Deste IntelliHouse – Ty decydujesz, co robi Twój dom

Deste IntelliHouse
– Ty decydujesz, co robi Twój dom
Ireneusz Magiera
Idea skonstruowania urządzenia, które będzie łączyło
podstawowe funkcje systemu zarządzania budynkiem
(z ang. BMS – Building Management System)
i centrali alarmowej zaowocowała powstaniem
prototypu sterownika Deste IntelliHouse.
Podstawowym założeniem przy jego projektowaniu
była uniwersalność zastosowania oraz współpraca
ze standardowym osprzętem dostępnym na polskim rynku.
I miejsce
Prototypowy sterownik powstał w ramach pracy dyplomowej
na kierunku Elektronika i Telekomunikacja Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej i zajął pierwsze miejsce w konkursie
na najlepszą pracę z elektryki w 2008 r., organizowanym przez
gliwicki oddział Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP).
Promotorem pracy był dr inż. Tomasz Biskup.
Prezentowana wersja sterownika była urządzeniem w pełni
funkcjonalnym, ograniczono natomiast ilość możliwych do podłączenia czujników i urządzeń sterowanych.
Niezliczone możliwości
Deste IntelliHouse został zaprojektowany jako sterownik łączący w sobie podstawowe funkcje systemu zarządzania budynkiem oraz funkcje centrali alarmowej. Stanowi dodatkowy element logiczny w obwodach zasilających, dając możliwość sterowania oraz powiadamiania o stanie monitorowanego obiektu.
Sterownik może współpracować z urządzeniami dowolnego
producenta, pozostawiając tym samym szeroki wybór w zakresie
ich funkcjonalności, jakości wykonania i wzornictwa.
Do wejść układu podłączyć można czujniki ruchu, kontaktrony, czujki wibracyjne, przyciski, sterowanie podczerwienią,
detektory dymu, czujki gazu, czujniki zalania lub inny osprzęt
wyposażony w wyjście bezpotencjałowe. Konfiguracja sterownika jako stan nieaktywny dopuszcza zarówno styki normalnie
zwarte (NC), jak i styki normalnie otwarte (NO).
Elementami wyjściowymi układu (aktorami) mogą natomiast
być napędy bram, silniki rolet, oświetlenie, elektrozawory wody, gazu i inne.
W zależności od zainstalowanego osprzętu i konfiguracji Deste IntelliHouse może różnorodnie reagować na zmieniające się
otoczenie. Reakcja zdeterminowana jest poprzez utworzone powiązania wejść/wyjść oraz ustawienia bieżącego trybu pracy.
W obecnej wersji oprogramowania możliwe jest zdefiniowanie
4 trybów pracy oraz powiązanie każdego wejścia z dowolną ilością wyjść na jeden z trzech sposobów (szerzej opisanych w części poświęconej konfiguracji). Każdy tryb pracy sterownika posiada odrębne ustawienia określające, czy dane wejście jest aktywne, czy wywołuje alarm oraz czy generuje raport SMS.
106 l Nr 5 l Maj 2009 r.
Zmienne funkcje
Stosowanie trybów pracy umożliwia, poza aktywacją/dezaktywacją poszczególnych czujników, wykorzystywanie zainstalowanego osprzętu w różnych celach. Jako przykład zmiany funkcji
przy zmianie trybu posłużyć może sterowanie oświetleniem górnym i przypodłogowym w korytarzu lub na schodach. Standardowo cała grupa oświetlenia załączana jest przyciskami umieszczonymi wzdłuż korytarza (bądź na górze i na dole schodów).
W trybie nocnym do czasowego załączania obwodów oświetlenia przypodłogowego, a tym samym podświetlania kolejnych odcinków drogi, wykorzystać można czujniki ruchu. W momencie przejścia w tryb alarmowy sterowanie oświetleniem poprzez
czujniki jest blokowane, a wykryty ruch może generować alarm
i powiadamianie o wtargnięciu.
Rys. 1. Możliwość zmiany pełnionej przez osprzęt funkcji przy
zmianie trybu pracy
Bezpieczeństwo
Poza standardowymi funkcjami sterowania zraszaczami, roletami, bramą czy grupowego sterowania oświetleniem sterownik
może wykonywać zadania minimalizacji zagrożeń i informowania
o niebezpieczeństwie. Niezależnie od nastawionego trybu pracy
część obwodów może monitorować zainstalowane w newralgicznych punktach (np. w kuchni, w łazience, w piwnicy) czujniki zalania. Zmiana sygnału czujnika powodować będzie odcięcie dopływu medium przy użyciu elektrozaworu i wysłanie do użytkownika
powiadomienia o zaistniałej awarii. Analogicznie tworzyć można
obwody monitorowania obecności dymu, gazu, czadu itd.
