пол, разогреть сауну и т.п.

Важно отметить, что все инженерные подсистемы «умного дома» должны иметь возможность работать в автономном режиме. В случае, если какая-то из подсистем вышла из строя, то и вся система не сможет исправить проблему, поскольку «умный дом» является надстройкой над остальными инженерными системами.

Самые "умные" здания мира

Первым «интеллектуальным» зданием в мире стал «дом трона» японского профессора Кена Сакамуры в Токио, построенный в конце 1980-х годов. Датчики погоды открывали окна, когда дул свежий бриз, и включали кондиционер, когда становилось жарко; если радио играло слишком громко, окна автоматически закрывались, чтобы не потревожить соседей; если звонил телефон, компьютер снижал звук аудиосистемы, и так далее.

Самым известным и дорогим на сегодня ($100 млн.) стал дом, построенный в США для человека по имени Билл Гейтс, знаменитого создателя корпорации Microsoft. Это многоэтажная вилла, оснащенная самым "продвинутым" оборудованием. В здании осуществляется компьютерный контроль и управление всем инженерным оборудованием, поддерживается оптимальный микроклимат в каждом помещении. При входе в жилище каждый посетитель получает специальный электронный значок, который обеспечивает подключение ко всем информационным службам дома. В дальнейшем этот значок сообщает датчикам, где находится гость, для того, чтобы дом смог выполнить все его пожелания. В темное время суток каждого сопровождает движущаяся световая волна, при этом, чем дальше светильник находится от человека, тем меньше его яркость.

Все стены оборудованы встроенными телевизионными экранами. С помощью того же универсального пульта управления на экраны выводятся любые изображения из огромного архива картин, видеозаписей, фильмов и телепрограмм. Системы автоматического управления климатом , освещением , телефонами и множеством других электронных устройств доведены до логического совершенства, но при этом человек не становится «рабом» электронного «мозга» своего дома, поскольку в любой момент может вернуться к традиционному «ручному» управлению - рядом с электронными панелями мирно уживаются и «старомодные» выключатели.

2. Выполнение эксперимента.

В разработке проекта «Умный дом» использовалась Arduino 1.8.1

Программа Arduino - марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники , ориентированная на непрофессиональных пользователей. Программная часть состоит из бесплатной программной оболочки (IDE ) для написания программ, их компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная часть представляет собой набор смонтированных печатных плат , продающихся как официальным производителем, так и сторонними производителями. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino. Arduino может использоваться как для создания автономных объектов автоматики, так и подключаться к программному обеспечению на компьютере через стандартные проводные и беспроводные интерфейсы.

Программы Arduino можно использовать для выполнения базовых команд, таких как создание вспышек LED-устройств, или комплексных функций, таких как передача данных по Интернету. Для определенных приложений доступны различные схемы Arduino.

Эти платы расширений подключаются к Arduino посредством установленных на них штыревых разъёмов. Существует ряд плат с унифицированным конструктивом, допускающим конструктивно жесткое соединение процессорной платы и плат расширения в стопку через штыревые линейки. В концепцию Arduino не входит корпусной или монтажный конструктив. Разработчик выбирает метод установки и механической защиты плат самостоятельно.

Язык программирования

Язык программирования Arduino является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC ).

Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Простейшая Arduino-программа состоит из двух функций:

• setup() : функция вызывается однократно при старте микроконтроллера.
• loop() : функция вызывается после setup () в бесконечном цикле все время работы микроконтроллера.

Описание системы

Для электронной схемы «Умный дом» использовались следующие элементы:

Актуальность проекта

Уже давно никого не удивишь различными рассказами об интеллектуальном доме. Система «умный дом» популярна во всем мире и с каждым годом поклонников этой системы становится все больше. Понятие «умный дом» появилось в 70-х годах прошлого века. В США были разработаны технологии, которые позволяли управлять бытовыми приборами, используя провода бытовой электросети. После этого системы автоматизации были усовершенствованы, а также различные электронные компании создавали новые решения. На сегодняшний день есть большое количество разных технологий при осуществлении автоматизации зданий, благодаря которым можно установить интеллектуальную систему в любое помещение. Что же представляют собой современные системы «умный дом»? Насколько они доступны для простого обывателя? «Умный дом» - это система управления здания, которая объединяет в себе все оборудование, которое решает задачи по обеспечению безопасности, связи, развлечений, а также жизнеобеспечения. Система включает в себя различные датчики, благодаря которым поступает информация, а также из исполнительных устройств, которые приводят систему в действие. Самое главное достоинство интеллектуальных зданий – высокий уровень комфорта, который они обеспечивают жильцам. Например, управление освещением дома и придомовой территории позволяет с легкостью создавать различные световые сцены и комбинации освещения загородного участка или фасада здания в зависимости от пожелания клиента и времени суток, лишь одним нажатием кнопки на панели управления освещением. Система под названием «климат – контроль» позволяет одновременно в разных комнатах создавать условия различных климатических зон, делая атмосферу дома не только разнообразной, но и самое главное – комфортной.

