Thực đơn
trang chủTiểu sử

Mười và một cách nữa để kiểm soát một ngôi nhà thông minh. Các thành phần của hệ thống nhà thông minh, mục đích và nguyên lý hoạt động của chúng

Một người luôn nỗ lực cải thiện và hiện đại hóa ngôi nhà của mình. Chính sự phát triển của hệ thống “ngôi nhà thông minh” giúp có thể tự động hóa càng nhiều càng tốt tất cả các quy trình có thể xảy ra trong đó. Nhờ đó, sự thoải mái và an toàn của một căn hộ hoặc ngôi nhà đạt được. Nghĩa là, ngôi nhà thông minh là một thiết bị hệ thống điều khiển tích hợp đa chức năng, có thể hoạt động cả tự động (hoàn toàn tự động) và thủ công. Gần đây, bộ thiết bị này ngày càng trở nên phổ biến dù có giá thành khá cao. Trái tim của bất kỳ ngôi nhà thông minh nào được gọi là bộ điều khiển, biến toàn bộ cơ chế phức tạp này thành một mạng duy nhất và chính điều này giúp phân biệt nó với tự động hóa thông thường dựa trên các thiết bị điện tử.

Một ngôi nhà thông minh bao gồm những gì?

Ngày nay có rất nhiều sửa đổi và cấu hình của hệ thống điều khiển nhà thông minh, nó phụ thuộc vào:

  • Chủ nhà muốn đạt được mục tiêu gì?
  • Cơ hội vật chất;
  • Kích thước và chức năng của ngôi nhà.

Trong mọi trường hợp, các thành phần chính của hệ thống là:

  1. Bộ điều khiển hoạt động như một cơ chế hướng dẫn và điều chỉnh giữa bộ điều biến đầu vào và đầu ra. Tức là phần kết nối chính giữa người quản lý và quy trình mong muốn;
  2. Hệ thống mở rộng truyền thông bao gồm tất cả các loại bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch, mô-đun GPS/GPRS;
  3. Các thiết bị chuyển mạch mạch điện sử dụng chúng để bật hoặc tắt cơ chế hoặc thiết bị mong muốn. Đây là rơle, nguồn điện, các bộ điều chỉnh độ sáng khác nhau;
  4. Cảm biến và cảm biến, cũng như các dụng cụ đo lường theo nhiều hướng khác nhau. Họ có thể đo chuyển động, nhiệt độ, độ bão hòa ánh sáng, độ ẩm, v.v.;
  5. Các phần tử mà qua đó toàn bộ hệ thống hoặc các bộ phận của nó được điều khiển trực tiếp;
  6. Các cơ chế thực hiện tín hiệu từ bộ điều khiển, nghĩa là chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu tương ứng với thiết bị đã chọn. Đó là động cơ thông gió, cửa chớp lăn, van cấp nước, thiết bị chiếu sáng, bộ phận làm nóng, v.v.

Bộ điều khiển điều khiển là gì?

Trung tâm của hệ thống này, bộ điều khiển không chỉ quản lý tất cả người tiêu dùng và thiết bị có trong hệ thống nhà thông minh mà còn gửi báo cáo cho chủ sở hữu về trạng thái của thiết bị này hoặc thiết bị kia vào lúc này. Nó có thể được lập trình để thực hiện các hành động khác nhau trong khoảng thời gian mong muốn hoặc theo lịch trình chuyển đổi đã được phê duyệt. Toàn bộ hệ thống nhà thông minh có thể hoạt động tự chủ, nghĩa là không cần sự can thiệp của con người, giao tiếp với nó diễn ra theo nhiều cách thông qua:

  • Mạng máy tính;
  • Điện thoại di động;
  • Bằng máy phát vô tuyến.

Việc lựa chọn bộ điều khiển phải được thực hiện tùy thuộc vào kiến ​​trúc của hệ thống điều khiển. Nghĩa là, toàn bộ phức hợp có thể là:

Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển

Nguyên lý hoạt động cơ bản của toàn bộ hệ thống nhà thông minh dựa trên sự tự động hóa và kiểm soát tất cả các quá trình diễn ra trong đó. Ban đầu, tất cả các điều khiển được cấu hình để bật và tắt một cách độc lập một số cơ chế giúp đơn giản hóa cuộc sống của một người trong nhà. Bộ điều khiển nhà thông minh có thể thực hiện và điều khiển các tác vụ có trong chương trình của nó hoặc do người dùng đặt trước đó. Trong trường hợp này, cần có phản hồi giữa người quản lý ngôi nhà và người kiểm soát. Tất cả các hệ thống hoạt động với bộ điều khiển đều có một hoặc một nhóm cảm biến và do đó người dùng chỉ có thể chọn chế độ hoạt động hoặc đơn giản là tắt hoạt động tự động của chúng. Nhưng tất cả thông tin được cung cấp từ bộ điều khiển hữu ích đến mức nào vẫn là một câu hỏi. Vì một số trong số chúng có thể không thú vị đối với một người bình thường không tìm hiểu chi tiết về hoạt động của hệ thống. Vì vậy, trong quá trình thiết lập và lắp đặt toàn bộ hệ thống nhà thông minh, chủ sở hữu phải quyết định mức độ tự động hóa của nó. Ví dụ, vì không phải ai cũng cần biết áp lực nước trong đường ống nước lạnh chính hoặc điện áp trong mạng.

Các loại hệ thống truyền thông

Giao tiếp để điều khiển hệ thống khá phức tạp này là một thành phần quan trọng. Có một số loại giao tiếp chính:

  • Không dây cục bộ. Loại liên lạc này có phạm vi giới hạn và được thực hiện bằng tín hiệu vô tuyến, Wi-Fi hoặc trong trường hợp nghiêm trọng là Bluetooth. Việc kiểm soát được thực hiện từ mọi nơi trong phòng hoặc thậm chí là khu vực địa phương. Tuy nhiên, nếu ngôi nhà nhiều tầng và cũng được làm bằng vật liệu có chức năng che chắn (bọc bằng sắt hoặc thậm chí bao gồm các tấm bê tông có cốt thép), thì các thiết bị đặc biệt hoặc điểm vô tuyến bổ sung sẽ được lắp đặt để khuếch đại tín hiệu không dây;
  • Giao tiếp không dây từ xa. Điều này có thể thực hiện được nếu bộ điều khiển nhà thông minh được kết nối với mạng toàn cầu hoặc hệ thống mở rộng liên lạc cung cấp khả năng truy cập liên tục vào chúng. Đây là các mạng như GSM/GPRS, bất kỳ mạng Internet di động nào. Nghĩa là, ngay cả khi không có Internet, bạn có thể gửi hoặc nhận SMS tới điện thoại của mình về trạng thái của một hệ thống cụ thể do bộ điều khiển kiểm soát. Thiết bị liên lạc chính là điện thoại (smartphone), máy tính bảng hoặc máy tính xách tay.
  • Có dây cục bộ. Đây là một trong những phương pháp lạc hậu và lỗi thời nhưng vẫn có độ tin cậy tốt. Giao tiếp xảy ra thông qua cáp, cặp xoắn hoặc dây điện. Bất kỳ bộ điều khiển nhà thông minh trung tâm hoặc khu vực nào cũng có kết nối như vậy. Việc mở rộng thông tin liên lạc và chức năng xảy ra bằng cách sử dụng một công tắc, tạo ra một số nhánh. Việc điều khiển được thực hiện bằng cách nhấn các nút trên bảng điều khiển, nó có thể là cảm ứng hoặc cơ học. Nhưng đôi khi bạn có thể thực hiện kết nối thông qua máy tính, nhưng điều này không thuận tiện lắm và mất tính di động trong điều khiển.
  • Phương pháp điều khiển từ xa có dây. Đây là một phương pháp khá tốn kém vì nó liên quan đến việc đặt một lượng lớn sản phẩm cáp. Và bộ điều khiển càng ở xa thì kết nối của nó với bộ điều khiển càng gặp nhiều vấn đề. Thông thường, phương thức liên lạc này không được sử dụng cho tư nhân mà dành cho các tổ chức và cơ quan chính phủ để quản lý các quy trình đơn giản trong các tòa nhà và khu vực xung quanh. Nó được sử dụng cực kỳ hiếm khi để sử dụng tại nhà.

Nghĩa là, các thiết bị thực hiện điều khiển trực tiếp thường được bao gồm trong bộ sản phẩm. Chúng là bảng điều khiển đồ họa có nút ấn hoặc đầu vào cảm ứng và chúng cũng có thể là bộ điều khiển từ xa được điều chỉnh theo tần số vô tuyến của máy phát. Tất nhiên, các thiết bị điều khiển như điện thoại di động, máy tính hay máy tính bảng phải được mua riêng. Giao tiếp và điều khiển thông qua chúng diễn ra bằng cách sử dụng phần mềm điều khiển được phát triển đặc biệt, cung cấp khả năng truy cập từ xa qua Internet.