Rys. 2. Minimalizacja zagrożeń i powiadamianie
reklama
Kontrola z prawie każdego miejsca na świecie
Sterownik obsługuje dwukierunkową komunikację z użytkownikiem poprzez wiadomości SMS sieci GSM. Dostęp do
urządzenia możliwy jest wyłącznie z numerów telefonów znajdujących się na liście autoryzowanych numerów zdefiniowanej
przez użytkownika. Dodatkowo zalecane jest stosowanie opcji
zabezpieczania kodem dostępu.
W przypadku zaistnienia zdarzenia generującego powiadomienie system wysyła do użytkownika wiadomość zawierającą
komunikat z przypisaną nazwą urządzenia wejściowego oraz datą i czasem wystąpienia. Praca zdarzeniowa, w przeciwieństwie
do raportowania okresowego, nie powoduje wysyłania zbędnych
wiadomości i ogranicza koszty utrzymania systemu.
Użytkownik może w dowolnej chwili komunikować się ze
sterownikiem poprzez komendy zawarte w wiadomości SMS.
Obecna wersja oprogramowania interpretuje komendy żądania
raportu, listy dostępnych komend, listy zdefiniowanych urządzeń oraz komendy załączenia lub wyłączenia urządzenia wykonawczego, np. „1234 WŁĄCZ zraszacz”, gdzie 1234 jest kodem dostępu, WŁĄCZ komendą, a zraszacz nazwą urządzenia
przypisaną do jednego z wyjść. Wykonanie komendy potwierdzane jest wiadomością zwrotną.
Wszystkie operacje wykonane przy użyciu zdalnego kanału
dostępu, w tym próby dostępu nieautoryzowanego, są zapisywane w historii zdarzeń wraz z numerem telefonu nadawcy.
Wyraźny przekaz
Deste IntelliHouse wyposażony został w kolorowy wyświetlacz TFT o przekątnej ekranu 5,7”, dzięki któremu wszystkie
informacje, tj. komunikaty, historia zdarzeń, ustawienia i inne, mogą być prezentowane w sposób przejrzysty i estetyczny.
Zaimplementowana obsługa grafiki odczytywanej z karty SD/
/MMC (z systemem plików FAT) daje możliwość łączenia tekstów i obrazów w graficzny interfejs użytkownika. W połączeniu z panelem dotykowym wyświetlacz tworzy jeden z kanałów
dostępowych do urządzenia.
Interfejs użytkownika
Na potrzeby prototypu stworzony został interfejs składający
się z ekranów informacyjnych i konfiguracyjnych. Każdy z ekranów zawiera pasek górny z pięcioma przyciskami prowadzący-
Wortal Automatyka OnLine jest źródłem cennych informacji z zakresu
automatyki. Codziennie aktualizowane wiadomości gospodarcze. Nowinki
techniczne. Baza wiarygodnych podwykonawców. Informacje o produktach.
Ogłoszenia pracodawców i poszukujących pracy. Forum wymiany doświadczeń. Rozwiązania techniczne. Twój partner w biznesie.
Rys. 3. Przykładowy ekran. Zmiana kodu dostępu do urządzenia
Wortal Automatyka OnLine
ul. Puławska 303, 02-785 Warszawa, tel./fax: 046-857 73 72
e-mail: [email protected]
Nr 5 l Maj 2009 r. l
107
mi do głównych funkcji, tj. Home (ekran główny), Ustawienia,
Historia, Komunikaty, Logowanie. Pasek górny poniżej przycisków wyświetla lokalizację bieżącego ekranu w strukturze menu,
przykładowo: Ustawienia > Kod dostępu (rys. 3).
Niezalogowany użytkownik posiada dostęp wyłącznie do ekranu głównego, na którym wyświetlany jest bieżący czas, data
oraz temperatura mierzona czujnikiem umieszczonym na płycie głównej sterownika. Przejście do innych ekranów wymaga
podania kodu dostępu.
