RU2845338C1 - Hybrid modular system - smart home for room or building electronic devices control - Google Patents
Hybrid modular system - smart home for room or building electronic devices controlInfo
- Publication number
- RU2845338C1 RU2845338C1 RU2025100257A RU2025100257A RU2845338C1 RU 2845338 C1 RU2845338 C1 RU 2845338C1 RU 2025100257 A RU2025100257 A RU 2025100257A RU 2025100257 A RU2025100257 A RU 2025100257A RU 2845338 C1 RU2845338 C1 RU 2845338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- connector
- control
- driver
- service
- microcomputer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к области электротехники, а также к области обработки и передачи данных для специальных применений и может быть использована для создания централизованных систем контроля и интеллектуального управления инфраструктурой жилых, офисных и общественных зданий и помещений, включающих системы электроснабжения, водоснабжения, теплоснабжения, газоснабжения, вентиляции, и т.п.The invention relates to the field of electrical engineering, as well as to the field of data processing and transmission for special applications and can be used to create centralized control systems and intelligent management of the infrastructure of residential, office and public buildings and premises, including systems of power supply, water supply, heat supply, gas supply, ventilation, etc.
Уровень техникиState of the art
Известна система релейной защиты и автоматики, содержащая устройства обработки, узлы связи, микропроцессорный преобразователь Патент РФ №2210104. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=7775&DocNumber=2210104&TvpeFile=ht mlA relay protection and automation system is known, containing processing devices, communication nodes, a microprocessor converter. Russian Federation Patent No. 2210104. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=7775&DocNumber=2210104&TvpeFile=ht ml
Недостатком устройства является узкие функциональные возможности.The disadvantage of the device is its limited functionality.
Также использование преобразователей электрического сигнала в оптический для передачи между модулями и обратно, для последующей обработки усложняет схему и увеличивает стоимость системы.Also, the use of electrical signal converters to optical signals for transmission between modules and back, for subsequent processing, complicates the circuit and increases the cost of the system.
Известна интеллектуальная модульная система управления зданием (умный дом) по патенту РФ №53510 содержащая контроллер, выполненный с возможностью работы в проводной сети, а также подключенные к контроллеру с использованием проводной сети исполнительные проводные модули, предназначенные для подключения к контроллеру датчиков и исполнительных устройств.An intelligent modular building management system (smart home) is known under Russian patent No. 53510, containing a controller designed to operate in a wired network, as well as executive wired modules connected to the controller using a wired network, intended for connecting sensors and actuators to the controller.
Известна СИСТЕМА УДАЛЕННОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ "УМНЫЙ ДОМ" патент РФ №2573762 содержащая датчики и исполнительные устройства, по крайней мере, один блок управления, имеющий выход в локальную сеть Ethernet и через устройство для управления системой пользователем связанный с всемирной сетью Internet, в которой находится «облачный сервер». «Облачный сервер» содержит WEB-сервер, модуль разработки сценариев пользователя, глобальное хранилище сценариев пользователя, глобальное хранилище команд управления пользователя, глобальное хранилище отсканированных команд устройств всех пользователей. Блок управления содержит блок сканирования команд управления, локальное хранилище отсканированных команд управления, модуль выполнения сценариев пользователя, блок хранения сценариев пользователя, модуль безопасности и шифрования, приемопередающее устройство беспроводной связи. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=505&DocNumber=2573762&TvpeFile=htm1A SYSTEM FOR REMOTE CONTROL AND MANAGEMENT OF ELECTRONIC DEVICES "SMART HOME" is known, patent of the Russian Federation No. 2573762, containing sensors and actuators, at least one control unit having an output to a local Ethernet network and, through a device for controlling the system by the user, connected to the Internet, in which a "cloud server" is located. The "cloud server" contains a WEB server, a user scenario development module, a global user scenario storage, a global user control command storage, a global storage of scanned commands of devices of all users. The control unit contains a control command scanning unit, a local storage of scanned control commands, a user scenario execution module, a user scenario storage unit, a security and encryption module, a wireless communication transceiver. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=505&DocNumber=2573762&TvpeFile=htm1
Недостатками системы является:The disadvantages of the system are:
Отсутствие возможности проводной коммутации датчиков и исполнительных устройств, что критично для создания конфигураций системы, удовлетворяющих высоким требованиям надежности или иных специфичных примененийLack of the ability to wire sensors and actuators, which is critical for creating system configurations that meet high reliability requirements or other specific applications
Наличие и необходимость облачного web-сервера доступ, к которому осуществляется через сеть Internet, подключение к которой является обязательным). При такой конфигурации, при наличии проблем на сервере и/или связи с Internet, пользователь лишается возможности управления и конфигурирования системы, а также непосредственного доступа к системе.The presence and necessity of a cloud web server (access to which is carried out via the Internet, connection to which is mandatory). With such a configuration, if there are problems on the server and/or connection to the Internet, the user is deprived of the ability to manage and configure the system, as well as direct access to the system.
Хранение конфигурации только в облачном хранилище. При проблемах на хранилище все данные теряются безвозвратно, также возможна утечка данных при взломе сервера. (В заявляемом решении конфигурация хранится на энергонезависимом носителе, который изымается из сломанного (в случае поломки) контроллера, вставляется в новый и система с него загружает все конфигурационные файлы).Configuration storage only in cloud storage. In case of problems in the storage, all data is lost irretrievably, and data leakage is also possible if the server is hacked. (In the claimed solution, the configuration is stored on a non-volatile medium, which is removed from the broken (in case of failure) controller, inserted into a new one, and the system loads all configuration files from it).
Ближайшим к заявляемому решению является решения из патента РФ №2628289 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ГИБРИДНАЯ МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗДАНИЕМ (УМНЫЙ ДОМ) "INSYTE", содержащая контроллер, выполненный с возможностью работы в проводной сети RS-485 с использованием протокола Modbus и в беспроводной сети с использованием протокола ZigBee. К контроллеру подключены с использованием проводной сети RS-485 исполнительные проводные модули, предназначенные для подключения к контроллеру датчиков и исполнительных устройств. К контроллеру подключены с использованием беспроводной сети по протоколу ZigBee исполнительные беспроводные модули, предназначенные для подключения к контроллеру датчиков и исполнительных устройств. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=8521 &DocNumber=2628289&TypeFile=ht mlThe closest to the claimed solution is the solution from the patent of the Russian Federation No. 2628289 INTELLIGENT HYBRID MODULAR BUILDING MANAGEMENT SYSTEM (SMART HOUSE) "INSYTE", containing a controller configured to operate in a wired RS-485 network using the Modbus protocol and in a wireless network using the ZigBee protocol. Executive wired modules intended for connecting sensors and actuators to the controller are connected to the controller using a wired RS-485 network. Executive wireless modules intended for connecting sensors and actuators to the controller are connected to the controller using a wireless network using the ZigBee protocol. https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=8521 &DocNumber=2628289&TypeFile=ht ml
Недостатками известной системы из патента RU 2628289 С1 является отсутствие:The disadvantages of the known system from patent RU 2628289 C1 are the absence of:
1. поддержки протоколов DALI, Z-Wave и LoRaWAN (а также иных LoRa протоколов (в заявляемой системе возможна вариация самописного).1. support for DALI, Z-Wave and LoRaWAN protocols (as well as other LoRa protocols (in the declared system, a variation of a custom-written one is possible).