Tùy chọn cấu hình cơ bản

Không ngừng phấn đấu để hoàn thiện và tự động hóa, con người ngày càng phát minh ra nhiều cơ chế mới cho việc này. Mong muốn này cũng nhằm mục đích giảm kích thước của thiết bị mà không làm mất đi các tính năng chức năng của chúng.

Đối với bộ điều khiển điều khiển các cơ chế và cho toàn bộ hệ thống nhà thông minh có những yêu cầu cơ bản:

  1. chủ nghĩa tự động;
  2. tự kiểm soát;
  3. sự kiểm soát rõ ràng, không mắc sai lầm.

Các tùy chọn cấu hình cho bất kỳ hệ thống nào như vậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố đã được đề cập ở trên, đây là các tùy chọn cho các hệ thống có thể được kết nối với bộ điều khiển:

  1. Điều chỉnh và kiểm soát ánh sáng cả trong phòng và khu vực địa phương cũng như ở những nơi có công trình kiến ​​​​trúc;
  2. Hệ thống kiểm soát khí hậu (điều hòa không khí, thông gió, sưởi ấm);
  3. Đóng và khóa cửa ra vào, cổng và cửa sổ;
  4. Hệ thống âm thanh, tivi, rạp chiếu phim tại nhà;
  5. Điều khiển rèm, mành, mành che nắng;
  6. Hệ thống cấp nước;
  7. Cho thú cưng và cá cảnh ăn.

Nghĩa là, tất cả phụ thuộc vào mong muốn của khách hàng và khả năng vật chất của anh ta.

Các thương hiệu điều khiển phổ biến

Chất lượng thực thi lệnh và chức năng của bất kỳ hệ thống nhà thông minh nào phụ thuộc trực tiếp vào bộ điều khiển và nhà sản xuất của nó.

Bạch Dương

Bộ điều khiển nhà thông minh sửa đổi PLC 100 này là một giải pháp cơ bản. Một tính năng đặc biệt trong đó là việc sử dụng giao thức Modbus. Chính anh là người tổ chức trao đổi thông tin giữa các kênh liên lạc. Bộ điều khiển "Bạch Dương" được thiết kế để sử dụng và tạo ra các hệ thống tự động cho các tòa nhà dân cư và nhà nhỏ không quá hai tầng, hệ thống chiếu sáng đường phố, hệ thống sưởi sàn và thiết bị báo động. Bộ điều khiển logic được kết nối với bảng vận hành và thiết bị đầu vào/đầu ra thông qua giao diện RS-485. Việc lập trình được thực hiện bởi chính chủ sở hữu, tất nhiên nếu anh ta có mong muốn như vậy. Menu bao gồm sáu khối điều khiển thông tin, mỗi khối chịu trách nhiệm cho một phân đoạn cụ thể. Có chức năng gửi SMS bằng phần tử điều khiển GSM. Thông báo xảy ra trong trường hợp khẩn cấp về nguồn điện hoặc trục trặc mạch điện của từng bộ phận chính của hệ thống nhà thông minh.

VeraEdge

Mô hình gia đình Vera nổi bật bởi lượng lớn lòng tin của người dùng do thiết bị của họ đã được sử dụng trong ngành này trong nhiều năm. Ưu điểm chính của mô hình này là:

  • Hiệu suất cao;
  • Công thái học;
  • Sự nhỏ gọn;
  • Độ tin cậy.

Các nhà phát triển đã sử dụng một nền tảng mới ở đây cung cấp các chỉ số hiệu suất cao được gọi là SoC, tần số của nó là 600 MHz và RAM được tăng lên 128 MB. Sự đổi mới chính được thực hiện trên chip Z-Wave Plus, đây là thế hệ thứ năm của những con chip này. Người dùng có thể đồng thời giám sát và điều khiển các cơ chế, số lượng cơ chế này đã tăng lên 200 thiết bị. Bộ điều khiển VeraEdge được trang bị mô-đun giao tiếp qua Wi-Fi. Một trong những nhược điểm mà bất kỳ hệ thống nào vẫn mắc phải là thiếu bộ cấp nguồn liên tục tích hợp, có thể mua và lắp đặt thêm.

Arduino

Bộ điều khiển Arduino cung cấp một giải pháp khá khác thường nhưng khá hợp lý để điều khiển một ngôi nhà thông minh. Một số thợ thủ công dễ dàng thực hiện kết nối và lắp đặt bằng tay của mình, điều này có thể thực hiện được do dễ dàng làm việc với nó. Bộ điều khiển logic có kích thước rất nhỏ. Và cũng bao gồm các cảm biến, cảm biến và tất cả các loại chỉ báo. Các nhà phát triển gần như đã cố gắng tối ưu hóa thiết bị đến mức hoàn hảo. Tất cả các cảm biến đều có giao tiếp không dây và được đặc trưng bởi các lỗi tối thiểu khi vận hành và các bộ điều khiển được sử dụng có hình thức khác thường, với một trang web tiện lợi và độc đáo. Nó cũng có sẵn dưới dạng một ứng dụng di động.

Siemens

Những hệ thống chất lượng này của Đức không chỉ được sử dụng để tự động hóa các hệ thống trong cuộc sống hàng ngày mà còn trong sản xuất và công nghiệp. Bộ điều khiển của công ty này được đại diện bởi dòng LOGO, có liên quan đến việc tạo ra một “ngôi nhà thông minh”. Đây là mô hình hai thành phần truyền thống. Một trong số đó được chế tạo dưới dạng bàn phím có màn hình và là hệ thống đầu vào/đầu ra, còn hệ thống thứ hai cho phép bạn thực hiện các thao tác và kết nối với bộ điều khiển thông qua giao diện có dây tiện lợi và đáng tin cậy. Công ty cũng cung cấp sự phát triển độc lập của một số chế độ vận hành nhất định, có đính kèm chương trình Soft Comfort đặc biệt. Khi LOGO được sử dụng làm bộ điều khiển trung tâm, nó có thể được sử dụng để tạo ra toàn bộ thuật toán vận hành mạch. Những giới thiệu và sửa đổi mới liên tục cải thiện hiệu suất của thiết bị này.

Ưu và nhược điểm của bộ điều khiển

Ưu điểm không thể chối cãi của việc sử dụng bộ điều khiển để kiểm soát ngôi nhà hoặc cơ sở là nhằm giải quyết hiệu quả các vấn đề khác nhau, cũng như tái tạo khả năng trí tuệ của các cơ chế cơ bản và đơn giản nhất. Chủ nhà thực sự được giải phóng khỏi nhiều công việc thường ngày. Tuy nhiên, giống như mọi hệ thống, nhất thiết phải có những nhược điểm. Bao gồm các:

  1. sự phức tạp của việc kết nối và làm quen với công việc;
  2. bảo trì tốn kém và chi phí của tất cả các yếu tố hệ thống.

Tuy nhiên, sự phát triển và công nghệ không đứng yên và một ngày nào đó mọi ngôi nhà hay ngôi nhà nhỏ mùa hè sẽ được trang bị hệ thống “ngôi nhà thông minh”, giống như cách đây một thế kỷ người ta không biết đến điện, nhưng giờ đây nó đã tồn tại trong mọi ngôi nhà.

Thuật ngữ “ngôi nhà thông minh” ngày nay có nghĩa là việc đưa các thiết bị công nghệ cao vào cuộc sống hàng ngày một cách toàn diện nhằm mang lại mức độ tiện nghi cao cho cư dân. Một tính năng đặc biệt của các hệ thống loại này là tự động hóa tối đa một số quy trình với sự tham gia tối thiểu của con người. Ngoài ra, một trong những tiêu chí của một “ngôi nhà thông minh” là quản lý tập trung tất cả các thiết bị liên quan đến khu phức hợp. Hệ thống nhà thông minh có thiết kế mô-đun và bao gồm các khối chức năng riêng biệt được tích hợp toàn bộ hoặc một phần vào một hệ thống duy nhất. Mỗi mô-đun tham gia thực hiện các nhiệm vụ được chỉ định nghiêm ngặt, đồng thời các khối có thể tương tác với nhau.

Nội dung mô-đun có thể có của hệ thống nhà thông minh hiện đại:

  • Bộ điều khiển trung tâm, kết hợp các thành phần khác và đảm bảo sự tương tác của chúng. Bộ điều khiển như vậy có thể là một giải pháp công nghiệp dưới dạng một thiết bị hoàn chỉnh hoặc một máy tính thông thường có phần mềm thích hợp.
  • Hệ thống khí hậu. Nó bao gồm các bộ phận điều khiển hệ thống sưởi và thông gió, đảm bảo duy trì vi khí hậu nhất định trong phòng.
  • Điều khiển ánh sáng và chuyển mạch người tiêu dùng năng lượng.
  • KTSO(một bộ phương tiện bảo mật kỹ thuật). Bao gồm hệ thống báo cháy và an ninh, hệ thống giám sát video và các mô-đun để thông báo từ xa cho chủ sở hữu về các tình huống báo động.
  • Hệ thống kế toán, thu thập và lưu trữ số liệu. Nhiệm vụ của mô-đun bao gồm thu thập thông tin từ các thiết bị đo lường, ghi lại các sự kiện khác nhau và cung cấp dữ liệu để phân tích nhằm đánh giá hiệu quả của toàn bộ tổ hợp.
  • Các kênh kết nối. Các mạng hoạt động với giao thức TCP/IP ở phiên bản có dây hoặc không dây được sử dụng làm kênh truyền dữ liệu. Để tích hợp các thiết bị có giao diện chuyên dụng vào mạng, người ta sử dụng các bộ chuyển đổi thích hợp.