Rys. 4. Dostępne ekrany
Deste IntelliHouse posiada wbudowany prosty konfigurator,
który w dużej mierze niweluje potrzebę korzystania z urządzeń
zewnętrznych w celu zmiany parametrów pracy układu. Z poziomu panelu dotykowego uprawniony użytkownik może zmieniać
czas i datę sterownika, kod dostępu poprzez panel oraz ustawienia ekranu – intensywność podświetlenia roboczego, podświetlenia w stanie wygaszenia i załączenie/wyłączenie wygaszania
ekranu po określonym czasie bezczynności.
Poza standardowymi ustawieniami modyfikować można również bardziej zaawansowane opcje. Ekrany konfiguratora Wejścia i Wyjścia umożliwiają edycję za pomocą klawiatury ekranowej nazw urządzeń przyłączonych do sterownika, określenie
rodzaju współpracującego styku (NC/NO) dla każdego wejścia
oraz ustawienie maski aktywności dla wyjść. Zdefiniowane na-
zwy urządzeń wykorzystywane są w komunikatach, historii zdarzeń, powiadomieniach SMS i w sterowaniu poprzez komendy
SMS. Na ekranach znajduje się ponadto podgląd bieżącego stanu logicznego wejść (lub wyjść).
Na ekranie Powiązania I/O dostępny jest dla każdego wejścia
edytor powiązań z podglądem ustawień zapisanych w pamięci nieulotnej sterownika. Wejście może pozostać niepowiązane
z wyjściami i spełniać wyłącznie funkcje informacyjne/alarmowe lub może zostać powiązane z jednym, bądź całą grupą wyjść.
Do wyboru jest jeden z trzech rodzajów powiązań, zależnie od
realizowanej funkcji obwodu.
Powiązanie bezpośrednie (rys. 5a) przenosi stan wejścia na
związane z nim wyjścia i stosowane może być do sterowania
elektrozaworami na czas działania czujnika (np. wilgotności
gruntu) lub sterowania oświetleniem przy pomocy włączników
bistabilnych.
Powiązanie impulsowe (rys. 5b) powoduje załączenie wyjścia
po pierwszym narastającym zboczu na wejściu i wyłączenie po
drugim. Może być wykorzystane do sterowania oświetleniem za
pomocą łączników monostabilnych.
Powiązanie czasowe (rys. 5c), po wystąpieniu zbocza narastającego na wejściu, załącza powiązane wyjścia na określony czas,
który jest niezależny od czasu trwania sygnału pobudzającego.
Może służyć do załączania oświetlenia czujnikiem ruchu.
Elementy wykonawcze mogą być przypisane do więcej niż
jednego wejścia i mogą należeć do różnych grup, przykładowo zbocze narastające na wejściu 1 załącza czasowo wyjścia 1,
2, 3 i 7, a zbocze narastające na wejściu 5 załącza impulsowo
wyjścia 2 i 8.
Ekran Dostęp GSM umożliwia zmianę kodu dostępu oraz listy autoryzowanych numerów, z których wysyłać można do sterownika komendy SMS. Opcją jest tutaj również wyłączenie dodatkowego zabezpieczenia komend kodem dostępu i autoryzacja
wyłącznie na podstawie numeru nadawcy (niezalecane).
Ekran Tryby pracy umożliwia zmianę nazwy trybów i określanie wspomnianych wcześniej parametrów aktywności, alarmowania i powiadamiania dla każdego z wejść.
Kierunki rozwoju
Obecnie, ze względu na scentralizowany charakter, sterownik
przeznaczony jest do zarządzania obiektami, w których możliwe jest skupienie odpływów zasilania w ramach jednej tablicy
rozdzielczej. Dla zapewnienia lepszej skalowalności systemu
sterownik zyska budowę modułową z dodatkową opcją stosowania rozproszonych wejść/wyjść w tablicach lokalnych. Dla
większych obiektów przewiduje się powstanie wersji wielosterownikowej z komunikacją opartą o sieć Ethernet. Wersja sieciowa wyposażona zostanie dodatkowo w serwer HTTP udostępniający stronę WWW do konfiguracji i zarządzania z poziomu
urządzeń podłączonych do sieci lokalnej (PC, laptop, palmtop),
w tym sieci bezprzewodowej Wi-Fi. n
Autor jest zainteresowany współpracą przy wdrożeniu urządzenia
Rys. 5. Sposoby powiązania wejść z wyjściami: a) bezpośrednie;
b) impulsowe; c) czasowe
108 l Nr 5 l Maj 2009 r.
Mgr inż. Ireneusz Magiera
– absolwent kierunku Elektronika i Telekomunikacja
(specjalność Komputerowe Systemy Sterowania)
Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej,
projektant systemów sterowania;
e-mail: [email protected]