Kontrola osvjetljenja preko protokola X10. Protokol X10: prednosti i nedostaci. Pametna kuća

IT stručnjaci tvrde da tržište "pametnih" kuća u Rusiji nikada neće postati masivne, au sljedećem desetljeću vjerojatno neće izaći elitno stanovanje u Moskvi regiji. U budućnosti, moguće tržište potrošač će biti zanemariv dio populacije s najvećim prihodima u regiji, ali za mase „pametne kuće” ostat će šarena slika na stranicama tabloida i internetskih resursa. Je li to tako? Već je infrastruktura običnog građanskog stanovanja prilično složena kombinacija različitih inženjerskih sustava. Kombinirati ih u jednu mrežu bez globalnih troškova pomoći će standardni X10.

Mogućnosti "pametne kuće"

Najčešća i jednostavna funkcija je kontrola rasvjete. Inteligentni sustav omogućava daljinski nadzor svakog uređaja za osvjetljenje. Bez ustajanja s mjesta, možete uključiti ili isključiti osvjetljenje u bilo kojoj prostoriji ili u cijeloj kući odjednom, prilagoditi svjetlinu noćnog osvjetljenja hodnika, krajolika. "Pametna kuća", uključujući svjetlo na različitim mjestima određenim algoritmom, zastrašiti će uljeze, oponašajući prisutnost vlasnika u slučaju njihovog odlaska.

Automatizirana kontrola će održavati navedene temperaturne parametre u sobi, kontrolirati radijatore ili sustave klimatizacije i ventilacije. Intelektualna kuća može nadzirati sigurnost i vatrogasnu opremu te, u slučaju izvanrednih situacija, poslati obavijest vlasniku telefonske linije ili odgovarajućim strukturama putem glasovne ili SMS poruke.

Kako je sve počelo

X10 - jedan od prvih otvorenih industrijskih standarda razvijenih za sustave kućne automatizacije tvrtke Pico Electronics (Škotska, Glenrothes) 1975. U početku je tvrtka bila angažirana u projektiranju i proizvodnji mikrokrižnica i mikro kalkulatora. Prvo iskustvo širenja sferi proizvodnje postalo je vrlo uspješno komercijalno. Platforma X10 brzo je stekla popularnost među programerima koncepta pametne kuće i pružila je opipljiv poticaj razvoju ove industrije. Pokušaji stvaranja sličnog sučelja su napravili druge tvrtke, ali nisu bile osobito uspješne.

Za vrijeme X10 je protokol s dobrom imunološkom snagom. Popularnost je promaknuta komparativnom jeftinom opremom, orijentacijom programera na automatizaciju kućanstva, podršku i tehničku podršku. Na sjevernoameričkom kontinentu, standard je još uvijek tražen i raširen. Nakon tvrtke-developer, širok raspon X10-kompatibilnih uređaja počeo proizvoditi div poduzeća IBM i Philips.

Danas je Pico Electronics pretvoren u X10 INC (USA) s zaštitnim znakom PowerHouse.

Razvrstavanje opreme

hardver Mreža X10 je skup uređaja povezanih standardnim mrežnim ili radijskim kanalom. Osnovni sustav uključuje:

• Odašiljači - kontrolori generira i šalje naredbe kontrole modula (s računalnog sučelja ili stand-alone), programibilnih vremena s različitim vremenskim rasponima, daljinskih upravljača (infracrvenih ili radio).
• Prijemnici - izvršni uređaji koji izvršavaju dolazne naredbe: moduli svjetala i osvjetljivači uloška, ​​blokovi zaslona i rozeta, sve vrste pogona.

U slučaju izgradnje veće mreže ili proširenja postojeće, često se koristi pomoćna oprema:

• Prijamnici prima zapovjedne signale daljinskog upravljača s daljnjom pretvorbom u komunikacijski protokol X10 prije slanja u mrežu napajanja.
• Ponavljivači i pojačala signala.
• Filteri koji smanjuju učinak elektromagnetskih smetnji.
• Međufazni mostovi, za električne mreže od 380 V (pasivno ili aktivno, za objekte s površinom većim od 300 m²⁾.
• Mjerni uređaji koji olakšavaju ugradnju i radovi pokretanja i prilagodbe, senzori (gibanje, osvjetljenje itd.).

Oprema koju proizvode različite tvrtke često ima sličan izgled, funkcionalnost i čak označavanje. Uređaji su dostupni u različitim verzijama, ovisno o zahtjevima razmescheniyu- za ugradnju u skladu, DIN nosač za montažu na standardne ormare, micromodules za raspredkorobok ispiranju.
Automatizacija života može početi s nekoliko osnovnih modula, a zatim postupno povećavati mjerilo i proširiti funkcionalnost dodavanjem novih hardverskih jedinica.