Цель проекта

Ознакомиться с возможностями системы "Умный дом"

Задачи проекта

Собрать необходимую информацию по сайтам Интернета, посвященную комплексной системе управления "Умный дом".

• Проанализировать потребности в управлении вашим домом с помощью различных датчиков.

• Создать список (перечень) ваших проблем.

• Найти технологии, подходящие для вашего дома.

• Определить, какими средствами для их реализации располагает ваша семья.

Исследование

Я ознакомился с соответствующими сайтами Интернета, из которых подробнее узнал о том, что же входит в понятие "умный дом". Поскольку это очень интересный для меня вопрос, то я попросил родителей помочь мне разобраться в данном вопросе. Оказалось, что это система автоматизации домов, офисов, квартир, включающая в себя следующие компоненты:

управление светом

• установка различных датчиков присутствия, движения, освещенности и др.

• управление жалюзи и рольставнями

• управление вентиляцией и кондиционированием

• управление климатом и отоплением

• системы multiroom (распределение аудио-, видеосигналов различных источников в разные помещения)

• управление охранной и пожарной системами дома (в том числе с оповещением о происходящем по любому каналу связи)

• управление другими устройствами, которые можно подключить к общей системе

• возможность централизованного управления "Умным домом" через компьютер, Интернет, посредством пульта, мобильного телефона.

Система "Умный дом" проектируется и собирается индивидуально для каждого потребителя. Это делают профессионалы. Самостоятельно такую систему в доме сделать практически невозможно. Некоторые из перечисленных выше систем можно не устанавливать или, наоборот, добавить новые.

Выбор конкретных систем

Для уменьшения стоимости системы "Умный дом" можно устанавливать отдельные элементы. Необязательно объединять все в единое целое. Так, оборудовав в доме такие составляющие системы, как управление освещением, охранная и пожарная сигнализация, датчики от протечки воды и утечки газа, можно получить экономию электроэнергии и обеспечить защиту материальной собственности от действий злоумышленников, техногенных факторов, от влияния человеческого фактора. Управление всем этим может осуществляться с помощью пульта.

Все мы стремимся к комфорту и безопасности в нашем доме, к удобному и быстрому управлению современным оборудованием. Система "Умный дом" создается, чтобы автоматизировать управление техникой, сделать нашу жизнь более комфортной. Со временем все больше семей будут заказывать установку такой системы в своем доме.

Автоматизированное управление светом

Квартира или дом не может обойтись без системы электроснабжения. Грамотный проект, расчет нагрузок и подбор кабеля - основа этой системы. В каждом помещении имеется несколько групп освещения, приходится ставить огромную "гребенку" выключателей или использовать систему управления освещением, которая позволяет управлять сценариями от нескольких элегантных переключателей, не отличающихся по внешнему виду от обычных двух/трех клавишных. Если Вы уходите из дома достаточно нажать клавишу "все ушли", свет будет везде выключен. Система управления светом может быть элементом проекта умного дома или является самостоятельной.

Системы связи и информации

Эта сфера деятельности – инновационные технологии. Поэтому предлагаются передовые решения, которые не устареют через год: - современные марки кабеля с повышенной проводимостью; - WiFi-дублирование; - точки вывода около оборудования, которому нужен или может понадобиться выход в интернет (телевизор, Blu-ray проигрыватель, медиасервер, АV ресивер, игровая приставка, сетевое хранилище данных, точка доступа, блоки управления и мониторинга различных систем).

Комплексная система безопасности

Охрана личного пространства от незаконных посягательств, защита от пожара, затопления, протечки газа - важнейшие аспекты в создании психологического комфорта. Интуитивно понятное, русифицированное меню панели управления с планами помещений и этажей. SMS-уведомления на мобильный телефон не только при срабатывании сигнала тревоги, но и при каждой постановке на охрану или снятии. Комплексная система безопасности может быть самостоятельной системой защиты от несанкционированного вторжения и от огня, а также быть элементом проекта умного дома.

Система интегрированного управления

Система предоставляет пользователю максимальный комфорт в управлении жилым пространством вокруг него. Автоматизирует рутинные функции контролирования инженерных систем и систем безопасности. Упрощает управление всеми домашними системами путём вызова сложных последовательностей действий, простым нажатием одной кнопки, предусматривает выполнение настоящих пользовательских сценариев. Проще говоря, проект умного дома систематизирует работу невидимых помощников. Система предлагает пользователю максимальный комфорт в управлении пространством вокруг него.