Mỗi mô-đun trên có thể được triển khai bằng nhiều phần cứng và phần mềm khác nhau. Các giải pháp phổ biến nhất và được sử dụng thường xuyên như sau:

Điều khiển

Với vai trò là bộ điều khiển quản lý hệ thống nhà thông minh, hợp lý nhất là việc sử dụng máy tính bảng đơn công nghiệp. Những máy tính như vậy có kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp, thiếu các bộ phận cơ khí (quạt, ổ cứng) và chạy trên phần mềm nguồn mở. Trong hầu hết các trường hợp, số lượng và loại giao diện có sẵn có thể được thay đổi và bổ sung.

Điều hợp lý là việc lập trình độc lập các thiết bị như vậy đòi hỏi những kỹ năng và kiến ​​​​thức nhất định. Việc truy cập vào bộ điều khiển được thực hiện qua mạng, sử dụng giao diện WEB hoặc ứng dụng khách. Ngoài ra còn có các giải pháp làm sẵn được thiết kế để quản lý toàn bộ khu phức hợp và cung cấp cho người dùng giao diện cấu hình đơn giản, thân thiện với người dùng.

Để điều khiển một ngôi nhà thông minh, thật thuận tiện khi sử dụng các điều khiển từ xa đa năng hỗ trợ thực hiện các tập hợp hành động theo thứ tự macro. Trong trường hợp này, điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến hiệu quả hơn điều khiển từ xa IR vì chúng cho phép điều khiển bên ngoài đường ngắm trực tiếp của bộ thu IR. Bảng điều khiển hiện đại hơn có thể là một chiếc điện thoại thông minh được cài đặt phần mềm chuyên dụng trên đó.

Khí hậu

Kiểm soát khí hậu được thực hiện bằng cách đánh giá các chỉ số của cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Dựa trên phân tích dữ liệu này, hệ thống sưởi sẽ tự động được điều chỉnh, hệ thống điều hòa không khí, thông gió và tạo ẩm được bật hoặc tắt.

Thắp sáng

Điều này được thực hiện bằng cách cài đặt các cảm biến ánh sáng, sự hiện diện hoặc kết hợp. Nếu cần, bộ điều khiển điều khiển cho phép bạn điều khiển ánh sáng theo lịch trình. Khi sử dụng các thiết bị điều chỉnh độ sáng, không chỉ có thể điều chỉnh rời rạc mà còn có thể điều chỉnh độ sáng của nguồn sáng một cách mượt mà.

An ninh và an toàn

Một hệ thống an ninh có thể bao gồm một số hệ thống con:

1. Hệ thống an ninh và báo cháy (FS). Cảm biến hiện diện được sử dụng làm thiết bị phát hiện, phản ứng với sự xuất hiện của bức xạ hồng ngoại vốn có trong cơ thể con người trong khu vực được kiểm soát. Cảm biến tiếp xúc từ được lắp đặt để phát hiện việc mở cửa. An toàn cháy nổ được giám sát bằng cảm biến khói, nhiệt độ và rò rỉ khí. Nhiều hệ thống báo cháy hiện đại có mô-đun liên lạc vô tuyến cho phép bạn thông báo cho chủ sở hữu bằng mạng GSM hoặc 3G. Thông thường, hệ thống báo động cho phép kết nối bất kỳ thiết bị điện nào thông qua rơle khô, cho phép bạn chặn khóa, bật đèn, còi báo động, v.v., khi có tín hiệu báo động. Đôi khi hệ thống báo động bao gồm cảm biến độ ẩm, cho phép phát hiện kịp thời rò rỉ nước.

2. Hệ thống kiểm soát truy cập. Nó bao gồm một thiết bị nhận dạng, các mã nhận dạng (chìa khóa điện tử, thẻ radio, dấu vân tay), thiết bị khóa (khóa, rào chắn, cổng tự động) và được thiết kế để hạn chế quyền truy cập vào một phòng hoặc lãnh thổ.

3. Hệ thống giám sát video. Nó là một tổ hợp bao gồm các máy quay video và các thiết bị lưu trữ và xử lý tín hiệu video.

Kế toán và xử lý dữ liệu

Trong hầu hết các trường hợp, chức năng này được thực hiện bằng bộ điều khiển điều khiển sử dụng phần mềm thích hợp.

Sự liên quan

Kênh truyền tải, theo quy định, là một mạng cục bộ được tạo bằng công nghệ có dây hoặc không dây. Để quản lý mạng, bộ định tuyến được sử dụng để điều khiển tất cả các thiết bị mạng và cung cấp khả năng bảo vệ chống truy cập trái phép vào từng thiết bị đó. Các công nghệ truyền dữ liệu tốc độ cao hiện đại cho phép sử dụng đồng thời mạng để trao đổi thông tin giữa các máy tính, truyền tín hiệu truyền hình IP, điện thoại và vận hành các thành phần nhà thông minh.

Ngoài những điều trên, hệ thống nhà thông minh thường sử dụng các thiết bị không tương tác với toàn bộ khu phức hợp. Đây có thể là những thiết bị làm sạch tự động (robot hút bụi), hệ thống tưới cây tự động, cho vật nuôi ăn và nhiều hơn thế nữa. Mặc dù thực tế là các thiết bị như vậy là tự động, nhưng việc tích hợp chúng với hệ thống là hoàn toàn có thể chỉ bằng cách bật hoặc tắt nguồn điện bằng bộ điều khiển điều khiển.

Video về chủ đề

Điều khiển một ngôi nhà thông minh thông qua điện thoại thông minh có thể thật tuyệt vời. Các nhà phát triển hệ thống điều khiển đưa ra nhiều giải pháp dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau nhưng có vấn đề không tương thích với nhau và trong hầu hết các trường hợp gây khó khăn cho việc cài đặt và cài đặt. Ứng dụng thực tế của công nghệ thông minh cho thấy sự thiếu hiểu biết của nó: xét cho cùng, nó ngoan cố tuân theo các quy tắc đã được thiết lập và rất khó chấp nhận bất kỳ ngoại lệ nào đối với chúng. Vì vậy, hệ thống điều khiển nhà thông minh ngày nay được thiết kế dành cho những người đam mê công nghệ hơn là dành cho người dùng trên thị trường đại chúng.

Mọi hiện tượng đều có khả năng thay đổi. Một số công ty khởi nghiệp gần đây đã đưa ra thị trường các giải pháp điều khiển nhà thông minh không chỉ phá vỡ ranh giới giữa các tiêu chuẩn đã được thiết lập mà còn không quên sự thoải mái và dễ điều khiển của người dùng. Các phương pháp tiếp cận hiện đại như truy cập từ xa qua Internet hoặc qua ứng dụng điện thoại thông minh hiện đang được tính đến. Bài viết về hệ thống điều khiển ngôi nhà trình bày ba giải pháp như vậy: Qivicon và Homee (hệ thống hoàn chỉnh để điều khiển ngôi nhà), cũng như Tado (một giải pháp tập trung hẹp để kiểm soát hệ thống sưởi trong nhà). Bạn chưa thể mua chúng trong các cửa hàng trực tuyến của Nga, nhưng chúng có đầy đủ chức năng trên lãnh thổ Liên bang Nga, ngoại trừ việc bạn sẽ phải đặt hàng chúng trên các nguồn lực của Châu Âu.

Hệ thống điều khiển nhà thông minh giúp tiết kiệm tiền gần như ngay từ ngày đầu, đặc biệt nếu nó được sử dụng để điều khiển hệ thống sưởi trong nhà, vì vậy thực tế này ít nhất sẽ khiến bạn quan tâm đến việc tự động hóa hoạt động của các thiết bị trong nhà.

