Кіраванне асвятленнем па пратаколе X10. Пратакол X10: перавагі і недахопы. "Разумны дом"

IT-эксперты сцвярджаюць, што рынак "інтэлектуальных" дамоў у Расеі ніколі не стане масавым і ў бліжэйшы дзесяцігоддзе наўрад ці выйдзе за межы элітнага жылля ў Маскоўскай вобласці. У перспектыве магчымым спажыўцом рынку стане мізэрная частка насельніцтва з высокімі даходамі і ў рэгіёнах, але для шырокіх мас "разумны дом" застанецца маляўнічай малюначкам на старонках таблоідаў і інтэрнэт-рэсурсаў. Ці так гэта? Ужо цяпер інфраструктура жылля радавога абывацеля ўяўляе сабой даволі складаную камбінацыю розных інжынерных сістэм. Аб'яднаць іх у адну сетку без глабальных выдаткаў дапаможа стандарт X10.

Магчымасці "разумнага дома"

Самая распаўсюджаная і простая функцыя - кіраванне асвятленнем. Інтэлектуальная сістэма дазваляе дыстанцыйна кантраляваць кожны асвятляльны прыбор. Не ўстаючы з месца можна ўключыць або выключыць асвятленне ў любы пакоі ці ва ўсім доме адразу, адрэгуляваць яркасць начны падсвятлення калідора, ландшафтных свяцілень. "Разумны дом", у тым ліку святло ў розных месцах па вызначаным алгарытме, адпудзіць зламыснікаў, імітуючы прысутнасць гаспадароў у выпадку іх ад'езду.

Аўтаматызаванае кіраванне падтрымае зададзеныя тэмпературныя параметры ў памяшканні, кіруючы ацяпляльнымі прыборамі ці сістэмамі кандыцыянавання і вентыляцыі. Інтэлектуальны дом можа кантраляваць ахоўна-пажарнае абсталяванне і, пры ўзнікненні няштатных сітуацый, адправіць апавяшчэнне на тэлефон гаспадара ці адпаведных структур галасавым або СМС-паведамленьні.

Як усё пачыналася

X10 - адзін з першых адкрытых індустрыяльных стандартаў, распрацаваны для сістэм бытавой аўтаматызацыі кампаніяй Pico Electronics (Шатландыя, Гленротс) у 1975 годзе. Першапачаткова фірма займалася праекціроўкай і вытворчасцю мікрасхем і мікракалькулятараў. Першы ж вопыт пашырэння сферы вытворчасці стаў вельмі ўдалым у камерцыйным плане. Платформа X10 хутка набыла папулярнасць сярод распрацоўшчыкаў канцэпцыі разумнага дома і дала адчувальны імпульс развіццю гэтай індустрыі. Спробы стварэння падобнага інтэрфейсу прадпрымаліся і іншымі фірмамі, але асаблівага поспеху не атрымалі.

Для свайго часу X10 - пратакол з добрай аб перашкод. Папулярнасці спрыялі параўнальная таннасць абсталявання, арыентацыя распрацоўшчыкаў на бытавую аўтаматызацыю, суправаджэнне і тэхнічная падтрымка. На паўночнаамерыканскім кантыненце стандарт да сённяшняга дня запатрабаваны і распаўсюджаны. Услед за фірмай-распрацоўшчыкам, шырокі спектр X10-сумяшчальных прылад сталі выпускаць гіганцкія карпарацыі IBM і Philips.

У сапраўдныя дні Pico Electronics ператворана ў кампанію X10 INC (ЗША) з гандлёвай маркай PowerHouse.

класіфікацыя абсталявання

Апаратнае забеспячэнне сеткі X10 ўяўляе сабой сукупнасць прылад, звязаных паміж сабой па стандартнай электрасеткі ці радыёканале. У склад базавай сістэмы абавязкова ўваходзяць:

• Перадатчыкі - кантралёры, якія фармуюць і якія адпраўляюць каманды, модулі кіравання (з кампутарным інтэрфейсам або аўтаномныя), праграмуемыя таймеры з розным часовым дыяпазонам, пульты дыстанцыйнага кіравання (інфрачырвонага ці радыёканала).
• Прымачы - выканаўчыя прылады, якія выконваюць паступілі каманды: лямпавыя модулі і патронные светорегуляторы, диммерные і розеточные блокі, разнастайныя прывады.