Внутренний двор

Когда составляется проект «Умный дом», то создается план освещения внутренней территории двора. Управление может производиться сразу тремя способами, а именно: с помощью датчиков, по графику или посредством выключателей. Есть необходимость добавить возможность управления от сигнализации. «Умный» дом имеет возможность указать на группы освещения и время их использования. Например, до 23:00, в случае обнаружения движения, система может задействовать основное освещение на полную яркость. Тогда как после указанного времени интенсивность может быть снижена на 50%. Если хозяин прибыл после 24:00, то во дворе могут загораться только лишь дорожки.

Вход в дом

Составляя проект "Умный дом", можно учесть наличие контроллера. Он необходим для обработки информации, поступающей с экрана домофона. С человеком можно будет переговорить по любому телефону, так как каждый аппарат подключен к микро-МТС. Если дома никого нет, то изображение гостя будет немедленно отправлено на электронную почту, после чего хозяин сможет решить, пустить ли посетителя внутрь или оставить его без внимания. Отключение сигнализации будет происходить методом набора секретного кода по телефону.

Прихожая

Нельзя не обратить внимание на систему освещения в прихожей. Свет в этой части дома ночью включается автоматически. Технология избавляет хозяин от необходимости задействовать разного рода кнопки. В продаже можно найти всевозможные устройства автоматизации, они позволят проанализировать, из какой комнаты и в каком часу человек вышел в прихожую. При этом свет включается на необходимый уровень яркости. Плавное включение не приводит к частому перегоранию ламп, продлевая срок их службы. Подобные системы наиболее часто устанавливаются в проходных зонах или помещениях, которые используются достаточно редко. Проект «Умный дом» предусматривает в прихожей наличие полезного приспособления, который отвечает за выключение всего освещения постройки методом нажатии всего лишь одной кнопки. После того как она будет задействована, не придется производить обход всей территории для проверки света. Помимо прочего, нажатие данной кнопки способно вызвать выключение некоторых розеток, к которым наиболее часто подключаются пожароопасные устройства по типу утюгов.

Гостиная

Проект «Умный дом» гарантирует комфортное нахождение в самом главном помещении дома. Речь идет о гостиной, в которой должно быть много света. Здесь достаточно часто устанавливается домашний кинотеатр. Здесь наиболее часто устанавливают до 10 видов освещения. Рядом с выключателями света целесообразно расположить кнопки управления, которые отвечают за определенную световую сцену. Если семейство решило посмотреть кино, то для этого необходимо будет усесться на диван и нажать всего лишь одну кнопку. Шторы при этом закрываются, определенные группы света приглушаются, а остальные и вовсе выводятся из действия. Первые две минуты подсветка работает на 50%, тогда как по истечении этого времени она гаснет полностью. Управление обеспечивается с помощью пульта дистанционного управления.

Спальня

Это помещение должно быть одним из самых уютных. Однако и здесь имеет место быть автоматизация. Иногда хозяин ложится в кровать для того, чтобы почитать книгу, но через некоторое время понимает, что есть необходимость выключить свет, а также приглушить его в других помещениях. С системой «Умный дом» можно будет забыть об этом, так как в спальне наиболее часто располагается кнопка, которая выводит из действия все остальное освещение в доме. Для этого можно использовать радиовыключатель. С помощью данного выключателя можно управлять шторами и освещением самого помещения. В спальне целесообразно установить еще одну систему автоматизации, которая будет отвечать за температуру. Во время сна рекомендуют поддерживать ее уровень в пределах от 14 до 18 градусов. Утром вылезать из-под одеяла при прохладном внутреннем климате совсем не хочется. Система «Умный дом» способна решить данную проблему. После отбоя столбик термометра постепенно достигает необходимой отметки, а ближе к пробуждению поднимается до комфортной во время дневного бодрствования. Летом за это будет отвечать кондиционер, тогда как в зимнее время - электромагнитный клапан. Он корректирует поток теплоносителя в отопительной системе. Спальня наиболее часто снабжается специальной сенсорной панелью, отвечающей за освещение. Ее можно использовать еще и в качестве будильника. На панели время подъема может быть установлено, например, на 8:30. В 8:15 в спальне может загораться основное освещение с интенсивностью в 30% от обычного уровня яркости. В 8:30 освещение достигает стопроцентной яркости, в то же время могут автоматически открываться шторы.

Ванная комната

Необходимо позаботиться и технологичной ванной. С помощью данной системы будет удобно управлять теплыми полами. "Умный" дом без посторонней помощи самостоятельно будет выключать и включать систему. Ее можно настроить на суточную автоматическую регулировку. Включить такие полы можно будет даже по телефону, сидя в офисе, или по дороге домой из машины. Особенно удобно, если управление полами будет производиться вместе с будильником. Например, отключение может быть произведено в 23:00, а включение - за час до пробуждения.

