Система умного дома своими руками – концепция на сборку и реализацию

Система умного дома своими руками – концепция на сборку и реализацию

Существует ли возможность реализовать конструкцию система умного дома своими руками, посредством имеющейся на рынке электроники? Да, конечно, потому как рынок электронных компонентов позволяет недорого приобретать практически всё необходимое для такого дела. Реализованная система успешно управляется через компьютер, мобильное устройство и панель оператора через сеть Интернет. Рассмотрим концепцию устройства на применение, которая состоит из двух частей, включая программное обеспечение и оборудование.

Система умного дома своими руками – концепция

Предлагаемая к реализации система оборудования умного дома под устройство своими руками выстраивается на основе нескольких базовых компонентов:

  • Программируемый логический контроллер (Delta DVP28SV + инструкция pdf) ,
  • Ethernet-модуль DVPEN01-SL,
  • сенсорная панель оператора DOP-AS35THTD,
  • датчики,
  • исполнительные механизмы,
  • электронные схемы.

Под функциональное применение в системе умный дом своими руками используются семь цифровых входов ПЛК из шестнадцати существующих, плюс одиннадцать цифровых выходов из двенадцати. Блок-схема модуля ПЛК показана на картинке ниже. Используемые входы / выходы ПЛК прописаны в таблице:

Входы Назначение Выходы Назначение
Х0 Жилая комната Y0 Жилая комната
Х1 Спальная Y1 Спальная
Х2 Кухня Y2 Кухня
Х3 Холл Y3 Холл
Х4 Входная дверь Y4 Режим экономии
Х5 Газ и дым Y5 Сигнализация
Х6 Датчик движения Y6 Нагрев
Х7 Датчик температуры Y7 Охлаждение
 — Y11 Датчик движения
 — Y12 Газ и дым
 — Y13 Входная дверь

Фактически система умного дома своими руками содержит функциональные модули, которые условно можно разделить на три отдельно взятых подсистемы:

  1. Управление освещением,
  2. Управление безопасностью,
  3. Управление кондиционированием воздуха.

Управление системными модулями осуществляется через панель оператора, которая имеет связь с мобильным устройством и ПЛК через модуль Ethernet. Посредством осветительного модуля осуществляется управление освещением гостиной, спальни, кухни и холла.

Как работает система умного дома своими руками?

Когда система умного дома, сделанная своими руками, включена, информация по освещению жилых комнат считываются и записываются в базу данных. Затем полученные сведения передаются на пользовательский интерфейс.

Здесь обеспечивается наблюдение пользователем текущей обстановки внутри комнат, а также изменения состояния освещения при необходимости. Энергосберегающий режим через датчики света отключает ток в помещениях, которые не используются.

УМНЫЙ XIAOMI

Система умного дома своими руками - структурная схема классической концепции
Структурная схема, которую имеет классическая система умного дома: 1 – пользовательская часть (инструменты); 2 – сеть Интернет; 3 – сервер; 4 – ПЛК (программируемый логический контроллер); 5 – панель управления; 6 – объект недвижимости

Модулем безопасности системы умного дома своими руками выполняется проверка:

  • утечки газа,
  • возникновения пожара,
  • попыток проникновения в дом,
  • контроль входных дверей.

Когда сигнал обнаруживается датчиками газа и дыма системы умного дома, запускается схема сигнализации. Пользователь информируется о ситуации через пользовательский интерфейс.

Так, если постороннее лицо, пытающееся проникнуть на контролируемую территорию, обнаруживается датчиком движения, активируется видеокамера. Отснятые кадры отправляются владельцу недвижимости, в том числе на электронную почту или по другим, ранее определенным контактам.

Одновременно снятые камерой кадры демонстрируются в пользовательском интерфейсе. Контрольный датчик на двери в случае обнаружения вторжения через входную дверь, активирует цепь сигнализации.

ETHERNET

Система умного дома своими руками + модуль Ethernet DVPEN01-SL
Таким выглядит внешне модуль Ethernet DVPEN01-SL, также являющийся частью обустройства дома, выступающий в качестве коммуникационной электроники

Ещё один модуль – контролирующий систему кондиционирования воздуха, применяется для обеспечения комфорта внутри жилища. Благодаря датчику температуры с диапазоном измерения -55°C / +150°C, внутри дома умная система контролирует температурный режим в реальном времени, с последующей передачей на пользовательский интерфейс.