2. Также отсутствует программная среда с GUI в которой конечный пользователь может самостоятельно производить конфигурацию (не просто настройку) системы и ее компонентов добавляя или исключая их.2. There is also no software environment with a GUI in which the end user can independently configure (not just set up) the system and its components by adding or excluding them.
3. Отсутствует интеграция с программно-аппаратными решениями типа умный дом от МТС (hub), Сбер (салют), Яндекс, Apple Home, GoogleHome.3. There is no integration with software and hardware solutions such as smart home from MTS (hub), Sber (salute), Yandex, Apple Home, GoogleHome.
4. Отсутствует поддержка интеграции с сервисами голосового управления Alexa (Amazon), Google (home), Алиса (Яндекс), AppleHome.4. There is no support for integration with voice control services Alexa (Amazon), Google (home), Alice (Yandex), AppleHome.
5. Настройки и подстройки вентиляции (в заявляемом решении представлен метод умной пассивной вентиляции на основе stack airflow effect (https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_effect)5. Ventilation settings and adjustments (the claimed solution presents a method of smart passive ventilation based on the stack airflow effect (https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_effect)
6. Общая не автономность системы (Неотъемлемым элементом заявляемой системы является проводная панель управления, которая обеспечивает доступ к управлению и настройке системы вне зависимости от наличия или отсутствия какого-либо типа беспроводного типа соединения с системой (речь о web-интерфейсе, мобильном приложении, управлении через gsm sms) - т.е. обеспечивает ее автономность).6. General non-autonomy of the system (An integral element of the declared system is a wired control panel, which provides access to control and configuration of the system regardless of the presence or absence of any type of wireless connection to the system (we are talking about a web interface, a mobile application, control via gsm sms) - i.e. ensures its autonomy).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание эффективной системы управления электронными устройствами позволяющей организовать автономную систему умный дом включающую в себя поддержку протоколов DALI, Z-Wave и LoRaWAN (а также иных LoRa протоколов с возможностями производить различные конфигурации системы и ее компонентов в том числе посредством интеграции с программно-аппаратными решениями типа умный дом от МТС (hub), Сбер (салют), Яндекс, Apple Home, Google Home.The technical problem, which the claimed technical solution is aimed at solving, is the creation of an effective control system for electronic devices that allows organizing an autonomous smart home system that includes support for DALI, Z-Wave and LoRaWAN protocols (as well as other LoRa protocols with the ability to produce various configurations of the system and its components, including through integration with software and hardware solutions such as smart home from MTS (hub), Sber (salute), Yandex, Apple Home, Google Home.
Технический результат заявленного решения заключается в создании системы умный дом, расположенной в отдельном корпусе с поддержкой основных проводных и беспроводных протоколов приема-передачи данных и с возможностями интеграции с различными внешними программно-аппаратными решениями.The technical result of the declared solution consists in the creation of a smart home system located in a separate housing with support for the main wired and wireless protocols for receiving and transmitting data and with the ability to integrate with various external software and hardware solutions.
Для достижения указанного технического результата предлагается гибридная модульная система - умный дом для управления электронными устройствами помещения или здания включающая в себя корпус с установленным на одной из его поверхностей или вынесенным за пределы корпуса дисплеем управления, установленными на корпусе с возможностями подключения к ним разъемами: питания С-13, подключения ETHERNET RJ-45, преобразователя сигнала RS-232 в UART TTL, по меньшей мере двух беспроводных и по меньшей мере трех проводных реле, внутри корпуса установлен инструмент синхронного управления и контроля в виде микрокомпьютера с установленными приложениями управления в виде программных модулей Node-RED, Python, С++, "СПРУТ", "Home Assistant", WEB-сервер и возможностями взаимодействия с любыми API внешних сервисов и браузерами устройств приема и передачи данных, и программными компонентами установленными в микрокомпьютере координируемыми через сервис MQTT broker: драйвером RJ-45, мостом HMI-дисплея, драйвером обработки сигнала DALI, драйверами обработок и конвертации сигналов, интернет сервисом и драйвером для взаимодействия с отдельным GSM модулем с возможностями взаимодействия с внешним терминалом устройств приема и передачи данных, WiFi модулем, ZigBee модулем через сервис ZigBee-to-MQTT топики и ZigBee protocol, ZWave-модулем через сервис ZWave-to-MQTT и ZWave-протокол, модулем LoRa через отдельные линии через сетевой сервер LoRaWAN и программный контроллер, при этом микрокомпьютер с дисплеем управления последовательно соединен через MQTT broker, display to MQTT, разъем RS-232 и драйвер преобразователь сигнала RS-232, микрокомпьютер подключен посредством клемм и проводящей линии с разъемом питания С-13 корпуса, посредством проводящих линий и драйвера RJ-45 с разъемом подключения ETHERNET RJ-45 корпуса, посредством, драйвера обработки сигнала DAL1 через линии связи и разъем RS-485 соединен с контроллером шлюзом DALI, драйвером светильника и по меньшей мере одним управляемым устройством которое также соединено с микрокомпьютером отдельными линиями через клемму, проводное реле, через разъем питания и проводное реле, напрямую через клемму и напрямую через проводное реле 0-10 В, WiFi, ZigBee, ZWave и LoRa модули выполнены с возможностью соединения с внешними датчиками и беспроводными исполнительными устройствами которые в свою очередь также соединены с системой через линии с беспроводными реле корпуса системы соединенными отдельными линиями через разъем RS-485 и драйвер обработки сигнала и через разъем сухой контакт и драйвер обработки сигнала с сервисом MQTT broker, управляемое устройство соединено с контроллером или шлюзом управляемым по протоколу Modbus через разъем RS-485 и соединенным с датчиками и/или исполнительными устройствами через беспроводное реле.In order to achieve the specified technical result, a hybrid modular system is proposed - a smart home for controlling electronic devices of a room or building, including a housing with a control display installed on one of its surfaces or located outside the housing, installed on the housing with the ability to connect to them by connectors: C-13 power supply, ETHERNET RJ-45 connection, RS-232 to UART TTL signal converter, at least two wireless and at least three wired relays, a synchronous control and monitoring tool in the form of a microcomputer with installed control applications in the form of Node-RED, Python, C++, SPRUT, Home Assistant software modules, a WEB server and the ability to interact with any API of external services and browsers of data receiving and transmitting devices, and software components installed in the microcomputer coordinated through the MQTT broker service: RJ-45 driver, HMI display bridge, DALI signal processing driver, signal processing and conversion drivers, Internet service and a driver for interaction with a separate GSM module with the ability to interact with an external terminal of data receiving and transmitting devices, a WiFi module, a ZigBee module via the ZigBee-to-MQTT topic service and the ZigBee protocol, a ZWave module via the ZWave-to-MQTT service and the ZWave protocol, a LoRa module via separate lines via the LoRaWAN network server and a software controller, wherein the microcomputer with the control display is sequentially connected via an MQTT broker, display to MQTT, an RS-232 connector and a RS-232 signal converter driver, the microcomputer is connected via terminals and a conductive line to the C-13 power connector of the housing, via conductive lines and an RJ-45 driver to the ETHERNET RJ-45 connection connector of the housing, by means of the DAL1 signal processing driver via communication lines and an RS-485 connector connected to the DALI gateway controller, the luminaire driver and at least one controlled device which is also connected to the microcomputer by separate lines via terminal, wired relay, via power connector and wired relay, directly via terminal and directly via wired relay 0-10 V, WiFi, ZigBee, ZWave and LoRa modules are designed with the ability to connect to external sensors and wireless actuators which in turn are also connected to the system via lines with wireless relays of the system housing connected by separate lines via RS-485 connector and signal processing driver and via dry contact connector and signal processing driver with MQTT broker service, the controlled device is connected to the controller or gateway controlled via Modbus protocol via RS-485 connector and connected to sensors and/or actuators via wireless relay.
Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что предложенное решение позволяет:The combination of the above essential features leads to the fact that the proposed solution allows:
1. За счет точности управления заслонкой или заслонками обеспечивается максимально точное и гибкое управление пассивной вентиляционной системой, избегая "слепых" зон регулировки, когда точность контроля угла поворота заслонки составляет 10-15 градусов, что приводит к недостатку или переизбытку воздухообмена. То есть решается проблема достаточности воздухообмена, и проблема перерасхода средств на отопление за счет сокращения возможностей возникновения сильных сквозняков.1. Due to the precision of the damper or dampers control, the most precise and flexible control of the passive ventilation system is ensured, avoiding "blind" control zones, when the accuracy of the damper rotation angle control is 10-15 degrees, which leads to a lack or excess of air exchange. That is, the problem of sufficient air exchange is solved, and the problem of overspending on heating due to the reduction in the possibility of strong drafts.
2. Повысить надежность - повышенная отказоустойчивость за счет:2. Increase reliability - increased fault tolerance due to:
Проводного управления электроприводами заслонок вентканалов;Wired control of electric drives of ventilation duct dampers;
Использования радиоканалов связи с датчиками температуры на частоте 433 МГц, не требующей лицензирования. Используются радио модули с поддержкой технологии LoRa, являющейся стандартом в IoT индустрии. Модули обладают большим радиусом связи и высокой проникающей способностью (что актуально для помещений большого размера и/или имеющих большое количество внутренних перегородок и/или капитальных стен выполненных из бетона), в отличие от других стандартов беспроводной связи (Zigbee, Bluetooth, ZWave), а также высокой помехоустойчивостью и низким энергопотреблением.Using radio communication channels with temperature sensors at a frequency of 433 MHz, which does not require licensing. Radio modules with support for LoRa technology, which is a standard in the IoT industry, are used. The modules have a large communication radius and high penetrating ability (which is important for large rooms and/or with a large number of internal partitions and/or capital walls made of concrete), unlike other wireless communication standards (Zigbee, Bluetooth, ZWave), as well as high noise immunity and low power consumption.
3. Улучшить уровень сборки и ремонтопригодности за счет доступности компонентов - компонентная база состоит из артикулов российского и китайского производства, с покупкой и доставкой которых нет затруднений;3. Improve the level of assembly and maintainability due to the availability of components - the component base consists of articles of Russian and Chinese production, the purchase and delivery of which are not difficult;
4. Благодаря применению ПО собственной разработки - Не требуется доступ в интернет или подключение к серверам, полностью автономная работа системы;4. Thanks to the use of our own software - No Internet access or connection to servers is required, the system operates completely autonomously;
Безопасность эксплуатации, с точки зрения отключения от предоставления и обновления ПО, как это делают западные компании;Operational safety, in terms of disconnection from software provision and updates, as Western companies do;
Удобный web-интерфейс, Telegram-бот, проприетарное мобильное приложение.Convenient web interface, Telegram bot, proprietary mobile application.
5. Повысить эффективность - экономией энергозатрат на отопление до 40%5. Increase efficiency - saving energy costs for heating up to 40%
6. Также, заявляемая система, может иметь облачный сервер, как один из вариантов конфигурации который реализует только доп.возможности, никак не ограничивая систему;6. Also, the declared system can have a cloud server as one of the configuration options that implements only additional capabilities, without limiting the system in any way;
N штук заявляемых решений могут быть собраны в сеть, за счет центрального устройства (сервера) и/или за счет передачи информации/сигналов по проводным или беспроводным каналам связи. Таким образом возможно создание комплекса цифровизации многоквартирного дома, в каждой отдельной квартире которого находится отдельная независимая система Умный дом;N pieces of the claimed solutions can be assembled into a network, using a central device (server) and/or by transmitting information/signals via wired or wireless communication channels. In this way, it is possible to create a digitalization complex for an apartment building, in each individual apartment of which there is a separate independent Smart Home system;
Предлагаемую систему можно подключить к Internet и провести удаленную диагностику специалистами техподдержки, можно подключиться локально по Ethernet (PC-Система), USB (PC-Система) или по WiFI для диагностики и обновления ПО. Также обновление можно провести с внешнего носителя (usb-flash, еМСС и другие) через проводное соединение.The proposed system can be connected to the Internet and remotely diagnosed by technical support specialists, or connected locally via Ethernet (PC-System), USB (PC-System) or Wi-Fi for diagnostics and software updates. Updates can also be made from an external drive (USB-flash, eMCS and others) via a wired connection.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг.1 изображена предлагаемая система, где позициями обозначены:Fig. 1 shows the proposed system, where the following are designated by positions:
1. Микрокомпьютер1. Microcomputer
2. Дисплей-панель управления;2. Display control panel;
3. Терминал, в качестве которого могут выступать:3. Terminal, which can be:
СмартфонSmartphone
ПланшетTablet
Умная колонка (с микрофоном) ПКSmart Speaker (with Microphone) PC
Умные часы/браслетSmart watch/bracelet
Устройство виртуальной и/или дополненной реальности (шлем, визор, очки, контактные линзы, умные перчатки)Virtual and/or augmented reality device (helmet, visor, glasses, contact lenses, smart gloves)
Беспроводные нейроинтерфейсы (интерфейс мозг-компьютер)Wireless neural interfaces (brain-computer interface)
4. Датчики и/или исполнительные устройства (беспроводные) в том числе беспроводное реле исполнительного устройства4. Sensors and/or actuators (wireless) including wireless actuator relay
5. Управляемое устройство - Любой электроприбор, работающий по принципу вкл/выкл5. Controlled device - Any electrical appliance that operates on the on/off principle
6. API внешних сервисов6. External services API
6.1. Любой сервис6.1 Any service
6.2. Телеграмм6.2. Telegram
6.3. Яндекс6.3. Yandex
7. Приложения управления7. Management applications
7.1. Программный модуль Node-RED7.1 Node-RED Software Module
7.2. Программный модуль Python7.2 Python Program Module
7.3. Программный модуль С++7.3. C++ Program Module
7.4. Программный модуль сервиса "СПРУТ"7.4. Software module of the "SPRUT" service
7.5. Программный модуль сервиса "Home Assistant"7.5. Software module of the "Home Assistant" service
7.6. Программный модуль сервиса WEB-сервер7.6. Software module of the WEB-server service