У выпадку пабудовы больш маштабнай сеткі або пашырэння існуючай часта ўжываюць дапаможнае абсталяванне:

• Трансівера, якія прымаюць камандныя сігналы ад пультаў ДК з далейшым пераўтварэннем ў камунікацыйны пратакол X10 перад адпраўкай у электрасетку.
• Рэтранслятары і ўзмацняльнікі сігналаў.
• Фільтры, паменшвалыя ўплыў перашкод электрамагнітнага характару.
• Міжфазавыя масты, для электрасетак 380 у (пасіўныя ці актыўныя, для будынкаў, плошчай звыш 300 м ^2).
• Вымяральныя прылады, якія спрашчаюць мантажныя і пусканаладачныя работы, датчыкі (руху, асветленасці і т. Д.).

Абсталяванне, якое выпускаецца рознымі фірмамі, часцяком маюць падобны знешні выгляд, функцыянал і нават маркіроўку. Прылады маюць рознае выкананне ў залежнасці ад патрабаванняў да размяшчэння; для мантажу ў лінію, на DIN-рэйку ў стандартных электрошкафы, микромодули для распредкоробок ўтоенай праводкі.
Аўтаматызацыю побыту можна пачаць з некалькіх базавых модуляў, а затым паступова павялічваць маштаб і пашыраць функцыянал, дадаючы новыя апаратныя адзінкі.

Прыклады элементнай базы

Асновай для тыповага модуля X10 служыць праграмуемы мікракантролер. Па вызначаным алгарытме ён кіруе функцыянаваннем электроннай схемы прылады, якая падае на яго ўваход сфармаваныя сігналы, прынятыя з знешняй электрасеткі і пераўтворыць выходныя імпульсы для зваротнай перадачы ў сетку. У якасці мікракампутараў могуць выкарыстоўвацца кантралёры серыйнага вытворчасці (напрыклад, PIC або AVR кампаній Microchip і Atmel, адпаведна).

Для кіравання асвятленнем у канцэпцыі "інтэлектуальны" дом шырока прымяняюцца лямпавыя рэлейнай модулі X10. Адрозніваюць дзве мадыфікацыі: устаўляемыя ў звычайную разетку для падлучэння таршэраў, настольных лямпаў (LM12) або выкананыя ў выглядзе перахадніка паміж асвятляльным патронам і стандартнай лямпачкай з цокалем Е27, магутнасцю да 100 Вт (LM15S).

Кіраванне бытавой тратэхнікай ажыццяўляюць з дапамогай прыборных розеточных модуляў. Напрыклад, модуль AM12 па выглядзе нагадвае лямпавы, але не падтрымлівае каманды, спецыфічныя для асвятлення (пра гэта крыху ніжэй).

Праграмнае забеспячэнне

Рэалізаваць пратакол X10 на кампутары дапамогуць праграмныя прадукты верхняга ўзроўню.

ActiveHome Software - бясплатнае ПА для персанальных кампутараў на базе аперацыйных сістэм WINDOWS ад кампаніі-распрацоўніка платформы X10. Пакет уключае ў сябе вялікую колькасць утыліт і драйвераў прылад, а таксама мабільную версію праграмы.

ActiveHomePro - праграмнае забеспячэнне для камп'ютэрнага інтэрфейсу СМ-15 (радиотрансивера, 433 МГц) з падключэнне праз порт USB. Дазваляе кіраваць асвятленнем і бытавой тэхнікай з заданнем неабходных алгарытмаў, графікаў і таймераў з персанальнага кампутара або аўтаномна з бесправаднога пульта.

Х10 Commander (Melloware Inc) - свабодна распаўсюджваецца софт пад любую АС, які дазваляе на базе ПК стварыць шматфункцыянальны сэрвіс кіравання і інтэграваць пратакол X10 на тэлефон і любыя мабільныя прылады (iOS / Android).

Расійскае ТАА "Лабараторыя хатніх тэхналогій" прапануе спажыўцам зручны девайс на платформе X10 - поўнакаляровую сэнсарную VGA-панэль XTS-36. Аўтаномнае прылада мае зручны графічны інтэрфейс. Упраўленне пратаколам X10 і кантроль сістэмы інтэлектуальнага асвятлення застаецца камфортным, з выдатнай візуалізацыяй, але выключаецца неабходнасць у пастаяннай працы кампутара ў фонавым рэжыме. У камплекце пастаўляюцца драйвера і праграмнае забеспячэнне для прапісвання адрасавання прылад X10 і асноўных параметраў пачатковай канфігурацыі, для складання розных сцэнарыяў.