Primjeri elementa baze

Temelj tipičnog modula X10 je programabilni mikrokontroler. Prema određenom algoritmu kontrolira rad elektroničkog uređaja krug koji napaja na njezinom ulazu generirani signali primljeni iz vanjskog izvora napajanja i pretvara izlazne impulse za obrnutim prijenos na mrežu. Kao mikro računala mogu se koristiti serijski kontroleri proizvodnje (na primjer, PIC ili AVR Microchip i Atmel).

Za kontrolu rasvjete u konceptu "inteligentne" kuće, modeli releja svjetiljki X10 su naširoko korišteni. Postoje dvije verzije: konvencionalni plug-in utičnica za spajanje podne lampe, stol svjetiljke (LM12) ili su kao adapter između nositelja i osvjetljenje lampom sa standardnim E27 baze, do 100 vata (LM15S).

Kontrola elektrotehnike u kućanstvu obavlja se uz pomoć modula utičnice. Na primjer, modul AM12 izgleda poput svjetiljke cijevi, ali ne podržava naredbe specifične za rasvjetu (vidi dolje).

softver

Implementirati X10 protokol na računalu pomoći će softverskim proizvodima na najvišoj razini.

ActiveHome Softver - besplatni softver za osobna računala temeljen na operacijskim sustavima WINDOWS razvijatelja platforme X10. Paket uključuje veliki broj uslužnih programa i upravljačkih programa uređaja, kao i mobilnu verziju programa.

ActiveHomePro - softver za računalno sučelje CM-15 (radio primopredajnik, 433 MHz) s priključkom putem USB priključka. Omogućuje vam kontrolu rasvjete i kućanskih aparata s potrebnim algoritmima, grafikonima i vremenskim razmacima s osobnog računala ili isključenog iz bežične konzole.

X10 upravljač (Melloware Inc) - open source softver pod bilo kojim operativnim sustavom koji vam omogućuje da stvorite upravljanje multi-service PC-based i integraciju X10 protokola na telefon i bilo kojeg mobilnog uređaja (iOS / Android).

Ruski LLC "Laboratory of Home Technologies" korisnicima nudi prikladan uređaj na X10 platformi - VGA zaslonu osjetljivom na dodir u punoj boji XTS-36. Samostalni uređaj ima prikladno grafičko sučelje. Upravljanje X10 protokolom i kontrola inteligentnog sustava osvjetljenja ostaju udobne, uz izvrsnu vizualizaciju, ali eliminira potrebu da se računalo nastavi kontinuirano u pozadini. Komplet uključuje upravljačke programe i softver za propisivanje adresiranja X10 uređaja i osnovnih parametara početne konfiguracije za prikupljanje različitih scenarija.

X10. Protokol u detalje

Fizički razmjenu podataka srednje energetskih električne žice je prijenos / fragmenti prijem sinusna visoka frekvencija titranja (120 kHz) s amplitudom 5V i 1 ms / 630 ms na svakih pola ciklusa mrežnog napona, na prozorima formirana odmah nakon nulu. U trofaznim krugovima, slični prozori se formiraju u svakoj fazi, tj. S pomakom od 60 stupnjeva uz daljnju upotrebu međufaznih mostova. Ako uređaj u prijemnom prozoru primi paketu u kojoj je barem osam oscilacija, smatra da je to logična "jedinica", u obrnutom slučaju - kao logična "nula". Prijenos informacijskog bita traje dva poluvremena mrežnog napona. U drugom se prevodi inverzna vrijednost, koja ne samo da poboljšava imunitet buke, nego služi i za identifikaciju sinkronizacijskog koda u paketnom prijenosu.

X10 je protokol u kojem se standardni pojedinačni paket (okvir, okvir) prenosi tijekom 11 razdoblja. Sadrži:

• kod za sinkronizaciju je 2 bita,
• modulski kod je 4 bita,
• kod zgrade je 5 bita.

Svaki paket, bez ikakvog intervala, prenosi se dva puta za redom. Prije slanja sljedećeg dvostrukog paketa, održava se pauza u tri mrežnog perioda napajanja (osim za naredbe prigušenja koje se prenose u kontinuiranom strujom).

IR upravljačke ploče u X10 mrežama rade preko X10-IR protokola na frekvenciji nosača od 40 KHz. Radio kanal (X10-RF protokol), ovisno o regiji, ima raspon od 310 do 434 MHz.

Sustav adresiranja i zapovijedanja

Maksimalni broj modula u mreži X10 iznosi 256. Na svakom modulu postoje dvije selektorske sklopke sa 16 fiksnih položaja.Prva sklopka - kod kuće (kućni kod) koristi se za odabir kategorije ili skupine uređaja. Ima oznaku slova položaja od A do P. U drugom, fiksni položaj označen brojevima od 1 do 16 i označava određeni modul u mreži (šifra jedinice). Dakle, svaki uređaj ima jedinstveni broj koji se sastoji od slova i brojeva. Na primjer, A5, M14, itd. Upravljački sustavi, za razliku od izvršnih modula, obično ne zahtijevaju postavke adresiranja.

