Разработка бюджетной системы автоматизации загородного дома - Курсовая работа

Разработка бюджетной системы автоматизации загородного домаСейчас мы живем в мире, где у каждого человека существует множество повседневных бытовых задач, которые, так или иначе, отнимают время для их решения. Именно эти технологии помогают не только экономить время, но и позволяют не зависеть от местонахождения, что положительно сказывается на контроле систем загородного дома. В качестве примера можно привести ситуацию - Вы проживаете в городе, и вам нужно проверить выключили ли вы свет или контролировать температуру, предохраняя тем самым свой загородный дом от "размораживания". Цель данного проекта - разработка бюджетной системы автоматизации загородного дома, позволяющей контролировать и управлять большинством бытовых процессов (освещение, отопление, управление электрическими приборами, пожарная сигнализация).В данном разделе будут рассмотрены существующие системы автоматизации и готовые решения."Умный дом" является совокупностью стандартов, объединенных с разного рода приборами, образуя собой интеграцию нескольких систем, которые в свою очередь включены в единый комплекс управления зданием [1]. Для работоспособного соединения систем с контроллером используются протоколы передачи данных. Такой протокол принято называть протоколом со свободной топологией. Протоколы передачи для автоматизаций зданий: ABB free@home - Система позиционируется для использования в небольших домах и квартирах. EIB/KNX - Система EIB распределенная, управление осуществляется в пределах устройств.Управление безопасностью и отслеживание чрезвычайных происшествий, используя датчики дыма, протечки воды, утечки газа, антивандальные системы, управление камерами видео наблюдения. Устройства NETPING позволяю подключить до 16 датчиков на одно устройство. Благодаря встроенному Web-серверу контроль и управление осуществляется через браузер. OPENREMOTE позволяет создать мобильное приложение для умного дома без программирования, при этом возможно использовать разные технологии EIB/KNX, AMX, Z-wave. Обеспечена интеграция с системами Z-wave, Gira, ZIGBEE, x10, С-bus, что позволит управлять освещение, бытовой электроникой, системой отопления и пр.В доме уже имеются определенные инженерные системы, такие как: - Отопление. А так же по желанию пользователя необходимо организовать системы: - Пожарная сигнализация. В связи с тем, что дом построен по современным технологиям энерго-и теплосбережения, в данной квартире присутствуют определенные особенности.Данная платформа открывает огромные возможности для разработчика, так как имеет открытый программный код и построена на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения. Устройства, разработанные на Arduino, имеют средства приема сигналов от различных датчиков: цифровых и аналоговых, которые подключаются к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств на Arduino работают самостоятельно или с программным обеспечением на компьютере. Разработчик может собрать плату самостоятельно, либо купить в сборе. Платы Arduino тоже упрощают процесс работы с микроконтроллерами, однако имеет ряд преимуществ перед другими устройствами.В данной системе используется смешанная архитектура аппаратных средств, так как у каждого модуля, будь то главный или периферийный, существует определенный набор датчиков и исполнительных устройств, но в то же время все модули подключены к одной сетевой шине, по которой главный контроллер опрашивает подчиненные. Данная структура позволит создать более сложную систему, повысить скорость обработки информации, удешевить техническую реализацию подключаемых датчиков и исполнительных устройств, а также, при необходимости, ее довольно просто расширить за счет общей сетевой шины.Корректная работоспособность системы "Умный дом" обязывает иметь грамотно разработанное программное обеспечение.Центральный модуль представляет собой главный микроконтроллер с подключенной к нему периферией. Микроконтроллер выступает в виде моста между пользователем и периферийными модулями. Как только микроконтроллер включается, он инициализирует подключенные к нему периферийные микроконтроллеры, если инициализация прошла успешно, то собирает показания датчиков, исполнительных устройств и запускает функцию получения IP-адрес и формирует запрос к серверу Получая данные с сервера, микроконтроллер устанавливает соответствие входных данных с индексами периферийных модулей. Если получены данные из первой группы, то производится включение системы оповещения, отправка указания всем периферийным микроконтроллерам об отключении всех систем и производится отправка SMS-сообщения пользователю.В его функции входит получение информации с датчиков, управление нагрузкой и передача данных на главный микроконтроллер. Информация, полученная с датчиков, обрабатывается и в зависимости от типа осуществляет регулирующее воздействие.

Содержание

Введение

1. Обзорно-аналитическая часть

1.1 Обзор систем управления зданиями

1.2 Анализ готовых аппаратно-программных решений

1.3 Техническое задание

2. Разработка функциональной схемы

2.1 Функциональные возможности платформы Arduino

2.2 Функциональная схема системы. Аппаратные и программные подсистемы

3. Разработка алгоритмического и программного обеспечения

3.1 Центральный модуль

3.2 Универсальный периферийный модуль

3.3 Технологическая сеть

3.4 Web-сервер

4. Тестирование системы

4.1 Управление путем отправки SMS-сообщения

4.2 Управление с помощью Web-сайта

4.3 Оповещение в экстренных ситуациях

4.4 Разработка сопроводительной документации

5. Расчет технико-экономических показателей

5.1 Организация и планирование процесса разработки системы автоматизации загородного дома

5.2 Расчет сметной стоимости программного обеспечения

5.3 Оценка экономической целесообразности внедрения проекта

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1. План загородного дома

Приложение 2. Схема взаимодействия основных компонентов системы

Приложение 3. Алгоритмы

Приложение 4. Технико-экономическое обоснование проекта