Вывод

Исследовав все способы и варианты я пришел к выводу, что системы «Умный дом» это очень перспективное направление в развитии технического оснащения наших современных домов. Из-за большой загруженности человеку иногда не хватает времени и сил на выполнение тех или иных действий и здесь на помощь могут прийти достижения современных инженеров и облегчить жизнь, а также сэкономить бюджет.

ПРОЕКТ ПО ТЕМЕ

«УМНЫЙ ДОМ»

по предмету «Технология»

Выполнил ученик

7 «Д»класса

Прокофьев Александр

1. Проблем можно установить сразу несколько.
первое - Как сократить время затраченное на бытовые дела до минимума? Чтобы потратить его с пользой, например, выучить уроки, почитать книгу, побыть с семьёй и т.д. В наше время бытовые дела могу отнимать чересчур много важного времени.
второе - Как помочь тем, кто в принципе не может выполнять бытовые дела? Например, инвалиду (или напишите ограниченным по физическим возможностям людям) может быть трудно подмести пол, да и ему вообще не до него. Может человек без рук, тогда как он сам приготовит себе еду? Очень важно решить проблему не способности инвалидов выполнять обычные бытовые дела самостоятельно.
также это может помочь родителям маленьких детей или самим детям.
ребенок сам может включить свет если ему нужно при помощи голоса. Не нужно заставлять ребенка после школы - еда сама уже готова
третье - как ни странно, одиночество. Не женатым людям, которые живут одни, или даже женатым, но без детей, да и вообще всем нам, иногда может стать одиноко. Умным дом может решить даже проблему чувства одиночества в пустой квартирке.
2. цели проекта вытекают из поставленных проблем. Наша цель - решить их.(И возможно подзароботать, но всем знать это не обязательно))
3. задачи вытекают из целей

задачи для первой цели
создание "умных" бытовых приборов
(их работа должна быть автоматизирована, то есть не требовать участия человека)
конкретно: на кухне это все приборы должны сами готовить еду, лишь спрашивать о том, что именно приготовить
на балконе самополевающиеся и самоудобряющиеся растения
(в зале или в комнате. без разницы. цветочки везде полезны, но рассада уместней на балконе))
в комнате должен быть "умный" полесос работающий по одному нажатию
освежитель\увлажнитель воздуха который следил бы за температурой и влажностью воздуха
освещение работающие на голосовую команду (включить свет\выключиь или как пожелает хозяин дома) (выключатель также будет иметься)
все приборы связанны и каждый из них помогает каждому
например данные от освежителя воздуха помогут для разведения растений, как и данные от приборов освещения чтобы знать точное количество света полученное растениями
необходима система общения с человеком даже если его нет дома.
это всё сократит время на бытовые дела

задачи из второй цели:
Для помощи людям с ограниченными возможностями или детям можно создать специальные дополнительные приборы
для детей: коляска которая сама убаюкивает детей. игрушки которые следят за состоянием ребенка и помогают ему развиваться.
для инвалидов: в зависимости от их ограничения
для человека без рук можно сделать автомат который давал бы ему еду
для человека без слуха - экран при помощи которого можно было бы с ним общаться
и всё же людей с ограниченными возможностями скоро станет меньше, у не зрячих будет зрение лучше чем у обычного человека, у без руких протезы сильнее обычных и прочнее рук
поэтому эта проблема будет актуальна не долго, но наш проект - один из вариантов временного её решения

задачи для третьей цели
как уже было сказано важно чтоб между умным домом и человеком всегда была возможность общаться, даже на далёких расстояниях
представьте что вы едите домой и пишите своему умному дому о том что вы вернетесь попозже. Компьтер поймёт это как команду отбоя для готовки еды и освежителя. Зачем готовить если вы придете позже и зачем там теплый воздух если вас там нет? незачем... Нужно экономить электроэнергию) но теперь представьте что вы пишете не умному дому, а... виртуальной подруге. Или героине своего любимого сериала\ мультфильма. Или даже питомцу. Мелочь, а приятно если вам отвечает прекрасная милая девушка или любимый кот)
также стоит чтобы в комнатах был проектор голограммы (или просто с экрана) образа вашего умного дома
при чем если в доме несколько жителей то этот образ для каждого свой
4 исследование состоит в том чтоб проверить как приборы справятся со своими целями
5 конкретные системы вроде как уже выбрали)
6 по результатам исследования даём оценку своим трудам плюс оценка испытуемых
если что то не так - исправляем и доводим до совершенства
готово