Беспроводная система управления приборами

Беспроводные системы домашней автоматизации

Беспроводная система управления приборами

Беспроводные системы домашней автоматизации – это современные и удобные инструменты, с помощью которых можно создавать «умные» помещения любого размера: от небольших городских квартир до многоэтажных офисных центров. При этом, благодаря беспроводным технологиям, для превращения обычного здания в «умное», не нужно делать сложный ремонт или выстраивать дополнительную сетевую инфраструктуру. Сам процесс немногим сложнее замены обычной электрической розетки или выключателя.

Беспроводные системы домашней автоматизации

В общем случае, система домашней автоматизации, то есть умного дома состоит из трех основных компонентов: датчиков, актуаторов и центрального контроллера.

Датчики или сенсоры предназначены для того, чтобы собирать информацию о состоянии окружающей среды. Это – «нос», «глаза» и «уши» системы умного дома. На текущий момент существует огромное количество разнообразных датчиков – влажности, температуры, задымления и затопления, уровня CO2, датчики движения и объема, датчики нарушения контура, измерители потребляемой электроэнергии и это список далеко неполный, количество и число типов всевозможных датчиков растет с каждым днем.

Исполнительные устройства или «актуаторы» служат для того, чтобы управлять какими-то реальными физическими объектами и устройствами или изменять любым способом состояние окружающей среды. Самые простые и популярные актуаторы – это обычные розетки с возможностью дистанционного включения или отключения, световые выключатели и диммеры, ИК-излучатели для управления кондиционерами, «умные» патроны для ламп и т.п. Однако этим список актуаторов не ограничивается. Среди них есть управляемые беспроводные дверные замки, модули управления моторами жалюзи, отопительных устройств, элементами систем вентиляции. Ожидается, что в ближайшем будущем, в качестве актуатора в системе домашней автоматизации сможет выступать практически любой бытовой прибор (стиральные машины, плиты, утюги, холодильники), телевизионная техника, музыкальные центры и т. д.

Центральный контроллер или иначе «хаб» умного дома принимает информацию от датчиков и посылает управляющие сигналы актуаторам. Именно в хабе сосредоточен весь интеллект «умного дома». В абсолютном большинстве случаев, хаб выступает мостом между «умным домом», то есть сетью датчиков и актуаторов и обычной домашней проводной или WiFi-сетью. Чаще всего, в центральном контроллере есть свой небольшой веб-сервер, благодаря которому, доступ к управлению «умным домом» можно получить из любого веб-браузера, с ПК, ноутбука, планшета или смартфона – как «внутри», из домашней сети так и «снаружи», через интернет.

Возможности центрального контроллера во многом зависят от того, насколько «продвинутое» ПО в нем установлено. Некоторые бюджетные продукты просто предоставляют интерфейс для того, чтобы можно было дистанционно включать и выключать свет, посылать простые команды на актуаторы, подключенные к сети домашней автоматизации или просматривать параметры среды в квартире с помощью мобильного устройства или интернет-браузера. Более сложное ПО позволяет создавать автоматические сценарии – то есть комплексно управлять актуаторами в зависимости от комбинаций каких-либо событий или сообщений от датчиков. Например, включать определенные источники света и усиливать обогрев воздуха вечером (по таймеру или в зависимости от уровня освещения в доме), создавать определенную световую атмосферу для разных ситуаций (дружеский ужин, просмотр телевизора).

Беспроводная система управления приборами

Наиболее «продвинутые» контроллеры обладают собственным «искусственным интеллектом», которые позволяют исполнять какие-то сценарии без участия хозяина квартиры, подстраиваясь под его поведение (например, используя информацию о времени суток и данные с датчиком движения – «подсвечивать» зоны помещения, где в данный момент находятся люди). Часто для этого контроллеры подключаются к облачным сервисам (как тем, что поддерживаются производителями систем умного дома, так и сторонним сервисам), где собираются десятки тысяч различных сценариев и на основании анализа больших объемов данных выделяются характерные особенности поведения пользователей, составляются наиболее оптимальные шаблоны управления домашней инфраструктурой. При этом может быть задействована и другая информация, не только та, что поступает от датчиков внутри квартиры – например, длина светового дня на конкретной широте, прогноз погоды и т. п.