Qivicon - một hệ thống dành cho người dùng thiếu kinh nghiệm

Qavicon là hệ thống cơ bản của Telekom dành cho ngôi nhà thông minh. Cơ sở để đưa vào mạng gia đình là thiết bị Home Base, có giá khoảng 13.000 rúp, kết nối với bộ định tuyến và cung cấp liên lạc giữa các thành phần của một ngôi nhà thông minh. Việc cấu hình và quản lý được thực hiện thông qua giao diện web (trình duyệt trên PC) hoặc qua ứng dụng di động dành cho điện thoại thông minh. Qivicon là mã nguồn mở, nghĩa là về mặt lý thuyết nó có thể được hỗ trợ bởi bất kỳ nhà sản xuất nào. Hiện tại, Telekom có ​​30 đối tác, bao gồm thiết bị nhà thông minh cổ điển eQ-З, tủ lạnh Miele và đèn LED có thể điều khiển. Trong quá trình sử dụng, người ta nhanh chóng nhận ra rằng hệ thống này được thiết kế cho người dùng thiếu kinh nghiệm. Các hướng dẫn đi kèm với mỗi Home Base sẽ hướng dẫn bạn từng bước trong quá trình cài đặt và cấu hình. Nhân tiện, tất cả chúng đều liên lạc với nhau thông qua kênh vô tuyến và để cài đặt trong hầu hết các trường hợp, chỉ cần sử dụng băng dính hai mặt là đủ. Điều này sẽ làm hài lòng những người thuê nhà hoặc mãi mãi không cài đặt bất kỳ công nghệ thông minh nào.

Qivicon cho phép bạn giám sát và điều khiển tất cả các bộ truyền động thông qua ứng dụng trên điện thoại thông minh, ngay cả khi chủ sở hữu vắng nhà.

Tầm quan trọng của việc kết nối hệ thống với đám mây

Tôi lưu ý rằng tất cả cài đặt đều được lưu trên đám mây, điều này có thể gây nhầm lẫn cho những người dùng đặc biệt thận trọng. Tuy nhiên, nếu bạn chọn một mật khẩu thực sự mạnh thì nó sẽ hoàn toàn an toàn. Trong trường hợp hệ thống bị lỗi, việc sao lưu tự động hàng ngày cho phép bạn nhanh chóng khôi phục tất cả các cấu hình. Và điều này thực sự quan trọng: trong quá trình hoạt động, sẽ mất khá nhiều thời gian cho đến khi bạn có thể lập trình các kịch bản phù hợp cho các tình huống quan trọng nhất (ngày làm việc, cuối tuần, ngày lễ, kỳ nghỉ).

Một số điều chỉnh đã được thử và đúng là cần thiết, nếu không phòng tắm sẽ quá lạnh vào buổi sáng và phòng khách quá nóng vào buổi tối. Nếu bạn mất kế hoạch sưởi ấm riêng lẻ cho các phòng như vậy, bạn sẽ phải bắt đầu thiết lập nó lại từ đầu. Và đó chưa phải là tất cả: các điểm tiếp xúc từ tính tự động điều chỉnh hệ thống sưởi khi cửa sổ mở cũng sẽ phải được cấu hình lại, cũng như các ổ cắm trong phòng khách tự động tắt nguồn vào ban đêm.

Chi phí hệ thống điều khiển

Để bước vào thế giới Qivicon này, có các gói khởi đầu bao gồm mô-đun Home Base và các bộ truyền động khác nhau. Ví dụ, công ty năng lượng Châu Âu EnBW cung cấp bộ điều nhiệt cho hệ thống sưởi, ổ cắm có thể chuyển đổi, v.v. Mặc dù điều này là không đủ để kết nối hoàn toàn ngôi nhà với mạng nhưng đó là một khởi đầu tốt. Tất nhiên, các thành phần có thể được mua riêng và nếu bạn muốn làm cho toàn bộ ngôi nhà của mình trở nên thông minh, thì bạn không còn gì khác. Giải pháp thông minh: nếu gói bao gồm các thành phần có tiêu chuẩn tín hiệu đặc biệt, chức năng của thiết bị Qivicon Home có thể được mở rộng một cách đơn giản bằng cách sử dụng khóa điện tử đi kèm với thiết bị.
Nỗi khó khăn: Các ứng dụng quản lý các thiết bị tương ứng được bao gồm trong gói khởi đầu. Khi mua gói EnBW được tặng kèm chương trình EnBW, khi mua gói Telekom được tặng kèm ứng dụng Smart Home. Không có tải xuống miễn phí thông qua các cửa hàng tiện ích, kích hoạt ứng dụng yêu cầu mã chỉ được cung cấp kèm theo gói. Nói cách khác, khái niệm nguồn mở không áp dụng được cho các chương trình.
EnBW cung cấp quyền sử dụng ứng dụng miễn phí trong một năm, sau đó bạn phải trả gần 50 € mỗi năm. Telekom yêu cầu €30 mỗi năm sau hai năm đăng ký miễn phí. Kết quả là toàn bộ số tiền tiết kiệm được cho năng lượng sẽ được dùng để chi trả cho các chương trình.

Tado - hệ thống điều khiển nhiệt

Tado đã chọn một con đường hoàn toàn khác với giải pháp của Qivicon: thay vì điều khiển các thiết bị sưởi ấm riêng lẻ, hệ thống Tado điều khiển hoạt động của một bộ phận trung tâm, tức là đầu đốt dầu hoặc khí đốt hoặc bơm nhiệt. Ưu điểm của giải pháp này là bộ điều khiển có thể tắt trực tiếp đầu đốt - điều này tránh được tình trạng thất thoát nhiệt chắc chắn xảy ra khi nhiệt độ nguồn cung cấp cao mặc dù các thiết bị sưởi đã được tắt. Danh sách tương thích của Tado bao gồm một số lượng lớn hệ thống sưởi ấm, hơn một trăm nhà sản xuất cũng như các loại thiết bị mở rộng và điều khiển.

Trọn bộ hệ thống điều khiển nhiệt độ Tado

Hướng dẫn sử dụng các loại sưởi ấm

Thường không dễ dàng để nhận ra bộ điều khiển hệ thống sưởi nào được lắp đặt trong một ngôi nhà (tuy nhiên, nếu cố gắng, bạn có thể lấy thông tin này từ công ty phục vụ ngôi nhà của bạn). Và Tado, đến lượt nó, không có tài liệu làm sẵn cho bất kỳ sự kết hợp thiết bị nào có thể có. Nếu khách hàng định cấu hình hệ thống sưởi ấm trong giao diện web mà hướng dẫn chưa được biên soạn thì chúng sẽ được nhóm Tado biên soạn. Trong thực tế, nó chỉ mất chưa đầy tám giờ. Các hướng dẫn đã hoàn thành hóa ra chi tiết đến mức ngay cả người dùng thiếu kinh nghiệm cũng có thể dễ dàng xử lý quá trình cài đặt.

Logic nâng cao của hệ thống Tado được nhúng vào đám mây. Ngoài nhiệt độ cài đặt và thực tế của phòng, bộ điều khiển còn bao gồm dữ liệu về nhiệt độ bên ngoài (theo dịch vụ thời tiết), dự báo thời tiết (đặc biệt là cường độ bức xạ mặt trời), vị trí của cư dân (được xác định bằng cách sử dụng máy đo thời tiết). ứng dụng điện thoại thông minh) và thông tin nhận được về mức độ Nhiệt độ trong căn hộ giảm nhanh và tăng trở lại. Nhưng bạn không nên mong đợi quá nhiều vào logic của Tado: ngay khi tất cả cư dân di chuyển ra khỏi căn hộ 100 km, hệ thống sẽ hạ nhiệt độ xuống khoảng 16 °C. Sau đó, ngôi nhà có thể mất hơn sáu giờ để ấm lên đến mức dễ chịu là 21 ° C và khi hệ thống phát hiện rằng nó đang đến gần ngôi nhà, việc điều chỉnh nhiệt độ có thể bị trì hoãn. Sự can thiệp thủ công thông qua một ứng dụng sẽ giải quyết được vấn đề này. Tất nhiên, nếu người dùng nhớ điều này kịp thời.
Trong một ngôi nhà được cách nhiệt tốt, nhiệt độ giảm 2,5°C qua đêm, đây không phải là một tiềm năng tiết kiệm lớn. Cả sự tiết kiệm và sự thoải mái chỉ tăng lên khi cư dân vắng mặt kéo dài vào mùa đông. Trong mọi trường hợp, sẽ mất vài năm để bù lại chi phí 350 € của hệ thống. Tuy nhiên, ở những tòa nhà cũ không có lớp cách nhiệt, hệ thống hoạt động hiệu quả hơn nhiều.

Thông tin tóm tắt về lắp đặt hệ thống điều khiển Tado

Hệ thống Tado không giới hạn trong việc điều khiển các thiết bị sưởi ấm riêng lẻ. Có sẵn hướng dẫn rất chi tiết để kết nối các bộ phận của Tado với hệ thống gia nhiệt bằng dầu, khí đốt hoặc dạng viên hiện có hoặc Tado có thể cung cấp kỹ thuật viên cho khách hàng. Phần kỹ thuật của các bộ phận Tado được giấu trong lớp vỏ rất trang nhã và kín đáo. Ngay cả màn hình cũng được tích hợp một cách kín đáo. Việc kết nối thiết bị giãn nở Tado với hệ thống sưởi có kèm theo hướng dẫn rất chi tiết và đơn giản. Ví dụ, chỉ có ba dây là đủ cho nồi hơi gas Wolf.