X10. Пратакол у падрабязнасцях

Фізічнае асяроддзе абмену інфармацыяй у сілавых электрадратах ўяўляе сабой перадачу / прыём фрагментаў сінусоідных ваганняў высокай частаты (120 КГц) з амплітудай 5в і працягласцю 1 мс / 630 мкс ў кожным полупериоде сеткавага напружання, у вокнах, сфармаваных адразу пасля перасячэння нулявой адзнакі. У трохфазных ланцугах аналагічныя вокны фармуюцца ў кожнай фазе, т. Е. Са зрухам у 60 градусаў з далейшым прымяненнем межфазного мастоў. Калі прылада ў акне прыёму атрымлівае пасылку, у якой не менш 48 ваганняў, то разглядае яе як лагічную "адзінку", у зваротна выпадку - як лагічны "нуль". Перадача біта інфармацыі займае два полупериода сеткавага напружання. Прычым у другім транслюецца інверснай значэнне, што не толькі паляпшае перашкодаўстойлівасць, але і служыць для ідэнтыфікацыі кода сінхранізацыі пры пакетнай перадачы.

X10 - пратакол, у якім стандартны адзіночны пакет (кадр, фрэйм) перадаецца за 11 перыядаў. Ён змяшчае:

• код сінхранізацыі - 2 біта,
• код модуля - 4 біта,
• код будынка - 5 бітаў.

Кожны пакет, без усялякага інтэрвалу, перадаецца два разы запар. Перад трансляцыяй наступнага пакетнага дубля вытрымліваецца паўза ў 3 перыяду сеткавага напружання (выключэнне - каманды диммирования яркасці, якія перадаюцца няспынным патокам).

ВК-пульты кіравання ў сетках X10 працуюць па пратаколе X10-IR на апорнай частаце 40 КГц. Радыёканал (пратакол X10-RF), у залежнасці ад рэгіёна, мае дыяпазон ад 310 да 434 Мгц.

Адрасаванне і сістэма каманд

Максімальную колькасць модуляў ў сетцы X10 - 256. На кожным модулі размешчаны два селектарных перамыкача з 16 фіксаванымі палажэннямі. Першы перамыкач - код дома (Home code) служыць для выбару катэгорыі або групы прылад. Мае літарныя абазначэння палажэнняў ад A да Р. У другім фіксаваныя становішча абазначаюцца лічбамі ад 1 да 16 і паказваюць на канкрэтны модуль ў сетцы (Unit code). Такім чынам, кожнай прылады задаецца унікальны нумар, які складаецца з літары і лічбаў. напрыклад; А5, М14 і т. Д. Кантролеры сістэмы, у адрозненне ад выканаўчых модуляў, як правіла, не патрабуюць налады адрасавання.

Ўяўленне аб існуючых камандах платформы і адпаведных ім дзеяннях можна атрымаць з табліцы.

Асноўныя перавагі ...

X10 - пратакол малабюджэтнага класа бытавой аўтаматызацыі, які выкарыстоўвае для перадачы інфармацыйных і камандных паведамленняў ужо існуючыя электрасеткі. Адпадае неабходнасць у пракладцы новых камунікацый, што асабліва актуальна ў дамах з чыставога аздабленнем або скончанымі рамонтнымі працамі. Можна як выкарыстоўваць сеткавую праводку, так і задзейнічаць радыёканал - асартымент абсталявання, прапанаваны вытворцамі, дазваляе рэалізаваць абодва варыянты або іх камбінацыю. Кошт прылад, у параўнанні з больш сучаснымі платформамі, таксама прыемна радуе.

Наступнае годнасць - гнуткасць прымянення і прастата мантажу, не патрабавальная адмысловых навыкаў і ўменняў. Сістэма характарызуецца выдатнай пашыральнасці і маштабаванасцю. Модулі падключаюцца па прынцыпах Plug & Power (уключыў і кіруй). Уся налада заключаецца ў тым, каб задаць новаму кампаненту унікальны адрас. Далей аўтаматыка ўсё зробіць сама.