Важно отметить, что довольно часто, «продвинутому» программному обеспечению для управления «умным домом» неважно, какая технология связи датчиков и актуаторов используется на физическом уровне. Достаточно лишь, чтобы имелись в наличии высокоуровневые драйвера, которые передавали в интерфейс нужные данные.

Также, в состав беспроводной системы управления домом, могут входить и другие, вспомогательные устройства, например, повторители и ретранляторы, переходные мосты для других, проводных, систем, таких как KNX, BacoNET, DMX и прочее.

Беспроводные сети «умных домов»

На данный момент в мире получили широкое распространение несколько технологий организации домашних беспроводных сетей, состоящих из датчиков, актуаторов и центрального контроллера. Среди них – Z-Wave, ZigBee, Bluetooth Low Energy. Также довольно часто используется подключение датчиков и актуаторов к домашней сети Wi-Fi (разумеется, это возможно с устройствами, которые поддерживают такую сеть и интегрированы с Wi-Fi-приемопередатчиком).

При разработке технологий сетей «умных домов» в расчет принимается несколько основных соображений.

Для того, чтобы не создавать помех, уровень сигнала в таких сетях должен быть невысоким. Предполагается, что на относительно небольшой территории (многоквартирный дом), должны устойчиво работать одновременно сотни сетей – поэтому чаще всего радиус действия приемопередатчиков в сети «умного дома» ограничен одной квартирой или расстоянием до 10 метров. Дополнительным преимуществом такого подхода является крайне невысокое энергопотребление датчиков и актуаторов и как следствие – их высокая автономность. Практически любой датчик или актуатор может работать годы от одной батарейки AA. Также, предполагается, что в сетях, состоящих из сенсоров и исполнительных устройств, нет необходимости в передачи значительных объемов данных, таких как файлы, аудио или видео. Поэтому практически все такие сети – низкоскоростные, благодаря чему еще более уменьшается энергопотребление, а также значительно сужается частотный диапазон, необходимый для работы такой сети.

У всех существующих на сегодняшний день решений для беспроводных систем домашней автоматизации есть как свои достоинства, так и свои недостатки.

Беспроводная система управления приборами

ZigBee – открытый стандарт, разрабатываемый институтом IEEE, специально для сетей сенсоров небольшого радиуса действия. В открытости ZigBee есть свои плюсы – в адаптации и разработке микросхем и аппаратных решений для ZigBee может поучаствовать кто угодно, достаточно лишь изучить соответствующую документацию. Но есть и минусы. Стандарт предполагает, что он может расширяться и дополняться разными производителям для своих собственных нужд. Из-за этого на рынке присутствует множество устройств, которые зачастую могут быть не совместимы между собой.

Беспроводная система управления приборами

Другая перспективная технология — Bluetooth Low Energy – еще в стадии окончательной доработки. На рынке уже есть решения, основанные на этом физическом протоколе – но их число пока не позволяет говорить о полноценном развитии BLE в качестве широкой платформы для «умных домов».

Также есть продукты, которые используют обычную домашнюю WiFi сеть для связи центрального контроллера (или облачного сервиса для управления «умной квартирой»), датчиков и сенсоров. Однако у них есть ряд недостатков: такие устройства более энергоемки и требуют более частой смены батареек, но самый главный из них – из-за особенностей физического уровня стандарта 802.11, присутствие низкоскоростных устройств (как правило датчики и актуаторы используют стандарт 802.11g) в сети понижает общую скорость работы беспроводной сети, которая предназначена для работы на больших скоростях и к которой подключены домашние ПК, ноутбуки, телевизоры и т. п.

Обзор беспроводных устройств большого радиуса действия

Устройства дистанционного управления, работающие по радиоканалу на нелицензируемых частотах в полосе от 433,075 до 433,790 МГц, неизменно пользуются спросом среди любителей и профессионалов, разрабатывающих приборы, требующие мобильного управления, а также ручного и автоматического управления на расстоянии без прокладки кабелей.