Homee: điều khiển nhà thông minh không cần đám mây

Homee, giống như Qivicon, là một hệ thống quản lý nhà toàn diện. Nó kiểm soát các thiết bị sưởi ấm riêng lẻ, ổ cắm công tắc, giám sát cửa ra vào và cửa sổ, di chuyển rèm và giám sát các phòng bằng cảm biến chuyển động (và tầng hầm và nhà để xe thông qua cảm biến độ ẩm). Mọi thứ hoạt động thông qua tín hiệu vô tuyến và loại bỏ sự cần thiết của dây cáp, vì vậy hệ thống này rất phù hợp cho những người thuê căn hộ, những người có thể mang theo mọi thứ đến ngôi nhà mới khi họ chuyển đi. Ngoài ra, tất cả các cấu hình đều được lưu cục bộ và chỉ cần kết nối Internet để điều khiển từ xa ngôi nhà thông minh.
Tất nhiên, người ta có thể tranh luận về cách trình bày quang học dưới dạng các khối nhựa nhiều màu, nhưng chúng tôi thích nó như một sự thay thế cho thiết kế hạn chế, truyền thống của thiết bị đó. Tuy nhiên, ý tưởng biến sự cạnh tranh giữa các tiêu chuẩn thành điều tốt chắc chắn là tốt. Mỗi khối mở rộng đáng kể hệ thống bằng một giao thức liên lạc không dây: cái gọi là Brain Cube - cơ sở bắt buộc, là trung gian giữa các công nghệ và thông qua mạng WLAN, cung cấp kết nối với điện thoại thông minh hoặc (nếu bạn có quyền truy cập từ xa cần thiết ) tới một bộ định tuyến.

khối để mở rộng hệ thống Homee

Cài đặt hệ thống từ Homee

Giải pháp được cài đặt khá nhanh chóng: bạn cần cài đặt ứng dụng, lắp Brain Cube, sử dụng điện thoại di động để đăng nhập vào mạng không dây hiển thị của hệ thống Homee, kết nối với hệ thống, tạo tài khoản - sẵn sàng! Các khối mở rộng mới chỉ đơn giản được đặt chồng lên nhau và không cần các bước cài đặt đặc biệt. Việc kết nối với các bộ truyền động phân bổ khắp ngôi nhà hoặc căn hộ được thực hiện mà không gặp vấn đề gì. Đúng vậy, việc làm chủ hệ thống không dễ dàng như trường hợp của Qivicon: ở đây trước tiên bạn cần tìm trong hướng dẫn về bộ điều chỉnh nhiệt, cảm biến chuyển động hoặc ổ cắm chuyển đổi cách đưa thiết bị vào chế độ thiết lập.

Quan trọng: Không phải mọi sản phẩm đều tương thích với Homee; danh sách những sản phẩm được hỗ trợ có sẵn trên trang web chính thức.
Ứng dụng này còn một chút chưa hoàn thiện vì khả năng điều khiển không mượt mà như chúng ta mong muốn. Ví dụ: khi tạo nhóm, các thiết bị được thêm vào đôi khi không được hiển thị hoặc xuất hiện với độ trễ lâu. Nhưng nhìn chung đây là những khuyết điểm có thể khắc phục được bằng cách cập nhật phần mềm. Về giá cả, hệ thống tuân thủ khuôn khổ tương tự như các đối thủ cạnh tranh. Một bộ Brain Cube với khối mở rộng sẽ có giá gần 15.000 rúp và các bộ truyền động tương thích có mức giá cao hơn thiết bị dành cho Qivicon. Tuy nhiên, chi phí cao hơn có thể đáng giá vì không có hệ thống nào khác đáng tin cậy khi nói đến bảo vệ dữ liệu.

Những hệ thống điều khiển nhà thông minh thay thế thú vị nhất

HomeMatic. Hệ thống rẻ tiền và toàn diện nhất với giao thức truyền thông không dây riêng (và được phát triển độc lập). Lập trình và kết nối mạng các thành phần tương đối phức tạp trong môi trường ngày nay.

Nhà thông minh RWE. Bạn không cần phải là khách hàng của mối quan tâm về năng lượng này để có thể sử dụng hệ thống nhà thông minh. Giống như Qivicon, hệ thống này nhấn mạnh đến tính dễ cài đặt và quản lý với mức giá tương đương.

Netatmo. Không phải là một trong những nhà cung cấp dịch vụ điều khiển ngôi nhà cổ điển, công ty cho đến nay đã thu hút sự chú ý với một trạm thời tiết đầy phong cách. Điểm mới của sản phẩm này là bộ điều chỉnh nhiệt thông minh có thể được điều khiển thông qua điện thoại thông minh, tương tự như hệ thống Tado.

Belkin WeMo. Một hệ thống nhà thông minh giao tiếp với điện thoại thông minh qua mạng WLAN. Có thể kết nối nhiều thiết bị khác nhau vào mạng. Điểm nhấn chính của chương trình là tiết kiệm năng lượng và an toàn.

Ngày nay có nhiều thành phần của hệ thống điều khiển điện - nhiều loại cảm biến nhiệt độ, chuyển động và âm thanh. Kết hợp với hệ thống dây điện bên trong của một ngôi nhà hoặc căn hộ, chúng có thể tự động hóa các quá trình bật/tắt đèn, sưởi ấm và điều khiển hoạt động của một số thiết bị gia dụng, có tính đến các chế độ thời gian. Nhưng sẽ không có hệ thống điều khiển tập trung, nghĩa là bạn sẽ không thể điều khiển ánh sáng và những người tiêu dùng khác từ một thiết bị duy nhất.

Đó là điểm hay của hệ thống nhà thông minh, vì với nó, bạn có thể kiểm soát tất cả người tiêu dùng được kết nối với hệ thống dây điện bằng một thiết bị - thiết bị di động (máy tính bảng, điện thoại thông minh, điều khiển từ xa) và/hoặc thiết bị cố định (máy tính/máy tính xách tay, giao diện đồ họa của hệ thống). Trong trường hợp này, tất cả các cảm biến và rơle cũng có mặt trong hệ thống và tự động điều khiển nguồn điện.

Ngoài những người tiêu dùng cơ bản trong gia đình, một ngôi nhà thông minh (thông minh) có thể giám sát và quản lý hệ thống liên lạc, hệ thống chữa cháy, báo động an ninh, đường dây điện thoại và nhiều hơn thế nữa, bao gồm cả các tiện ích.

Tuy nhiên, để điều khiển hoàn toàn các thiết bị gia dụng, chẳng hạn như điều chỉnh các chế độ của máy điều hòa không khí hoặc tủ lạnh, bản thân các thiết bị phải có một đầu nối đặc biệt, qua đó kết nối được thực hiện với bộ điều khiển logic điện tử của hệ thống điều khiển. Tiếp theo, chúng tôi sẽ xem xét những điều cơ bản giúp bạn hiểu về hệ thống nhà thông minh, nguyên lý hoạt động và các thành phần của nó.

Các thành phần của hệ thống nhà thông minh

Trước hết, điều đáng chú ý là ngày nay có rất nhiều sửa đổi và cấu hình để hệ thống điều khiển nhà thông minh có thể được triển khai. Nhiều nhà sản xuất cung cấp bộ công cụ hệ thống có bộ phát Wi-Fi và/hoặc Bluetooth tích hợp (mô-đun giao tiếp) được tích hợp trong bộ điều khiển, có thể được sử dụng để điều khiển hệ thống không dây thông qua thiết bị di động trong căn hộ/ngôi nhà.

Các loại kiến ​​trúc hệ thống nhà thông minh

Có những sửa đổi trong đó việc điều khiển diễn ra thông qua giao diện Ethernet (có dây, qua); Ngoài ra, bạn cần kết nối các công tắc và bộ định tuyến Wi-Fi với chúng để điều khiển không dây nếu chúng không được tích hợp trong bộ điều khiển. Đối với các công tắc thủ công, chúng cũng có thể được kết nối không dây với bộ điều khiển trung tâm hoặc thông qua hệ thống dây điện. Nhìn chung, có rất nhiều loại thiết bị cho hệ thống nhà thông minh và hệ thống bao gồm các yếu tố sau:

  • bộ điều khiển nhà thông minh (bộ điều biến đầu vào/đầu ra chính và rời);
  • mô-đun mở rộng và giao tiếp (bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, mô-đun GPS/GPRS);
  • các bộ phận chuyển mạch mạch điện (rơle, bộ điều chỉnh độ sáng, nguồn điện);
  • dụng cụ đo, đồng hồ đo và cảm biến (chuyển động, nhiệt độ, ánh sáng, v.v.);
  • điều khiển hệ thống (điều khiển từ xa, bảng cảm ứng, PDA, máy tính bảng);
  • thiết bị truyền động (nước, thông gió, van gas, rèm cuốn, v.v.).