Значна спрашчаецца падзел асвятляльнай інфраструктуры на зоны. Дастаткова прысвоіць прыладам адной групы аднолькавую літару (код будынка), і пры падачы адпаведнай шырокавяшчальнай каманды, ўключацца або выключацца будзе святло ў гэтай зоне.

Адкрыты пратакол - яшчэ адзін плюс платформы, які прадугледжвае лёгкую інтэграцыю з любой сістэмай кіравання, магчымасць выкарыстання пры праектаванні сеткі электраўстановачныя вырабаў іншых вытворцаў.

... і недахопы

Асноўная вартасць інтэрфейсу X10 - перадача інфармацыйнага сігналу па сілавы праводцы - з'яўляецца і галоўным крыніцай яго праблематыкі.

Нізкая хуткасць. Перадача каманды займае каля секунды, т. Е. Запазненне выканання каманды рэальна адчувальна нават пры кіраванні адным прыладай. А ў працэсе адпрацоўкі закладзенага сцэнара, затрымка можа стаць раздражняльна недапушчальнай. Так як хуткасць перадачы інфармацыі прывязаная да частаты сілкавальнай напругі, павысіць яе не ўяўляецца магчымым.

Нізкая перашкодаўстойлівасць. Багацце бытавых прыбораў у сучасным жыллё рэзка павышае ўзровень перашкод у сілавы сеткі, негатыўна адбіваецца на суадносінах сігнал / шум, што, у сваю чаргу, адбіваецца на якасці інфармацыйнага абмену паміж модулямі X10. Адсюль і следства - невыкананне каманд або ілжывая камутацыя. Пры будаўніцтве вялікіх сетак праблемай можа стаць абмежаванасць адраснага поля, так як падключыцца да пратакола X10 змогуць толькі 256 прылад.

Рассинхронизация перадае абсталявання можа прывесці да накладанню пакетаў і ўзнікненню калізій, у выніку чаго, ні адна з каманд не будзе выканана. Кардынальна выправіць сітуацыю нельга.

Не прадугледжаныя працэдуры размежавання доступу, няма абароны ад несанкцыянаваных дзеянняў іншых асоб. І нарэшце, немагчыма стварэнне складаных схем кіравання бытавымі прыборамі і асвятленнем з рэалізацыяй функцыі самодіагностікі сістэмы і ўваходзяць у яе прылад.

мадыфікацыі X10

Пералічаныя недахопы ў большасці сваёй выпраўленыя ў наступных пакаленнях сістэм бытавой аўтаматызацыі так званай шыннай архітэктуры (перадача сігналаў адбываецца па спецыяльна выдзеленай / пракладзенай шыне з нізкавольтным сілкавальным напругай).

У сваю чаргу, распрацоўшчыкі і вытворцы абсталявання X10 рабілі крокі па ўдасканаленні і мадыфікацыі існуючай платформы. Вынікам стаў фармат X10Extended з пашыранай сістэмай каманд. Несумнеўным плюсам мадыфікаванай платформы стала рэгламентаванне працэдуры доступу перадатчыкаў да магістралі, якое выключае ўзнікненне калізій і пашырэнне функцый каманды Exteded Code 1 са зменай фармату пакета.

Далейшая мадыфікацыя X10Extended прывяла да стварэння фармату А10, у якім істотна пашырылі адраснае поле (да 4096 модуляў) і дадалі некалькі сэрвісных функцый (даступных толькі на прыладах, якія выпускаюцца фірмай-распрацоўшчыкам). Пратаколы А10 і X10 абсалютна сумяшчальныя, што робіць магчымым эксплуатацыю ў адной сістэме модуляў абодвух тыпаў.

Падводзячы кароткія вынікі, цяжка не пагадзіцца, што першы інтэрфейс хатняй аўтаматызацыі за мінулыя, без малога, пяцьдзесят гадоў маральна састарэў. Спробы мадэрнізацыі, якія нагадваюць латанне даху ў сезон дажджоў, кардынальна выправіць сітуацыю не ў стане. Але бюджэтныя характарыстыкі платформы па-ранейшаму ўтрымліваюць яе на рынку інтэлектуальных сістэм, а абсталяванне X10 актыўна вырабляецца і рэалізуецца.

Айчынныя фірмы прагназуюць інтэрфейсу новую хвалю папулярнасці. Спажыўцам прапануецца шырокі спектр як асобных прылад, так і гатовых рашэнняў для "інтэлектуальнага" дома на платформе X10.