8. Программные компоненты, обеспечивающие обработку и передачу сигналов от и в приложение управления8. Software components that provide processing and transmission of signals from and to the control application
8.1. Сервис MQTT broker;8.1. MQTT broker service;
8.2. Различные программные драйверы (Driver) и модули для:8.2. Various software drivers (Driver) and modules for:
8.2.1. Обработки сигнала с разъема RJ-458.2.1. Processing the signal from the RJ-45 connector
8.2.2. Обработки сигнала с разъема RS-2328.2.2. Processing the signal from the RS-232 connector
8.2.3. Обработки сигнала DALI8.2.3. DALI signal processing
8.2.4. Обработки сигнала 0-10 В8.2.4. 0-10 V signal processing
8.2.5. Обработки сигнала с разъема RS-4858.2.5. Processing the signal from the RS-485 connector
8.2.6. Обработки сигнала с разъема типа Сухой контакт8.2.6. Processing the signal from the Dry Contact connector
8.2.7. Обработки сигнала от GSM модуля8.2.7. Processing the signal from the GSM module
8.2.8. Интернет сервис для работы с WiFi модулем8.2.8. Internet service for working with WiFi module
8.2.9. Конвертации сигналов из протоколов ZigBee в MQTT топики8.2.9. Conversion of signals from ZigBee protocols to MQTT topics
8.2.10. LoRaWAN сетевой сервер8.2.10. LoRaWAN network server
8.2.11. Контроллер8.2.11. Controller
9. Беспроводные модули приемо-передачи9. Wireless transmitter and receiver modules
9.1. GSM9.1. GSM
9.2. WiFi9.2. WiFi
9.3. ZigBee9.3. ZigBee
9.4. ZWave9.4. ZWave
9.5. LoRa9.5. LoRa
10. Реле управления10. Control relay
10.1. Проводное (RS-485)10.1 Wired (RS-485)
10.2. Беспроводное (радио-реле)10.2. Wireless (radio relay)
10.3. Беспроводное (RS-485, радио-реле)10.3. Wireless (RS-485, radio relay)
10.4. Проводное 0-10B10.4. Wired 0-10V
11. Разъемы11. Connectors
11.1. Питание и/или управление: GX-1211.1 Power and/or Control: GX-12
11.2. Ethernet: RJ-4511.2. Ethernet: RJ-45
11.3. Питание системы: С-1311.3. System power supply: C-13
12. Преобразователь сигнала RS 232 в UART TTL12. RS 232 to UART TTL signal converter
13. Клеммы13. Terminals
14. Разъемы или модули-расширения с разъемами микрокомпьютера 114. Connectors or expansion modules with microcomputer connectors 1
14.1. Клемма14.1. Terminal
14.2. RJ-4514.2. RJ-45
14.3. RS-23214.3. RS-232
14.4. RS-48514.4. RS-485
14.5. Сухой контакт14.5. Dry contact
15. Контроллер и шлюз управления DALI15. DALI controller and control gateway
16. Драйвер тока для осветительных приборов с поддержкой управления по DALI16. Current driver for lighting fixtures with DALI control support
17. Любой внешний котроллер или шлюз, который управляется по протоколу Modbus через канал RS-48517. Any external controller or gateway that is controlled via Modbus protocol via RS-485 channel
19. Корпус системы19. System housing
На фиг.2 изображена схема расположения предлагаемой системы, где дисплей-панель управления расположена на электрощите, а на фигуре 3, где дисплей-панель управления вынесена за пределы электрощита, позициями обозначены:Fig. 2 shows a diagram of the arrangement of the proposed system, where the display-control panel is located on the electrical panel, and in Fig. 3, where the display-control panel is located outside the electrical panel, the following positions are indicated:
2. Дисплей-панель управления 22. Display control panel 2
18. Электрощит18. Electrical panel
19. Корпус системы, представленный секцией электрощита 18, в которой установлены элементы системы19. The system body, represented by the electrical panel section 18, in which the system elements are installed
20. Секция электрощита 18, в которой располагается электро-оборудование пользователя20. Section of the electrical panel 18, in which the user's electrical equipment is located
21. Замок секции 19 электрощита 18.21. Lock of section 19 of electrical panel 18.
Линии соединения элементов: пунктирные-внешние провода (выходящие за корпус - коробку), сплошные линии соединения - провода, расположенные внутри корпуса - коробки, точечные линии соединения - беспроводные соединения.Lines of connection of elements: dotted lines - external wires (extending beyond the case - box), solid lines of connection - wires located inside the case - box, dotted lines of connection - wireless connections.
Осуществление и примеры реализации изобретенияImplementation and examples of implementation of the invention
Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого решения, который не ограничивает варианты его исполнения.Below is an example of a specific implementation of the claimed solution, which does not limit the options for its implementation.
Заявляемое решение, представлено схематично на фиг.1 и включает в себя следующие ключевые компоненты:The claimed solution is shown schematically in Fig. 1 and includes the following key components:
Микрокомпьютер 1 представляющей собой промышленный микрокомпьютер, например RaspberryPi, 5 являющийся инструментом визуального программирования Node-RED, инструментом синхронного управления и общим контроллером системы;Microcomputer 1 which is an industrial microcomputer such as RaspberryPi, 5 which is a Node-RED visual programming tool, a synchronous control tool and a general system controller;
Дисплей, являющийся панелью-управления 2, например представленной в виде Kinco GL070 GL070E HMI который может быть расположен на корпусе системы или смонтирован снаружи фиг.1 и 3. Имеет проводное соединение, обеспечивающее автономность работы системы (в отличие от беспроводных дисплеев, зависимых от наличия сети WiFi), при этом может включать дополнительное беспроводное соединение;The display, which is a control panel 2, for example, presented in the form of Kinco GL070 GL070E HMI, which can be located on the system body or mounted outside (Figs. 1 and 3). It has a wired connection, ensuring the autonomous operation of the system (in contrast to wireless displays, which depend on the presence of a WiFi network), and can include an additional wireless connection;
Терминалы 3 в качестве которых могут применяться различные системы и устройства приема, обработки и передачи сигналов - смартфон 3.1, планшет 3.2, ПК 3.3, умный браслет 3.4 или умные часы, устройство виртуальной и/или дополненной реальности 3.5 (шлем, визор, очки, контактные линзы) в т.ч. в паре с нейроинтерфейсом любого типа например беспроводные нейроинтерфейсы (интерфейс мозг-компьютер) и/или Смарт-панель (не показана на чертежах) которая осуществляет взаимодействие с элементами и приложениями системы либо через интернет либо через беспроводной протокол связи без интернет соединения.Terminals 3 which can be used as various systems and devices for receiving, processing and transmitting signals - a smartphone 3.1, tablet 3.2, PC 3.3, smart bracelet 3.4 or smart watch, virtual and/or augmented reality device 3.5 (helmet, visor, glasses, contact lenses) including in pair with a neurointerface of any type, for example, wireless neurointerfaces (brain-computer interface) and/or Smart Panel (not shown in the drawings) which interacts with elements and applications of the system either via the Internet or via a wireless communication protocol without an Internet connection.