Khi lựa chọn thiết bị, điều quan trọng là phải xem xét giao thức (phương thức) truyền dữ liệu nào của hệ thống Nhà thông minh được sử dụng. Ví dụ: giao thức EIB\KNX phổ biến sử dụng mạng máy tính, kênh vô tuyến và mạng điện để truyền dữ liệu. Ngoài ra còn có giao thức X10, sử dụng mạng AC 230 V gia đình để truyền dữ liệu: các thiết bị trao đổi tín hiệu được gửi khi dòng điện xoay chiều vượt qua mức 0. Các tín hiệu như vậy là các xung tần số vô tuyến ở tần số 120 kHz, có thời lượng 1 ms.

Bộ điều khiển cho hệ thống nhà thông minh là gì?

Bộ điều khiển nhà thông minh là thiết bị điều khiển tất cả người tiêu dùng và thiết bị, đồng thời gửi báo cáo cho chủ sở hữu về tình trạng của những người tiêu dùng này. Nó được dẫn hướng bởi các cảm biến nhiệt độ, không khí và ánh sáng để điều khiển hệ thống chiếu sáng, sưởi ấm và điều hòa không khí. Có thể được lập trình để thực hiện nhiều hành động khác nhau theo thời gian, theo lịch trình thời gian. Ngoài chế độ độc lập, bạn có thể liên hệ với bộ điều khiển thông qua giao diện đặc biệt (mạng máy tính, nhà điều hành di động hoặc mạng vô tuyến) và điều khiển thiết bị theo cách thủ công.

Các thiết bị được điều khiển bởi bộ điều khiển hệ thống nhà thông minh

Cần phải chọn bộ điều khiển tùy thuộc vào cách bạn muốn xây dựng kiến ​​trúc của hệ thống điều khiển. Ví dụ, có hai loại hệ thống quản lý: tập trung và phi tập trung. Hệ thống điều khiển tập trung dựa trên một bộ điều khiển trung tâm hiệu suất cao duy nhất để quản lý tất cả người tiêu dùng (thiết bị) và mạng lưới tiện ích trong nhà.

Trong trường hợp điều khiển phi tập trung, hệ thống nhà thông minh thông minh bao gồm một số bộ điều khiển đơn giản hơn, mỗi bộ điều khiển có chức năng điều khiển một vùng cụ thể - một căn phòng và tất cả các thiết bị trong đó, các nhóm chiếu sáng riêng biệt trong toàn bộ ngôi nhà, các thiết bị gia dụng có mục đích cụ thể , v.v. ( bộ điều khiển khu vực).

Bộ điều khiển trung tâm Đối với hệ thống nhà thông minh hiện đại, nó là một chiếc máy tính được đặt trong một hộp nhựa nhỏ có hệ điều hành (hệ điều hành), RAM riêng và nhiều linh kiện điện tử để chuyển đổi (điều khiển) tín hiệu: rơle điện tử, công tắc khủng bố, v.v.

Một trong những bộ hoàn chỉnh của bộ điều khiển trung tâm của hệ thống nhà thông minh (mô-đun truyền không dây, cổng USB, COM, Ethernet trên bo mạch)

Ngoài ra, tùy thuộc vào cấu hình, có thể có mô-đun GSM tích hợp để điều khiển từ xa qua điện thoại di động, bộ phát Wi-Fi để điều khiển hệ thống từ mọi nơi trong nhà và giao diện đồ họa cảm ứng hoặc nút ấn (màn hình LCD). ). Ngoài ra, các đầu nối để kết nối với máy tính và/hoặc thiết bị mạng: Ethernet, USB.

Bộ điều khiển như vậy có khả năng điều khiển các thiết bị thông minh như tủ lạnh, lò vi sóng, tiện ích, v.v. (nếu bản thân thiết bị có chức năng như vậy), báo cáo cho chủ sở hữu ngay cả các dữ liệu như nhiệt độ trong tủ lạnh, đường dây điện thoại đến và đi cuộc gọi, và nhiều hơn nữa.

Bộ điều khiển khu vực , bộ điều biến đầu vào-đầu ra rời rạc là bộ điều khiển điện tử logic công suất thấp được triển khai công nghệ nhà thông minh (so sánh, tần số của bộ vi xử lý CC là khoảng 500 MHz, bộ vi xử lý RC là khoảng 50 MHz), theo quy định , không có hệ điều hành và có thể cấu hình hệ thống. Nó có thể được cấu hình cho bất kỳ tình huống cơ bản nào dựa trên thời gian hoặc tín hiệu từ một số cảm biến nhất định.

Bộ điều khiển hệ thống nhà thông minh có thể lập trình với giao diện Ethernet (đầu nối để kết nối với mạng)

Anh ấy quản lý các nhiệm vụ và sự kiện cơ bản. Ví dụ, một cảm biến ánh sáng được kết nối với nó sẽ phát ra tín hiệu (khi trời tối); bộ điều khiển gửi tín hiệu đến rơle hoặc nhóm điều hành để điều khiển ánh sáng. Nó cũng thông báo cho chủ sở hữu về mọi hành động. Nói cách khác, bộ điều chế I/O rời rạc là một loại rơle điện tử có thể lập trình thông minh.

Một thiết bị như vậy cũng bao gồm các thành phần điện tử để chuyển mạch mạng và bộ phận trí tuệ: bộ vi xử lý có bộ nhớ. Nó (tùy thuộc vào nhà sản xuất và cấu hình) có thể có giao diện USB, Ethernet và các cổng khác để điều khiển, lập trình và báo cáo cho chủ sở hữu.

Các mô-đun mở rộng và giao tiếp cho hệ thống nhà thông minh là gì?

Mô-đun mở rộng là các thiết bị được kết nối với bộ điều khiển và mở rộng chức năng của nó. Một phần, bộ điều hợp, bộ ba kép và dụng cụ đo lường cũng là các mô-đun mở rộng. Các thiết bị như vậy có thể được tích hợp vào bộ điều khiển, được kết nối riêng thông qua đầu nối được thiết kế đặc biệt hoặc đầu nối chung cho Ethernet, USB và các giao diện khác. Do các công ty sản xuất hệ thống nhà thông minh sử dụng nhiều hệ thống mã hóa truyền dữ liệu khác nhau nên khi chọn mô-đun mở rộng, điều quan trọng là phải chú ý đến khả năng tương thích của nó nếu bộ điều khiển được mua từ nhà sản xuất khác.

Bên phải là bộ điều khiển hệ thống nhà thông minh được tích hợp module truyền dữ liệu không dây

Mô-đun mở rộng truyền thông Đối với hệ thống nhà thông minh, chúng là thiết bị truyền dữ liệu không dây hoặc có dây. Đầu tiên bao gồm các bộ định tuyến Wi-Fi nổi tiếng, kết nối với bộ điều khiển giống như với máy tính, thông qua Ethernet hoặc USB (cũng có các mô-đun mang nhãn hiệu “được mài giũa” đặc biệt với hệ thống kết nối riêng). Ít được sử dụng hơn là các mô-đun GSM/GPRS được kết nối riêng (vì chúng thường được tích hợp sẵn), nhờ đó hệ thống nhà thông minh có thể liên lạc với chủ sở hữu thông qua cảnh báo SMS tới số điện thoại của họ. Có các mô-đun giao tiếp không dây Bluetooth (tín hiệu vô tuyến) và IR (truyền qua tia hồng ngoại).

mô-đun giao tiếp không dây GSM và Wi-Fi; bộ chuyển mạch Ethernet có dây

Đối với phương pháp mở rộng liên lạc có dây, các thiết bị chuyển mạch được sử dụng - thiết bị kết nối nhiều máy khách (máy tính, bộ điều khiển và các thiết bị thông minh khác) với một mạng cục bộ. Chúng cần thiết khi thiết lập hệ thống nhà thông minh phi tập trung, khi có một số bộ điều khiển khu vực, cũng như để tạo mạng chung với máy tính và các thiết bị thông minh khác bằng giao diện thích hợp. Khi khoảng cách truyền tín hiệu dài, các bộ khuếch đại kỹ thuật số đặc biệt – bộ lặp – sẽ được sử dụng để khuếch đại tín hiệu.

Các module mở rộng chức năng Hệ thống nhà thông minh có nhiều chức năng khác nhau và theo quy luật, được kết nối với một đầu nối giao diện chung hoặc đặc biệt. Chúng mở rộng danh sách các chức năng của bộ điều khiển, chẳng hạn như mô-đun tin nhắn thoại cho phép điều khiển hệ thống bằng lệnh âm thanh (giọng nói). Cũng có thể làm cho hệ thống điều khiển nhà thông minh phát tin nhắn âm thanh (lời chào, cảnh báo, chúc mừng, v.v.) trên loa.

Các mô-đun mở rộng để điều khiển các cơ chế phức tạp, động cơ bước, v.v.

