Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«РОССИЙСКИЙ НОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Воскресенский филиал
Кафедра прикладной информатики и естественнонаучных дисциплин
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине программная инженерия
на тему «Создание система интеллектуального управления зданиями «Умный дом»
Выполнил:
студента 3 курса на базе среднего профессионального (профильного) образования заочной формы обучения группы ИП11
Макаров Юрий Игоревич
Проверил:
зав. кафедрой прикладной информатики и естественнонаучных дисциплин
Потапов Михаил Валерьевич
Воскресенск
2014
г.
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Концептуальное проектирование системы «Умный дом» 6
1.1 Описание объекта 6
1.2 Техническое задание 8
1.3 Состав систем и подсистем проектируемого объекта 9
Освещение 9
Климат 10
Безопасность 10
Мультирум 10
Сценарии 11
1.4 Концептуальная модель объекта 12
Глава 2. Логическое и физическое проектирование 13
2.1 Построение логической модели подсистем объекта 13
2.2 Физическая модель системы «Умный дом» 16
2.3 Программирование системы «Умный дом» 17
Глава 3. Пользовательские интерфейсы взаимодействия 20
3.1 Сенсоры 20
3.2 Проектирование пользовательского WEB-интерфейса 22
Заключение 23
Список использованной литературы 24
Введение
«Умный Дом» - это программно-аппаратные средства управления инженерными системами современного здания: освещение, силовая электрика, отопление, вентиляция, кондиционирование, мультимидийное оборудование, системы безопасности. Без комплексного подхода к решению этих задач, невозможно достигнуть желаемого уюта. Оптимальный и согласованный режим работы всех этих систем как раз обеспечит технология «Умный дом».
Понятие «Умный дом» было сформулировано в 70-х годах 20 века Институтом интеллектуального здания в Вашингтоне как «здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства».
Принято делить оборудование интеллектуальных систем на 2 типа:
Акторы – непосредственно сами управляющие устройства: реле, диммеры, симисторные блоки и т.д. Как правило распологаются в электрических щитах.
Сенсоры – устройства генерирующие управляющие сигналы:
настенные кнопочные панели – бывают сенсорные и механические
датчики: движения, температуры, освещенности и прочие.
Так же выделяют ряд дополнительных устройств способных генерировать сигнал управления:
GSM-модем
Таймер (электронный календарь)
Логический блок – свободно программируемые устройства, способные на основе программы генерировать сигнал
За обмен данными между устройствами в основном отвечает так называемая шина данных. По сути она представляет собой физическую линию из медного провода, типа «витая пара». Существуют варианты данного транспорта, типа адаптированного 485 протокола. В настоящий момент набирает популярность беспроводная шина данных. Системы построенные на них стоят относительно не дорого и могут инсталлироваться на объектах с готовой отделкой. Но на них не возможно создать систему управления глубокой автоматизации, подобные системы подходят больше для квартир.
Существует два вида системы управления «Умный дом»:
Централизованная. За функционирование всей системы отвечает один центральный контроллер, который собирает в себе все управляющие команды и генерирует сигналы управления. Достоинством данной технологии является более понятное программирование. А, на мой взгляд, существенным недостатком – надежность. В слечае выхода из строя центрального контроллера парализуется весь объект.
Децентрализованная (распределенная) – каждое устройство в системе имеет микропроцессор с собственной энергонезависимой памятью для программ. Как видно, в случае не исправности одного из устройств работоспособность не пропадает, лишь теряется часть функций за которое отвечало неисправное устройство. Но, такие системы на порядок дороже. Самые популярные на сегодняшний день: EIB/KNX, C-Bus, HDL.
Итак, «Умный дом» - это интеллектуальная система управления, которая объединяет в единый комплекс все оборудование, решающее различные задачи в сфере обеспечения безопасности, жизнеобеспечения, развлечений и связи.
Одно из главных достоинств интеллектуальных зданий - это комфорт, который они обеспечивают своим жильцам. Управление освещением дома и придомовой инфраструктуры позволяет создавать различные варианты световых сцен, любые комбинации, в зависимости от времени суток и настроения, одним нажатием на кнопку. Система климат-контроль дает возможность в одно и то же время в разных комнатах воссоздать условия различных климатических зон. Для этого всего лишь нужно задать требуемую температуру на сенсорной управляющей панели.
Еще одно неоспоримое достоинство "Умного дома" - это система безопасности. Причем системы автоматизации продуманы так, что предполагают защиту от любой чрезвычайной ситуации. Во-первых, они обеспечивают защиту от вторжения с помощью камер видеонаблюдения, автоматизации дверей, ворот, рольставней, охранной сигнализации. Во-вторых, системы пассивной безопасности - оставленные включенными утюг, щипцы, или духовка, будут вовремя выключены, а в случае любого возгорания или задымления сработает пожарная сигнализация. О протечках воды или газа система сразу же уведомит и хозяина, и соответствующие службы.
И конечно, «Умный дом» это система экономного потребления ресурсов. Задача инсталлятора системы грамотно распределить энергетические потоки: расход воды, электроэнергии, тепла. Это достигается с помощью максимально рационального использования. Например, систему можно запрограммировать так, что свет включится, когда в комнату кто-нибудь войдет, и выключится, когда та снова опустеет. При отсутствии хозяев система отопления может отключаться совсем, а ночью работать в экономичном режиме.
Рассказывая о достоинствах систем автоматизации, невозможно не упомянуть и о новых технических возможностях, реализованных для достижения самых разнообразных целей. Стоить отметить систему "Мультирум", которая ответственна за распределение аудио и видео сигналов от различных источников в несколько отдельных зон. Вся техника, являющаяся источником аудио и видеосигналов (TV-тюнер, радио, компьютер, IPod, DVD и т.д.) концентрируется в одном месте, и через специальный ресивер сигнал выводится в любую зону. Такая система открывает потрясающие возможности для просмотра фильмов, фотографий, для прослушивания любимой музыки или для игр.
Наладить диалог между "умным" домом и его хозяином помогает Интернет. С любого компьютера, подключенного к Интернету, из любой страны мира можно узнать о состоянии дома, посмотреть записи камер видеонаблюдения. При необходимости система видеонаблюдения может регулярно посылать по электронной почте отчет о состоянии дома.
"Умных" домов в России пока немного, этот рынок в нашей стране только формируется. Однако, специалисты уверены в перспективности данного направления. Пока это в основном подмосковные коттеджи или элитные квартиры в Москве и Санкт-Петербурге. Однако существуют и малобюджетные проекты, которые позволяют создавать отдельные виды систем с минимальными затратами денежных средств. Определившись с тем, что для вас наиболее важно - комфорт, развлечения, безопасность, или экономия, можно установить в доме только ту начинку, которая для этого необходима. Например, возможно внедрение энергосберегающих систем, или, если приоритетом являются развлечения, системы "Мультирум". Так что возможно приходит время познакомиться с "интеллектуальными" технологиями и нам.
Объектом данной курсовой работы является проектирование системы интеллектуально управления зданием в частном доме Подмосковья, а предметом – система «Умный дом».