Датчики или исполнительные устройства 4 с возможностью беспроводного управления и передачи данных например: Xiaomi Со2 Sensor С02 датчик.AlecoAir HA-08_THERMO Thermostat radiator valve.TOMZN TOB9Z-63M Din smart relay (with power monitoring via polling).LoraTap SC500ZB Roller Shutter Blind Module.Third Reality 3RCB01057Z Zigbee color lightsSensors or actuators 4 with the ability to wirelessly control and transmit data, for example: Xiaomi Co2 Sensor C02 sensor. AlecoAir HA-08_THERMO Thermostat radiator valve. TOMZN TOB9Z-63M Din smart relay (with power monitoring via polling). LoraTap SC500ZB Roller Shutter Blind Module. Third Reality 3RCB01057Z Zigbee color lights
⋅ Schneider Electric E8331DST300ZB Wiser AvatarOn 1G dimmer switch⋅ Schneider Electric E8331DST300ZB Wiser AvatarOn 1G dimmer switch
⋅ easyiot ZB-SW08 Zigbee 8-channel relay⋅ easyiot ZB-SW08 Zigbee 8-channel relay
⋅ SUTON STB3L-125-ZJ Zigbee DIN RCBO energy meter⋅ SUTON STB3L-125-ZJ Zigbee DIN RCBO energy meter
⋅ Zemismart ZMO-606-P2 Smart 2 poles outlet (20A+1 OA)⋅ Zemismart ZMO-606-P2 Smart 2 poles outlet (20A+1 OA)
Управляемое устройство 5 (или устройства) в качестве которого или которых может применяться любой электроприбор, работающий по принципу вкл/выкл;Controlled device 5 (or devices) which may be any electrical appliance operating on the on/off principle;
API внешних сервисов 6, в качестве которых может выступать любой сервис позволяющий осуществлять взаимодействие с программными или аппаратными компонентами для получения, обработки или передачи данных, необходимых для выполнения целевых функций системы. В частности, API мессенджера Телеграмм, умного дома Яндекс (в т.ч. Голосовой ассистент "Алиса") и т.п. А также API для приемо-передачи информации между системой умный дом и системой умного здания/квартала;External service API 6, which can be any service that allows interaction with software or hardware components to receive, process or transmit data necessary to perform the target functions of the system. In particular, the Telegram messenger API, the Yandex smart home (including the Alice voice assistant), etc. As well as an API for receiving and transmitting information between the smart home system and the smart building/block system;
Приложения управления 7 установленные на микрокомпьютер-контроллер 1, а именно Программный модуль Node-RED 7.1, Программный модуль Python 7.2, Программный модуль С++7.3, Программный модуль сервиса "СПРУТ" 7.4, Программный модуль сервиса "Home Assistant" 7.5, Программный модуль сервиса WEB-сервер 7.6;Control applications 7 installed on the microcomputer-controller 1, namely the Node-RED 7.1 software module, the Python 7.2 software module, the C++7.3 software module, the SPRUT service software module 7.4, the Home Assistant service software module 7.5, the WEB-server service software module 7.6;
Программные компоненты 8, установленные в микрокомпьютере 1, обеспечивающие обработку и передачу сигналов от и в приложение управления 7, включают:Software components 8 installed in microcomputer 1, providing processing and transmission of signals from and to control application 7, include:
Сервис MQTT broker 8.1 выступающий в качестве бэкэнд-системы, которая координирует сообщения между различными клиентами также назначение брокера получение и фильтрацию сообщений, идентификацию клиентов, подписанных на каждое сообщение, и отправку им сообщений;MQTT broker 8.1 service acts as a backend system that coordinates messages between different clients and also the purpose of the broker is to receive and filter messages, identify clients subscribed to each message and send messages to them;
также отдельно соединенные с сервисом MQTT broker 8.1 различные программные драйверы и модули:also separately connected to the MQTT broker 8.1 service are various software drivers and modules:
драйвер RJ-45 8.2.1 обработки сигнала с разъема RJ-45 (14. 2);RJ-45 driver 8.2.1 for processing signals from the RJ-45 connector (14. 2);
мост HMI-дисплей - 8.2.2 (служащий посредником, который переводит или передает данные между интерфейсом HMI и системами, работающими на MQTT) обработки и преобразования сигнала с разъема RS-232 (14.3);HMI-display bridge - 8.2.2 (serving as an intermediary that translates or transmits data between the HMI interface and systems running on MQTT) processing and converting the signal from the RS-232 connector (14.3);
драйвер обработки сигнала DALI 8.2.3 соединенный через коммуникационный протокол Modbus RTU с разъемом RS-485 (14.4);DALI 8.2.3 signal processing driver connected via Modbus RTU communication protocol with RS-485 (14.4) connector;
драйвер обработки сигнала 0-10 В 8.2.4 соединенный через отдельную клемму 14.1 с отдельным проводным реле 10.1 управления находящимся в корпусе коробки например Waveshare Industrial Modbus RTU 8-ch Relay Module with RS485 Interface;0-10 V signal processing driver 8.2.4 connected via a separate terminal 14.1 to a separate wired control relay 10.1 located in the box housing, for example Waveshare Industrial Modbus RTU 8-ch Relay Module with RS485 Interface;
драйвер обработки сигнала 8.2.5 с разъема RS-485 (14.4);driver for signal processing 8.2.5 from RS-485 connector (14.4);
драйвер обработки сигнала 8.2.6 с разъема типа Сухой контакт 14.5;8.2.6 signal processing driver with 14.5 Dry Contact connector;
драйвер обработки сигнала 8.2.7 от GSM модуля 9.1, например Waveshare SIM7600E-H 4G HAT for Raspberry Pi (LTE Cat-4);signal processing driver 8.2.7 from GSM module 9.1, for example Waveshare SIM7600E-H 4G HAT for Raspberry Pi (LTE Cat-4);
интернет сервис 8.2.8 для взаимодействия с WiFi модулем 9.2;Internet service 8.2.8 for interaction with WiFi module 9.2;
конвертации сигналов из протоколов ZigBee сервисом ZWave-to-MQTT топики 8.2.9 один из которых через ZigBee протокол соединен с ZigBee модулем 9.3 например SONOFF Zigbee 3.0 USB Dongle Plus Gateway, а другой через протокол ZWave с модулем ZWave 9.4 например RaZberry 7 Pro - Z-Wave Plug-On Module for Raspberry Pi;conversion of signals from ZigBee protocols by the ZWave-to-MQTT service topics 8.2.9, one of which is connected via the ZigBee protocol to the ZigBee module 9.3, for example, SONOFF Zigbee 3.0 USB Dongle Plus Gateway, and the other via the ZWave protocol to the ZWave module 9.4, for example, RaZberry 7 Pro - Z-Wave Plug-On Module for Raspberry Pi;
LoRaWAN сетевой сервер 8.2.10 соединенный через трансфер пакетов UDP packet forwarder с LoRa модулем 9.5, например, Waveshare SX1262 LoRa HAT for Raspberry Pi - 868MHz (for Europe, Asia, Africa);LoRaWAN network server 8.2.10 connected via UDP packet forwarder with LoRa module 9.5, for example, Waveshare SX1262 LoRa HAT for Raspberry Pi - 868MHz (for Europe, Asia, Africa);
программный контроллер 8.2.11 осуществляющий передачу данных, например, по протоколу ModBUS от LoRa модуля 9.5 в сервис MQTT broker.software controller 8.2.11 that transfers data, for example, via the ModBUS protocol from the LoRa module 9.5 to the MQTT broker service.