К таким приборам относятся запирающие устройства (шлагбаумы, ворота, рольставни), домашние и промышленные системы уличного освещения, нагреватели различного назначения, электродвигатели, насосы и т.п. Как правило, управление этими приборами осуществляется без использования обратной связи. Используемые для таких целей модули дистанционного управления просты и надежны, не требуют подключения к интернету и беспроводным сетям, могут работать в различных режимах управления и имеют невысокую стоимость.

В большинстве случаев дальность действия стандартных модулей не превышает 100 на открытом пространстве. Но часто расстояние, на котором необходимо управлять полезной нагрузкой превышает стандартные 100 м, что приводит к необходимости прокладки кабеля или применения сложных и недешевых технологий.

Компания Мастер Кит предлагает новую серию устройств дистанционного управления, которые могут работать на расстоянии до 500 м от передатчика до приемника, что покрывает большинство потребностей в такого рода управлении. Итак, представляем серию MP323.

На данный момент в серию входит четыре устройства:

  1. MP323RX — универсальный приемник 433МГц, 1 реле, 10А, 2200Вт, 80м;
  2. MP323RX1 — универсальный комплект 433МГц, 2 реле, 10А, 2200Вт, 100м;
  3. MP323RX3 — универсальный комплект 433МГц, 2 реле, 10А, 2200Вт, 300м;
  4. MP323TX5 — пульт для удаленного управления приемниками серии MP323RX до 500 метров.

Для удобства основные технические характеристики сведены в таблицу, расположенную в конце обзора.

  1. Комплект дистанционного управления MP323RX в составе передатчика и приемника предназначен для беспроводного управления электроприборами в диапазоне 433 МГц на дальности до 50/500 метров. Приемник из комплекта работает не только с пультами серии MP323TX, но и с пультами MP910, MP324M/передатчик, MP325M/передатчик и MP433/передатчик как по отдельности, так и в смешанном режиме. Благодаря такому свойству имеется возможность построить многоканальную систему управления с числом каналов до 15 с приемниками, расположенными как в одной, так и в разных точках жилища или территории.

Приемник имеет три режима работы «Кнопка», «Триггер1» и «Триггер2». Переключение режимов производится с помощью джамперов на плате приемника.

реле приемника находится во включенном состоянии, пока нажата кнопка на передатчике. При отпускании кнопки реле выключается.

включение и отключение реле происходит одной и той же кнопкой.

включение реле производится одной кнопкой, а отключение другой. Такой режим позволяет исключить ошибки управления оператора при запуске и остановке электрооборудования.

  1. Комплект MP323RX1 в составе передатчика и приемника предназначен для беспроводного управления электроприборами в диапазоне 433 МГц на дальности до 300/500 метров. Он также работает не только с пультами серии MP323TX, но и с пультами MP910, MP324M/передатчик, MP325M/передатчик и MP433/передатчик как по отдельности, так и в смешанном режиме.

Приемник имеет четыре режима работы: «Триггер», «Переключатель», «Таймер» и «Кнопка». Переключение режимов производится с помощью джамперов на плате приемника.

включение и отключение реле производится одной кнопкой для каждого канала.

Также возможно управление двумя кнопками. При этом одна кнопка включает реле, другая выключает. Для этого необходимо добавить в память приемника второй ряд кнопок согласно инструкции.

включение и отключение реле производится одной кнопкой для каждого канала.

включение реле производится одной кнопкой для каждого канала на фиксированное время, равное 60 секундам. Отсчет времени происходит независимо для каждого канала.

при включении этого режима в нем работают оба канала. Реле включено, пока нажата соответствующая кнопка передатчика. Управление каналами независимое.