Ideja postojećih naredbi za platformu i njihovih odgovarajućih akcija mogu se dobiti iz tablice.

Glavne prednosti ...

X10 je protokol niske proračunske klase kućanstava za automatizaciju koji koristi već postojeće režijske mreže za prijenos informacija i naredbi. Nema potrebe postavljanja novih komunikacija, što je osobito važno kod kuća s završetkom ili završenim radom na popravcima. Možete koristiti mrežne ožičenje ili koristiti radio kanal - raspon opreme koju nude proizvođači omogućava implementaciju obje inačice ili njihovu kombinaciju. Cijena uređaja, u usporedbi s modernim platformama, također je ugodno ugodna.

Sljedeća prednost - fleksibilnost primjene i jednostavnost instalacije, ne zahtijevaju posebne vještine i sposobnosti. Sustav karakterizira izvrsna skalabilnost i skalabilnost. Moduli su spojeni prema priključku Snaga (omogućena i kontrolirana). Cjelokupna postava je dati novu komponentu jedinstvenu adresu. Daljnja automatizacija će učiniti sve sami.

Razdvajanje rasvjetne infrastrukture u zonama znatno je pojednostavljeno. Dovoljno je dodijeliti uređajima jedne skupine istovjetnih slova (zgrada kod), a kada se primjenjuje odgovarajuću naredbu emitirati će se uključiti ili isključiti svjetlo u ovoj regiji.

Otvoreni protokol je još jedan plus platforme, što podrazumijeva jednostavnu integraciju s bilo kojim sustavom upravljanja, mogućnost korištenja ožičenja treće strane za mrežu dodataka ožičenja.

...i nedostataka

Glavna prednost X10 sučelja je prijenos informacijskog signala na ožičenje snage - on je također glavni izvor svojih problema.

Niska brzina. Prijenos naredbe traje oko sekunde, tj. Kašnjenje u izvođenju naredbe stvarno je opipljivo čak i prilikom kontrole jednog uređaja. U procesu izrade ugrađenog scenarija, kašnjenje može postati neugodno neprihvatljivo. Budući da je brzina prijenosa podataka vezana uz frekvenciju napona napajanja, nije moguće povećati.

Niska otpornost na smetnje. Bogatstvo kućanskih aparata u modernom domu dramatično povećava razinu smetnji u mreži, negativno utječe na omjer signala i šuma, što zauzvrat utječe na kvalitetu razmjene informacija između X10 modula. Stoga posljedice - neuspjeh naredbi ili lažno prebacivanje. Pri izgradnji velikih mreža, problem može biti ograničenje adresnog polja, jer se samo za 256 uređaja može povezati s X10 protokolom.

Rassinchronization of transmitting equipment može dovesti do nametanja paketa i sudara, kao rezultat toga, nijedna od naredbi neće biti izvršena. Nemoguće je u osnovi ispraviti situaciju.

Nema postupaka za razlikovanje pristupa, nema zaštite od neovlaštenih djelovanja trećih strana. Konačno, nemoguće je stvoriti složene sheme kontrole za kućanske aparate i rasvjetu realizacijom samodijagnostičke funkcije sustava i uređaja koji su uključeni u njega.

Promjene X10

Ovi nedostaci uglavnom su ispravljeni u sljedećoj generaciji kućne automatizacije sustava, tzv bus arhitekturu (signalizacija pojavljuje na namjenski / popločana autobus na niskom naponu mrežnog napona).

S druge strane, programeri i proizvođači X10 opreme poduzeli su korake za poboljšanje i modificiranje postojeće platforme. Rezultat je X10Extended format s produženim sustav naredbi. , Nedvojbeno je prednost platforme je izmijenjen regulacioni odašiljača procedure za pristup autocesti, eliminira sukobe i širi funkcije tima Exteded Code 1 s promjenom paketa formatu.

Daljnje modifikacije X10Extended rezultirale su stvaranjem A10 formata, u kojem je adresno polje bilo značajno prošireno (do 4096 modula) i dodalo nekoliko servisnih funkcija (dostupno samo na uređajima koje je razvio programer). Protokoli A10 i X10 su apsolutno kompatibilni, što omogućava upravljanje oba modula u istom sustavu.

Sažimajući sažetak, teško se ne slažete da je prvo sučelje kućne automatizacije u prošlosti, gotovo pedeset godina, moralno zastarjelo. Pokušaji modernizacije, koji podsjećaju na zakrčenje krova tijekom kišne sezone, kardinalno ispravljaju situaciju nije u poziciji. No, proračunske karakteristike platforme i dalje ga čuvaju na tržištu inteligentnih sustava, a X10 oprema se aktivno proizvodi i prodaje.

Domaće tvrtke predviđaju sučelje novim valom popularnosti. Potrošačima se nudi širok raspon pojedinačnih uređaja i gotovih rješenja za "inteligentni" dom na X10 platformi.