Электропитание в систему поступает через клеммы 14.1 подключенные к контуру питания микрокомпьютера 1, а с другой стороны, соединенные с разъемом С-13 (11.3) корпуса который соединен с источником напряжения.Power supply to the system is supplied through terminals 14.1 connected to the power supply circuit of microcomputer 1, and on the other hand, connected to connector C-13 (11.3) of the housing, which is connected to the voltage source.
Соединение микрокомпьютера 1 с Ethernet осуществляется через разъем RJ-45 (11.2) корпуса линией передачи данных соединенный с разъемом RJ-45 (14.2) микрокомпьютера 1The connection of microcomputer 1 with Ethernet is carried out through the RJ-45 connector (11.2) of the case by a data transmission line connected to the RJ-45 connector (14.2) of microcomputer 1
Соединение микрокомпьютера 1 с дисплеем 2 осуществляется проводящей линией через преобразователь RS-232, например UART TTL 12, установленный в корпусе и соединенный с драйвером display to MQTT 8.2.2 сервиса MQTT broker 8.1 через линии связи и разъем RS-232 (14.3)The connection of the microcomputer 1 with the display 2 is carried out by a conductive line through an RS-232 converter, for example UART TTL 12, installed in the case and connected to the display to MQTT 8.2.2 driver of the MQTT broker 8.1 service via communication lines and an RS-232 connector (14.3)
Из описанного выше и согласно схеме по фигуре 1 микрокомпьютер 1 содержит модули, клеммы, контакты и разъемы подключения 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5 при этом приложение управления 7 позволяет осуществлять информационный обмен через каналы связи с любым API 6.1 в том числе API Telegram 6.2 и/или Яндекс 6.3 и/или через web-браузер на терминале 3 где бы он не находился.From the above and according to the diagram in figure 1, the microcomputer 1 contains modules, terminals, contacts and connection sockets 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, while the control application 7 allows for information exchange through communication channels with any API 6.1 including Telegram API 6.2 and/or Yandex 6.3 and/or through a web browser on terminal 3, wherever it is located.
Сам микрокомпьютер 1 закреплен и находится в корпусе 19 системы в котором установлены также разъем питания системы С-13 (11.3), разъем подключения ETHERNET RJ-45 (11.2), преобразователь сигнала RS-232 (12) в UART TTL, минимум два беспроводных реле 10.2 и 10.3, минимум одно проводное реле 0-10 В 10.4, минимум 2 проводных реле (RS-485) (10.1) отдельно соединяемых с по меньшей мере одним управляемым устройством 5 находящимся за пределами корпуса (для каждого устройства принцип соединения следующий: одно соединение через реле 0-10 В (10.4), два через клемму 13 например Klemsan и одно через разъем 11.1).The microcomputer 1 itself is fixed and located in the system housing 19, in which the system power connector C-13 (11.3), the ETHERNET RJ-45 connection connector (11.2), the RS-232 signal converter (12) to UART TTL, at least two wireless relays 10.2 and 10.3, at least one wired 0-10 V relay 10.4, at least 2 wired relays (RS-485) (10.1) separately connected to at least one controlled device 5 located outside the housing are also installed (for each device, the connection principle is as follows: one connection via a 0-10 V relay (10.4), two via terminal 13, for example, Klemsan, and one via connector 11.1).
Корпус системы 19 в предпочтительном варианте выполнен в форме шкафа, и может быть выполнен в индивидуальном исполнении, может состоять из базовой пластины, выполненной из металла или прочного пластика, к которой прикручивается винтами каркас, формирующий боковые стенки корпуса системы 19, к которому сверху прикручивается фронтальная панель, закрывающая внутренний объем сформированного пространства корпуса. Тем самым обеспечивается быстрый доступ к внутреннему пространству, где смонтированы все элементы системы, для осуществления ремонта. Крепление фронтальной панели может пломбироваться, для обеспечения гарантии.The case of system 19 is preferably made in the form of a cabinet and can be made individually, can consist of a base plate made of metal or durable plastic, to which a frame is screwed, forming the side walls of the case of system 19, to which a front panel is screwed from above, closing the internal volume of the formed space of the case. This ensures quick access to the internal space, where all elements of the system are mounted, for repairs. The fastening of the front panel can be sealed to ensure a guarantee.
Возможен вариант корпуса системы отдельная секция 19 электрического щитка 18 фиг.2 и 3, в которой размещаются всех перечисленных элементы при этом предпочтительно данная отдельная секция щитка 18, закрывается отдельной крышкой на ключ 21 и пломбируется поставщиком (интегратор, монтажник), а на выход выводятся только разъемы и клеммы к которым есть доступ у пользователя, для подключения внешних устройств. Данная реализация позволяет:A variant of the system housing is possible - a separate section 19 of the electrical panel 18 Fig. 2 and 3, in which all the listed elements are placed. Preferably, this separate section of the panel 18 is closed with a separate cover with a key 21 and sealed by the supplier (integrator, installer), and only connectors and terminals to which the user has access are brought to the output for connecting external devices. This implementation allows:
1) сэкономить место1) save space
2) сэкономить на стоимости системы, за счет интеграции в электрощиток.2) save on the cost of the system due to integration into the electrical panel.
3) предусматривает механизм предоставления гарантии на оборудование, за счет разграничения доступа к системе и собственным электрическим устройствам пользователя, во 2й секции электрощитка.3) provides a mechanism for providing a guarantee for equipment, by restricting access to the system and the user’s own electrical devices, in the 2nd section of the electrical panel.
При этом, дисплей 2, может быть как смонтирован на дверце секции электрощитка или быть вынесен за пределы.In this case, display 2 can be either mounted on the door of the electrical panel section or placed outside.
Разъем GX-12 11.1 может быть заменен на любой другой разъем (в соответствии с кол-вом пинов, физическим типом), в зависимости от того, какое управляемое устройство 5 подключается.The GX-12 11.1 connector can be replaced with any other connector (according to the number of pins, physical type), depending on what controlled device 5 is connected.
Разъем RS-485 14.4 расположенный на корпусе микрокомпьютера 1 соединен с управляемым устройством 5: посредством витой пары клеммы 13; через проводное реле 10.1 (RS-485) и разъем питания или управления 11.1 GX-12; через проводное реле 10.1 (RS-485) и клемму 13.The RS-485 connector 14.4 located on the body of the microcomputer 1 is connected to the controlled device 5: via a twisted pair of terminal 13; via a wired relay 10.1 (RS-485) and a power or control connector 11.1 GX-12; via a wired relay 10.1 (RS-485) and terminal 13.
Клеммы микрокомпьютера 1 (14.1) соединены отдельными линиями через проводное реле 0-10 В 10.4 и контроллером-шлюзом, например Arlight DALI-LOGIC-LITE-PS-xl 15 соединенным с драйвером тока с поддержкой управления 16 по DALI который в свою очередь проводной линией соединен с управляемым устройством 5.The terminals of the microcomputer 1 (14.1) are connected by separate lines via a wired 0-10 V relay 10.4 and a gateway controller, for example Arlight DALI-LOGIC-LITE-PS-xl 15 connected to a current driver with control support 16 via DALI, which in turn is connected by a wired line to the controlled device 5.