Владельцу недвижимости доступно установить оптимальный предел внутренней температуры в доме. С учётом настройки охлаждение активируется, когда температура в доме выше установленного значения, соответственно, обогреватель активируется, когда температура опускается ниже установленного значения.

Оборудование + программное обеспечение системы умного дома

Под реализацию работающего и достаточно эффективного проекта умного дома, в целом потребуется следующее оборудование:

  1. Персональный компьютер.
  2. Видеокамера.
  3. Платы электронных схем.
  4. Реле.
  5. Источник питания ПЛК.
  6. Модуль Ethernet (DVPEN01-SL + инструкция pdf).
  7. ПЛК модели DVP28SV или подобный.
  8. Аналоговый модуль (DVP04AD-S + инструкция).
  9. Модем.
  10. Панель оператора DOP-AS35THTD.

Для управления интеллектуальным домом через Интернет в режиме реального времени построена простая и удобная инфраструктура на основе архитектуры клиент / сервер. Эта инфраструктура состоит из клиентского программного обеспечения, серверного программного обеспечения и раздела базы данных.

ПАНЕЛЬНЫЕ

Система умного дома своими руками + операторские панели серии DOP
Операторские панели серии DOP, пригодные для использования в составе конструкции системы умного дома, представлены на рынке обширным ассортиментом

Клиентское программное обеспечение представляет веб-интерфейс, посредством которого пользователю доступно управлять системой умного дома через Интернет. Основная задача клиентского программного обеспечения, работающего на сервере, — это управление устройствами освещения, вентиляции и безопасности, размещенными в составе объекта недвижимости.

Клиентское программное обеспечение работает на изменения, сделанные с помощью DLL (библиотеки динамической компоновки), в частности, библиотека DMT, входящая в набор «Delta Modbus». Можно получить доступ к входам и выходам, регистраторам, дополнительным реле и памяти дельта-ПЛК с помощью методов, зарезервированных для пользователя через DLL с именем DMT.

Библиотека импортируется в клиентское программное обеспечение. Пользователям нужен компьютер, планшет или мобильное устройство с доступом в Интернет и подключения к системе. Управляющее программное обеспечение хранится на сервере, посредством которого обеспечивается вся связь системы умного дома.

АНАЛОГОВЫЙ

Система умного дома своими руками + аналоговый модуль DVP04AD-S
Аналоговый модуль DVP04AD-S – электронный блок, также необходимый для включения в концепцию создания системы умного дома своими руками

Сервер работает дуплексом. Записывает команды, полученные от системы умного дома в базу данных, и отправляет записанные команды управления из базы данных на умный дом через ПЛК.

База данных вступает в дело именно в этой части. Все настройки и операции, связанные с системой умного дома, фиксируются в базе данных. Отчёты о состоянии системы умного дома выдаются в зависимости от запроса пользователя и времени.

Для клиентского и серверного программного обеспечения используется, как правило, язык программирования C#, а для базы данных программа SQL-сервера. Эти три подразделения постоянно взаимодействуют друг с другом, несмотря на участие в различных задачах и процессах. Взаимодействие между модулями и разработанной системной архитектурой показано на блок-схеме ниже.

Управление системой умного дома через web-интерфейс

Интеграцию с пользователем обеспечивает web-интерфейс, предоставляющий технические возможности формирования и выполнения необходимых операций системы умного дома. Пользователь получает актуальную информацию по объекту недвижимости в режиме реального времени через web-интерфейс.

Пользователю открывается доступ ко всем помещениям здания, где предусмотрен контроль с помощью цифрового оборудования:

  • температуры внутри комнат,
  • движения в округе и внутри,
  • появления газа или дыма,
  • блокировки входных и других дверей.

Устройство web-интерфейса предполагает составную конструкцию из трёх частей:

  1. Домашняя страница пользователя,
  2. Страница управления пользователем.
  3. Страница отчётов.

Пользователь входит в систему через идентификацию логином и паролем. Кроме того, предварительно занесённые в базу данных пользователи также могут работать как зарегистрированные персоны.

Часть концепции, что интегрируется с пользователем, выступает страницей управления. Эта страница работает динамически, реагируя на любые изменения, проводимые через интерфейс. Таким же образом передаются команды, задаваемые на странице управления.

Используя страницу управления, пользователю доступно управлять устройствами домашнего освещения, приборами обеспечения безопасности, оборудованием кондиционирования воздуха в комнатах и другими процессами.


При помощи информации: ResearchGate