Cũng cần lưu ý việc mở rộng chức năng thông qua các mô-đun bộ điều hợp, có thể được sử dụng để đạt được khả năng tương thích giữa các tiêu chuẩn thiết bị khác nhau. Các mô-đun điều khiển đặc biệt được thiết kế để điều khiển các thiết bị cụ thể khác nhau (động cơ, cơ cấu đóng/mở cửa, van thông gió, nhiều thiết bị khác) và các bộ phận chuyển mạch mạch điện. Do đó, bộ điều khiển nhà thông minh không cấp nguồn cho cầu dao (phích cắm, cầu dao) và khi kết nối mô-đun điều khiển cầu dao và sử dụng cầu dao điều khiển, chức năng bật/tắt chúng bằng bộ điều khiển sẽ khả dụng. Để kết nối bộ điều khiển ánh sáng (bộ điều chỉnh độ sáng - xem bên dưới) với hệ thống nhà thông minh, cũng cần có các mô-đun mở rộng đặc biệt.

Các phần tử chuyển mạch của mạch hệ thống nhà thông minh là gì?

Khái niệm chuyển mạch một mạch điện có nghĩa là đóng/mở nó, cũng như điều chỉnh điện áp và các thông số khác của dòng điện. Bộ điều chỉnh điện áp (chiếu sáng), bộ chuyển đổi/máy biến áp, nguồn điện, cầu dao và rơle đều là các bộ phận chuyển mạch, nếu không có chúng thì việc lắp đặt hệ thống nhà thông minh (giống như bất kỳ hệ thống dây điện nào) sẽ không thể hoàn thành. Chúng có thể được tích hợp tính năng bảo vệ chống quá tải và đoản mạch mạng và hoạt động để mở mạch, do đó thực hiện chức năng bảo vệ.

Sơ đồ đơn giản của hệ thống nhà thông minh với bộ điều khiển, các phần tử chuyển mạch (điều khiển) của mạch điện và các thiết bị tiêu thụ cơ bản (trong trường hợp này là đèn chiếu sáng)

Bộ ngắt mạch được thiết kế để bảo vệ hệ thống dây điện khỏi quá tải hoặc ngắn mạch. Chúng được lựa chọn theo công suất mà đường dây điện mà chúng điều khiển được thiết kế. Đối với hệ thống nhà thông minh, có cả công tắc tự động điều khiển bằng tay và điều khiển thông thường.

Hình ảnh máy cắt một cực đơn giản

Trong thiết kế của họ, trước đây có một cơ chế, khi bị nung nóng do quá tải, sẽ mở mạch và cũng có thể tắt bằng tay. Các máy được điều khiển có một đầu ra giao diện đặc biệt tới mô-đun điều khiển, qua đó bộ điều khiển chính và chủ sở hữu có thể điều khiển chúng từ xa mà không cần nhìn vào phòng điều khiển.

Rơle và khối rơle - đây là các phần tử để điều khiển mạch điện sử dụng tín hiệu được cung cấp từ bộ điều khiển. Tín hiệu có thể xuất hiện dưới dạng dòng điện công suất thấp, thường là 24 V (một lần nữa, không có tiêu chuẩn duy nhất, có các hệ thống và nhà sản xuất khác nhau) hoặc tín hiệu khác.

Hình ảnh hiển thị rơle điện từ để giám sát một hoặc một số đường dây của mạch điện

Không giống như cầu dao, rơle không có lớp bảo vệ và cơ chế đóng/mở mạch trông ngược lại: khi điện áp điều khiển được đặt vào bộ phận điện từ, bộ phận sau sẽ kích hoạt phần ứng và đóng các tiếp điểm của mạch cấp nguồn (220 V) một cách cơ học. Rơle cơ bản nhất để điều khiển một pha nguồn có ba đầu vào và một đầu ra: số 0 và pha điều khiển nam châm điện (24 V), đầu vào pha nguồn (220 V) từ cầu dao bảo vệ và đầu ra của nó tới người tiêu dùng.

Bộ điều chỉnh điện áp (chiếu sáng) Chúng chủ yếu được sử dụng để điều khiển nguồn điện và điện áp cung cấp cho các thiết bị chiếu sáng. Cơ sở của các bộ điều chỉnh như vậy là một phần tử mạch - một bộ biến trở, một thiết bị điều chỉnh ánh sáng. Đối với mạch điện thông thường, nó là một cơ cấu có thanh trượt, được đặt trong một hộp có kích thước bằng một công tắc và cũng có chức năng bật/tắt.

Điều chỉnh độ sáng bằng tay (phải) và từ xa (trái)

Loại hệ thống điều khiển nhà thông minh mới dành cho nhóm chiếu sáng có chứa một thiết bị gọi là bộ điều chỉnh độ sáng (nó cũng được kết nối với bộ điều khiển thông qua một mô-đun điều khiển đặc biệt). Thiết bị này được thiết kế để điều khiển một hoặc nhiều nhóm công suất chiếu sáng và được chủ sở hữu điều khiển bằng bộ điều khiển ở chế độ tự động hoặc từ xa, rất tiện lợi. Một ưu điểm khác của bộ điều chỉnh độ sáng là thông qua nó, bộ điều khiển có thể kiểm soát độ sáng của ánh sáng, được hướng dẫn bởi dữ liệu về mức độ ánh sáng thu được từ cảm biến ánh sáng.

Nguồn điện, máy biến áp, bộ chuyển đổi - đây là những thiết bị có kiến ​​trúc phức tạp được thiết kế để thay đổi các thông số của dòng điện, nếu cần, trong phần này hoặc phần khác của mạch hoặc trong toàn bộ mạch.

Nguồn điện từ 220 V đến 12 V

Chúng được sử dụng do thực tế là một số thiết bị tiêu dùng được thiết kế cho các đặc tính hiện tại khác với nguồn điện xoay chiều 220 V/50 Hz được cung cấp trong cuộc sống hàng ngày ở CIS và Châu Âu. Ví dụ: lấy cùng một loại ánh sáng: có đèn huỳnh quang, đèn neon đặc biệt và các loại đèn có tính trang trí cao khác hoạt động ở điện áp 10/12/24 V DC. Để đạt được những đặc tính như vậy, một nguồn điện 220-10V, 220-12V, 220-24V được gắn trên phần tương ứng của mạch. Các thiết bị như vậy có thể hoạt động ở một chế độ, ví dụ 220-24V hoặc ở cả ba chế độ trên.

Dụng cụ đo, thước đo và cảm biến trong hệ thống nhà thông minh là gì?

Những thiết bị này giống như khứu giác và xúc giác của con người: chúng đưa ra ý tưởng về những gì đang xảy ra trong môi trường. Nhờ các dụng cụ đo, đồng hồ đo và cảm biến hiện đại (hiện nay rất đa dạng), bộ điều khiển hệ thống nhà thông minh nhận được dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, mức độ chiếu sáng và áp suất khí quyển bên ngoài và bên trong phòng.

Hình vẽ thể hiện các cảm biến có chức năng cơ bản

Có thiết bị đo để theo dõi tình trạng của các tiện ích: áp suất và đo lưu lượng nước cũng như rò rỉ khí với giao diện điện tử cho phép bạn chuyển dữ liệu này sang hệ thống nhà thông minh, hệ thống này sẽ tạo báo cáo và gửi cho chủ sở hữu.

Cảm biến và đồng hồ đo tương tự Theo quy định, loại truyền thống sử dụng dòng điện áp thấp lên đến 24 V để truyền dữ liệu và hệ thống dây điện tiết diện nhỏ làm phương tiện truyền tải. Ví dụ, cảm biến ánh sáng cơ bản nhất chứa một tế bào quang điện với đầu vào và đầu ra mà qua đó một pha của dòng điện áp thấp đi qua. Tế bào quang điện này thay đổi điện trở khi ánh sáng chiếu vào nó, do đó tạo ra các thông số dòng điện khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong ngày.

Hình vẽ cho thấy các cảm biến tương tự cơ bản phản ứng với hộ gia đình và carbon dioxide

Bộ điều khiển nhận các giá trị này, xử lý chúng và theo đó, gửi tín hiệu để bật/tắt các nhóm thiết bị chiếu sáng, cũng như điều chỉnh mức độ chiếu sáng (nếu có bộ điều chỉnh độ sáng). Một hệ thống gần như tương tự, chỉ với các yếu tố vận hành khác nhau, có sẵn trong các cảm biến kiểm soát nhiệt độ (dựa trên dữ liệu của họ, hệ thống nhà thông minh kiểm soát hệ thống sưởi), chuyển động và tiếng ồn (ánh sáng, báo động), rò rỉ khí và nước (điều khiển các van tắt gas và nước) và nhiều hơn nữa.

Cảm biến và máy đo kỹ thuật số các thiết bị thế hệ mới có chức năng mở rộng và là thiết bị thông minh. Ví dụ, cảm biến chuyển động đa chức năng hiện đại không chỉ có khả năng xuất dữ liệu ra bộ điều khiển theo hai tham số: 1 (“có”, có chuyển động) hoặc 0 (“không”, không có chuyển động).