Также с управляемым устройством или устройствами 5 соединен контроллер или шлюз 17, например, ONOKOM TN-1-MB-B, который управляется по протоколу Modbus через канал RS-485 и имеет соединение с управляемыми устройствами 5.Also connected to the controlled device or devices 5 is a controller or gateway 17, for example, ONOKOM TN-1-MB-B, which is controlled via the Modbus protocol through the RS-485 channel and has a connection to the controlled devices 5.
В случае нескольких управляемых устройств 5 к контроллеру-шлюзу 15 (для управления светом по протоколу DALI) соединенному с микрокомпьютером 1 через клеммы 13 и RS-485 соединяется еще один или более драйвер тока с поддержкой управления 16 (например 16.1), соединенный с еще одним управляемым устройством 5 (например, 5.1) т.е. Применимо типовое соединение для стандарта DALI.In the case of several controlled devices 5, one or more current drivers with control support 16 (for example 16.1) are connected to the controller-gateway 15 (for controlling light using the DALI protocol) connected to the microcomputer 1 via terminals 13 and RS-485, connected to another controlled device 5 (for example 5.1), i.e. The typical connection for the DALI standard is applicable.
Терминал или терминалы 3 соединен двухсторонними связями через приложения управления 7 и через GSM модуль 9.1 с микрокомпьютером 1The terminal or terminals 3 are connected by two-way communications via control applications 7 and via GSM module 9.1 with microcomputer 1
Устройства терминалов 3 через приложения Яндекс Алиса и/или Telegram взаимосвязаны с API 6.3 и 6.2 соответственно.Terminal 3 devices are interconnected via Yandex Alice and/or Telegram applications with API 6.3 and 6.2, respectively.
Датчики или исполнительные устройства 4 и управляемые устройства 5 могут быть представлены:Sensors or actuators 4 and controlled devices 5 can be represented:
Датчики:Sensors:
⋅ Задымления⋅ Smoke
⋅ Температуры⋅ Temperatures
⋅ Протечки воды⋅ Water leaks
⋅ Уровня жидкости/сыпучих материалов⋅ Liquid/bulk material level
⋅ СО2 и других газов⋅ CO2 and other gases
⋅ Открытия/закрытия⋅ Openings/Closings
⋅ Присутствия/движения⋅ Presence/Movement
⋅ Разбития стекла⋅ Glass breaking
⋅ Влажности почвы⋅ Soil moisture
Сканеры:Scanners:
⋅ Отпечатков пальцев⋅ Fingerprints
⋅ Сетчатки глаза⋅ Retina of the eye
⋅ Сердцебиения⋅ Heartbeats
Актуаторы:Actuators:
⋅ Краны и вентили⋅ Taps and valves
⋅ Электрические реле и переключатели⋅ Electrical Relays and Switches
⋅ Контакторы⋅ Contactors
⋅ Приводы общего назначения⋅ General Purpose Drives
IoT-устройства:IoT devices:
⋅ Бытовая техника с поддержкой 1оТ⋅ Home appliances with 1oT support
⋅ Умные осветители и лампочки⋅ Smart Lights and Bulbs
⋅ Светодиодные ленты⋅ LED strips
⋅ Диммеры⋅ Dimmers
⋅ Умные розетки⋅ Smart sockets
⋅ Умные телевизоры⋅ Smart TVs
⋅ Аудиосистемы (с микрофоном и без)⋅ Audio systems (with and without microphone)
⋅ Умные холодильники⋅ Smart refrigerators
⋅ Посудомоечные машины⋅ Dishwashers
⋅ Кофемашины⋅ Coffee machines
⋅Умные духовые шкафы и плиты⋅Smart ovens and cookers
⋅Умные водонагреватели⋅Smart water heaters
Системы безопасности:Security systems:
⋅ Камеры видеонаблюдения⋅ CCTV cameras
⋅ Сигнализации⋅ Alarms
⋅ Умные замки⋅ Smart locks
Управление климатом:Climate control:
⋅Умные термостаты.Кондиционеры с поддержкой IoT⋅Smart Thermostats. Air Conditioners with IoT Support
⋅ Увлажнители и осушители воздуха⋅ Humidifiers and dehumidifiers
⋅ Вентиляционные системы⋅ Ventilation systems
Измерительные системы:Measuring systems:
⋅Счетчики⋅Counters
Электроэнергии Electricity
Воды Water
Газа Gas
Бензина/солярки Gasoline/diesel fuel
⋅ Системы мониторинга энергопотребления⋅ Energy Monitoring Systems
Сад и двор:Garden and yard:
⋅ Системы автоматического полива⋅ Automatic irrigation systems
⋅ Умные газонокосилки⋅ Smart lawn mowers
Развлекательные системы:Entertainment systems:
⋅ Мультимедийные центры⋅ Multimedia centers
Здоровье и фитнес:Health and Fitness:
⋅ Умные весы⋅ Smart scales
⋅ Мониторы сна⋅ Sleep Monitors
⋅ Фитнес-трекеры⋅ Fitness trackers
Робототехника:Robotics:
⋅ Роботы-пылесосы⋅ Robotic vacuum cleaners
⋅ Роботы для мытья окон⋅ Window Cleaning Robots
⋅ Роботы для уборки бассейнов⋅ Pool Cleaning Robots
Голосовые ассистенты и хабы:Voice assistants and hubs:
⋅ Умные колонки с голосовыми ассистентами⋅ Smart speakers with voice assistants
⋅ Центральные хабы для управления устройствами⋅ Central hubs for device management
Расположенные в любом удобном пользователю месте помещения умного дома и соединенные с модулями 9.2, 9.3, 9.4, 9.5 микрокомпьютера 1 по соответствующим беспроводным соединениям соединенные с беспроводными реле 10.2 коробки при необходимости к беспроводному реле 10.2 коробки можно присоединить несколько датчиков или исполнительных устройств 4.The smart home premises located in any convenient place for the user and connected to modules 9.2, 9.3, 9.4, 9.5 of the microcomputer 1 via corresponding wireless connections, connected to wireless relays 10.2 boxes, if necessary, several sensors or actuators 4 can be connected to the wireless relay 10.2 boxes.
Работа системы обусловлена снятием показаний с датчиков, работой исполнительных устройств 4, взаимодействием микрокомпьютера 1 отвечающего за любое управление и анализ сигналов с дисплеем, отображающим и визуализирующим информацию полученную, как в результате команд микрокомпьютера 1, так и в результате работы управляемых устройств 5 и линий взаимосвязи.The operation of the system is determined by taking readings from sensors, the operation of actuators 4, the interaction of microcomputer 1 responsible for any control and analysis of signals with the display, which displays and visualizes information received as a result of commands from microcomputer 1, as well as as a result of the operation of controlled devices 5 and communication lines.