  1. Комплект MP323RX3 предназначен для беспроводного управления электроприборами в диапазоне 433 МГц на дальности до 300/500 метров. Возможность работы с пультами и режимы работы аналогичны приведенному выше описанию комплекта MP323RX1. Отличие состоит в увеличенной дальности работы со штатным передатчиком, и конструкции передатчика.
  1. Пульт MP323TX5 для удаленного управления приемниками серии MP323RX позволяет увеличить до 500 метров дальность управления приемниками серии MP

Универсальный пульт имеет 15 кнопок, что позволяет управлять с его помощью пятнадцатью независимыми каналами. Он также оснащен выдвижной антенной, что увеличивает дальность и надежность управления нагрузкой.

Надеемся, что этот обзор поможет вам в выборе системы дистанционного управления диапазона 433 Мгц.

Рекомендуем также ознакомиться с некоторыми другими материалами по теме дистанционного управления на нашем сайте:

Подписывайтесь на наши новости, чтобы всегда быть всегда в курсе новинок и специальных предложения на сайте компании Мастер Кит.

Серия MP323, сравнительная таблица

Напряжение питания
приемника, В

Напряжение питания
передатчика, В

Элемент
питания
передатчика

Дальность
управления
в прямой
видимости

Максимальный
ток
потребления
приемника

Диапазон
рабочих
температур, °С

Дистанционное управление электроприборами

Ставь лайк! Делись с друзьями, потому что дальше будет интереснее! Понравилась статья? Ставь палец вверх и будешь видеть наши новости чаще!

Беспроводные технологии прочно вошли в нашу жизнь, и мы уже не представляем, как без них можно обходиться. Wi-Fi, Bluetooth, GPS, WiMAX, DECT, 3G, 4G, NFC и прочие шаманские заклинания помогают нам быстро получать и посылать различную информацию, обмениваться ей.

Все эти технологии имеют свои преимущества и ограничения. Но есть, наверное, одна из них, которая, возможно, была первой массовой беспроводной технологией которая после радиосвязи и телевидения завоевала весь мир. Это, конечно же, сотовая связь стандарта GSM. Этот стандарт — самый распространенный глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи — разработан еще в 80-х годах прошлого столетия группой, которая сейчас носит название Global System for Mobile Communications.

В настоящее время есть возможность обмениваться информацией с большей скоростью и, соответственно, пропускной способностью, но если нужен надежный канал для обмена небольшим количеством данных, то стандарт GSM – вне конкуренции. Наверное, все мы попадали в ситуации, когда мобильный интернет не работает, Wi-Fi поблизости отсутствует, некогда популярных интернет-кафе не сыщешь, зато SMS-сообщения бодро бегают туда-сюда. Что мы делаем, прежде всего, когда прилетаем куда-нибудь? Ну, конечно, посылаем СМС-ку «приземлились, все в порядке», и это практически всегда работает.

Вот почему устройства, которые предназначены для удаленного управления какими-либо процессами, или наблюдения за ними, а одним из основных требований к таким устройствам является надежность и безотказность, используют в качестве канала связи GSM. Их принцип действия не отличается от посылки и приема SMS-сообщений вручную, только формированием и расшифровкой этих сообщений занимаются вездесущие микроконтроллеры, а модули GSM, используемые в таких устройствах, порой ничем не отличаются от модулей, используемых в сотовых телефонах.

Точно так же, как и в сотовом телефоне, для выхода устройства дистанционного контроля и управления в сеть достаточно вставить в него SIM-карту с положительным балансом.

Компания Мастер Кит предлагает целый ряд модулей, которые реализуют различные функции, используя стандарт GSM для управления. В настоящем обзоре мы рассмотрим несколько таких модулей. Надеемся, что обзор поможет вам выбрать подходящий модуль для решения задач удаленного контроля и управления.

В конце обзора вы найдете таблицу, в которой для удобства сведены основные характеристики описываемых устройств.

1. MA3401 — автономная GSM-SMS сигнализация с функцией контроля и управления температурой предназначена для круглосуточной непрерывной охраны любых объектов, управления нагрузкой с помощью СМС-сообщений, термостатирования с помощью встроенного датчика температуры, принудительного управления нагрузкой, управления электронным замком по звонку, а также в качестве тревожной кнопки.

Источник