Hình ảnh cảm biến kiểm soát độ ẩm không khí kỹ thuật số

Chúng có khả năng đo khoảng cách từ cảm biến đến mục tiêu đang chuyển động, phát hiện độ trễ trong chuyển động của vật thể, v.v. Tất cả điều này được xử lý bởi bộ vi xử lý được tích hợp trong cảm biến và cung cấp cho bộ điều khiển dưới dạng tín hiệu số. Cần phân biệt cảm biến với các thiết bị điều khiển và đo lường: cảm biến và cảm biến phát hiện các sự kiện, còn các thiết bị điều khiển và đo lường phát hiện các đại lượng vật lý của cơ thể hoặc vật thể được đo (tốc độ, trọng lượng, thể tích, v.v.).

Thiết bị đo đạc – đây là những thiết bị phức tạp hơn, trái ngược với các cảm biến tương tự đơn giản, kết hợp các công nghệ nhà thông minh mới và kiểm soát nhiều thông số, cung cấp các đơn vị đo lường vật lý. Phong vũ biểu kỹ thuật số, đồng hồ đo nước và khí đốt, cùng một điện áp - tất cả đều là dụng cụ điều khiển và đo lường.

Thiết bị kiểm soát lưu lượng và nhiệt độ nước nóng

Không giống như các thiết bị và cảm biến tương tự, các thiết bị kỹ thuật số hiện đại có hệ thống tính toán riêng dựa trên bộ vi xử lý đơn giản; họ xử lý tín hiệu và cung cấp dữ liệu làm sẵn cho bộ điều khiển nhà thông minh, do đó giải phóng một phần bộ xử lý của nó. Thiết bị đo và cảm biến kỹ thuật số sử dụng giao diện đặc biệt làm phương tiện truyền dữ liệu.

Các yếu tố và phương pháp điều khiển hệ thống nhà thông minh là gì?

Hệ thống nhà thông minh (thông minh) có thể được điều khiển theo ba cách: không dây cục bộ, không dây từ xa, có dây cục bộ, từ xa có dây. Các thiết bị điều khiển được bao gồm trong hệ thống - đây là các bảng điều khiển đồ họa có đầu vào bằng cảm ứng hoặc nút nhấn, điều khiển từ xa với bộ thu được điều chỉnh theo tần số cụ thể. Các thiết bị không có trong gói, chẳng hạn như máy tính di động nhỏ gọn (điện thoại thông minh, máy tính bảng), được cấu hình bằng phần mềm đặc biệt để điều khiển từ xa thông qua mạng thông tin trên toàn thế giới.

Hệ thống nhà thông minh có thể được điều khiển bằng điều khiển từ xa, bảng điều khiển và thiết bị di động

Phương pháp điều khiển cục bộ không dây với bán kính giới hạn được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị điều khiển thông qua tín hiệu vô tuyến cục bộ (cục bộ), mạng vô tuyến không dây Wi-Fi hoặc Bluetooth. Về nguyên tắc, bằng cách này, bạn có thể điều khiển hệ thống từ bất kỳ đâu trong nhà và thậm chí từ khu đất gần đó. Tuy nhiên, trong những ngôi nhà lớn, có thể cần thêm các điểm vô tuyến và bộ khuếch đại tín hiệu không dây. Việc điều khiển được thực hiện bằng điều khiển từ xa, bảng cảm ứng, thiết bị di động (điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay) có bộ phát tích hợp hoặc kết nối bên ngoài của mạng Wi-Fi, Bluetooth hoặc tín hiệu tần số vô tuyến độc quyền này.

Trên màn hình máy tính bảng - phần mềm giám sát các chỉ số và thiết bị kết nối với hệ thống nhà thông minh

Phương pháp điều khiển từ xa không dây khả dụng nếu hệ thống nhà thông minh được cài đặt vào mạng toàn cầu hoặc các mô-đun mở rộng liên lạc cung cấp quyền truy cập vào chúng. Các mạng này bao gồm GSM/GPRS (điều khiển bằng phương tiện liên lạc di động), Internet di động và tín hiệu vô tuyến chuyên dụng đặc biệt. Sự hiện diện của đầu ra mạng GSM/GPRS cho phép hệ thống gửi tin nhắn SMS, MMS và âm thanh đến số điện thoại của chủ nhà. Về mặt lý thuyết cũng có thể điều khiển thông qua menu giọng nói. Theo quy định, các công cụ để quản lý hệ thống nhà thông minh thông qua mạng toàn cầu là điện thoại thông minh, cũng như máy tính bảng và máy tính xách tay có tích hợp mô-đun phát cho Internet di động.

Phương pháp điều khiển cục bộ có dây , tùy thuộc vào các giao thức truyền dữ liệu được sử dụng, hệ thống nhà thông minh có thể có phương tiện truyền dữ liệu qua cặp xoắn (cáp mạng máy tính), dây điện (giao thức hệ thống X10) hoặc một số loại cáp khác. Trong mỗi bộ điều khiển khu vực và trung tâm, hệ thống điều khiển nhà thông minh cung cấp đầu ra để liên lạc có dây với các thiết bị điều khiển, cũng như trao đổi thông tin với các thiết bị thông minh khác “phụ thuộc” với nó. Nếu có một số thiết bị thì giao diện sẽ được mở rộng bằng cách sử dụng một công tắc (xem “mô-đun mở rộng giao tiếp” ở trên), tạo ra một số nhánh. Đối với phương pháp điều khiển cục bộ có dây, các bảng điều khiển và công tắc đi kèm và riêng biệt (nút ấn và cảm ứng) được sử dụng, đồng thời bạn cũng có thể điều khiển qua máy tính hoặc máy tính xách tay được kết nối với cáp.

Bảng điều khiển cảm ứng cho hệ thống nhà thông minh kết hợp intercom

Phương pháp điều khiển từ xa có dây hệ thống nhà thông minh là một mạng lớn hơn mạng cục bộ, tức là ngôi nhà được điều khiển từ bên ngoài thông qua cáp đặt sẵn kết nối với mạng điều khiển nội bộ. Theo quy định, phương pháp kiểm soát này được sử dụng để quản lý các quy trình tự động trong tòa nhà. Nói chung, để sử dụng tại nhà, bạn không cần phải biết điều này (điều khiển hệ thống thông qua mạng có dây trong khu vực).

Thiết bị truyền động của hệ thống nhà thông minh là gì?

Khác với rơle một phần có thể gọi là bộ truyền động (ra lệnh - rơle đóng/mở mạch), bộ truyền động được điều khiển bằng thiết bị thông minh cho hệ thống nhà thông minh là những sản phẩm cơ điện phức tạp, thiết bị được thiết kế để kiểm tra các tải trọng cơ học cao.

Trong ảnh bạn có thể thấy các đồ vật có thể được tích hợp bộ truyền động của hệ thống nhà thông minh

Bộ phận làm việc của các thiết bị phức tạp hơn (bộ truyền động đóng/mở cổng, rèm, v.v.) là một động cơ, trong khi đối với các thiết bị ít phức tạp hơn (van, ổ khóa), nó là lõi được điều khiển bởi nam châm điện. Hầu hết được điều khiển từ dòng điện áp thấp lên đến 24 V, nhưng cũng có những ổ đĩa công suất cao được thiết kế cho điện áp 220 V.

Bộ truyền động đóng/mở cơ điện cổng, cổng, cửa ra vào, cửa sổ, mành và rèm; các bộ phận cơ điện được tích hợp vào đồ nội thất, làm cho nó có động cơ. Đi kèm chúng có thể có giao diện kết nối và điều khiển từ xa.

Cô gái điều khiển cơ chế cửa sổ của hệ thống nhà thông minh bằng điều khiển từ xa không dây

Các mẫu truyền động tiên tiến có hệ thống điều khiển tự động cơ bản: cảm biến tích hợp và khả năng điều chỉnh tốc độ cũng như các vị trí đóng/mở tối đa. Ngày nay, hầu hết đều có các ổ đĩa tự động cho rèm và rèm không được điều khiển bởi hệ thống nhà thông minh: được điều khiển từ điều khiển từ xa của bộ phát hồng ngoại và không có bất kỳ kết nối nào với bộ điều khiển nhà thông minh. Tuy nhiên, những thiết bị như vậy cũng được coi là những phần tử riêng biệt của một ngôi nhà thông minh.

Van áp suất thấp, trung bình và cao áp - đây là những cơ chế đơn giản hơn để kiểm soát mạng lưới cấp nước (bao gồm cả chữa cháy), đường ống dẫn khí và thông gió. Van được sử dụng trong các hệ thống điều khiển: hệ thống kiểm soát khí trong khí, kiểm soát nước cấp nước, phòng chống lũ lụt và chữa cháy.

Hình ảnh van nước được điều khiển bởi hệ thống nhà thông minh

Rất khỏe mạnh và đáng chú ý là hệ thống van thông gió, được kích hoạt bởi cảm biến carbon dioxide (CO2). Hệ thống loại bỏ các khí có hại cho con người và tạo ra một vi khí hậu thuận lợi. Các cơ chế cơ bản như vậy bao gồm khóa điện từ và các yếu tố kiểm soát truy cập khác vào cơ sở là một phần của hệ thống an ninh nhà thông minh. Các thiết bị như vậy thường không có bộ vi xử lý và chỉ có hai vị trí: mở và đóng.