Например система вентиляции умного дома включает минимум 1 заслонку соединенную по проводу с реле управления 0-10 В 10 которое получает команды от приложения 7 на контроллере микрокомпьютера 1, датчика температуры 4, установленного в каждом помещении в котором есть управляемый, посредством изменения сечения канала за счет изменения угла поворота заслонки 5, вентканал и соединяемого с микрокомпьютером 1 через модуль 9.3, посредством сервиса 8.2.9, который обменивается информацией с приложением через сервис 8.1 и минимум один датчик температуры 5 снаружи здания (уличная температура), так же соединяемый с микрокомпьютером 1 через клеммы 13 и 14.1 посредством и передающий информацию в приложение 7 посредством драйвера 8.2.12, который преобразует сигнал и передает в его в сервис 8.1.For example, a smart home ventilation system includes at least 1 damper connected by a wire to a 0-10 V control relay 10 that receives commands from application 7 on the microcomputer controller 1, a temperature sensor 4 installed in each room in which there is a controlled, by changing the cross-section of the channel due to changing the rotation angle of the damper 5, ventilation duct and connected to microcomputer 1 through module 9.3, by means of service 8.2.9, which exchanges information with the application through service 8.1 and at least one temperature sensor 5 outside the building (outdoor temperature), also connected to microcomputer 1 through terminals 13 and 14.1 by means of and transmitting information to application 7 by means of driver 8.2.12, which converts the signal and transmits it to service 8.1.
Система может содержать дополнительно, датчик дождя, скорости и направления ветра, для более точного управления вентиляцией при этом программа управления содержит базу данных за счет которой система учитывает склонение солнца и времена года.The system may additionally contain a rain sensor, wind speed and direction, for more precise ventilation control, while the control program contains a database, due to which the system takes into account the sun's declination and the seasons.
Графические экраны прошивки дисплея - панели управления 2 для удобства восприятия выполнены в общей концепции, которая реализована за счет единой цветовой схемы с использованием 5 основных цветов:Graphic screens of the display firmware - control panels 2 for ease of perception are made in a common concept, which is realized through a single color scheme using 5 primary colors:
Синий - неактивно/выключено/не в сетиBlue - inactive/offline/offline
Зеленый - активно/включено/работает нормальноGreen - active/on/working normally
Оранжевый - авария/не работает (как нужно)Orange - failure/not working (as it should)
Серый - поле вводаGray - input field
СЕРЫЙ - текст, кнопки интерфейса (без статуса) и графические элементы.GRAY - text, interface buttons (without status) and graphic elements.
Управление и контроль электрических приборов осуществляется за счет:Control and monitoring of electrical devices is carried out by means of:
Управления розетками (группами розеток) или конечными устройствами на линии;Control of sockets (groups of sockets) or end devices on the line;
Управлением электрической линией в целом через размыкание/замыкание сети, так если требуется подключение линии к хабу реализуются команды Замкнуть (вкл) или разомкнуть (выкл) через управление беспроводным реле. Система позволяет реализовать функционал:Control of the electric line as a whole through opening/closing the network, so if it is necessary to connect the line to the hub, the commands Close (on) or open (off) are implemented through the control of the wireless relay. The system allows to implement the functionality:
измерение потребления на каждой линии за счет встроенного функционала реле;measurement of consumption on each line due to the built-in relay functionality;
подключение большой нагрузки через контактор (располагаемый в стандартной сети электропитания в электрощитке (представленный в виде автомата, реле, УЗО, контактора, либо пускателя)connecting a large load through a contactor (located in a standard power supply network in the electrical panel (presented in the form of a circuit breaker, relay, RCD, contactor, or starter)
Управление осветительными приборамиLighting control
В случае, когда требуется подключение электрической линии к хабу, одна линия является одной зоной управления (например, в случае уличного освещения на ней могут находится все устройства уличного освещения), а управление электрической линией осуществляется через проводное реле 10.1 Включение устройств на линии осуществляется через замыкание реле 10.1In the case where it is necessary to connect an electric line to a hub, one line is one control zone (for example, in the case of street lighting, all street lighting devices can be located on it), and the electric line is controlled via a wired relay 10.1. The devices on the line are switched on by closing the relay 10.1.
Выключении устройств на линии осуществляется через размыкание сети за счет реле 10.1. В данном случае требуется подключение канала связи к системе через клемму 13 или разъем 11.1.Switching off devices on the line is carried out by opening the network using relay 10.1. In this case, it is necessary to connect the communication channel to the system via terminal 13 or connector 11.1.
В случае, когда не требуется подключение линии к хабу, одна линия может поддерживает много зон управления за счет наличия на ней нескольких независимых реле (каждое реле отведено на отельную зону управления) или одного реле с несколькими независимыми каналами управления.In cases where it is not necessary to connect the line to a hub, one line can support multiple control zones by having several independent relays (each relay is assigned to a separate control zone) or one relay with several independent control channels.
Включение устройств на линии осуществляется через замыкание исполнительного устройства 4 (в данном случае реле) за счет передачи сигнала через один из каналов связи 9.1-9.5 (в зависимости от конкретной конфигурации системы у пользователя)The devices on the line are switched on by closing the actuator 4 (in this case, the relay) by transmitting a signal through one of the communication channels 9.1-9.5 (depending on the specific configuration of the user's system)
Выключении устройств на линии осуществляется через размыкание сети за счет исполнительного устройства 4 (в данном случае реле)Switching off devices on the line is carried out by opening the network using actuator 4 (in this case, a relay)
Возможности:Possibilities:
Подключение LED ламп/лент (W, RGB) и реализация диммированияConnecting LED lamps/strips (W, RGB) and implementing dimming
Управление по RS-485 Управление по DALIRS-485 control DALI control
Управление по одному из беспроводных каналов связи 9.1-9.5Control via one of the wireless communication channels 9.1-9.5
ОтоплениеHeating
Осуществляется за счет управления температурой в помещениях.It is achieved by controlling the temperature in the premises.
Реализуется за счет контроля температуры термометром(ми) расположенным в данном помещении, и управлением через проводные и беспроводные реле/отопительные элементы. В частности, для поддержания заданной температуры может использоваться ПИД регулятор, которыей обеспечивает поддержание температуры в помещении с точностью 0.5 градуса цельсия. Поддерживаемые системой управляемые устройства 5, в частности включают:It is implemented by monitoring the temperature with a thermometer(s) located in the given room, and control via wired and wireless relays/heating elements. In particular, a PID controller can be used to maintain the set temperature, which ensures that the room temperature is maintained with an accuracy of 0.5 degrees Celsius. The controlled devices 5 supported by the system, in particular, include:
a. Водяной радиаторa. Water radiator
b. AC/HVACb. AC/HVAC
c. Трехходовый клапанc. Three-way valve
d. Отопительный котел (через шлюз/управляющую плату 17)d. Heating boiler (via gateway/control board 17)
e. Электрообогреватель (любого типа)e. Electric heater (any type)
Если требуется проводное подключение линии к системе:If a wired connection of the line to the system is required:
Одна линия соответствует одной зоне управления (синхронно управляются все устройства отопления на этой линии), одна линия требует одного подключения к системе. Управление может осуществляться:One line corresponds to one control zone (all heating devices on this line are controlled synchronously), one line requires one connection to the system. Control can be carried out:
1. посредством регулирования термостатического клапана 5 для случая водяного отопления через реле 10.4 (0-10B/RS-485)1. by regulating thermostatic valve 5 for water heating via relay 10.4 (0-10B/RS-485)
2. Через реле 10.1 включением и выключением электрообогревателя 5 (в режиме вкл/выкл)2. Via relay 10.1, switching on and off the electric heater 5 (in on/off mode)
Если не требуется проводное подключение к системе и управление осуществляется через беспроводное реле или напрямую устройством 4 Управление может осуществляться посредством:If a wired connection to the system is not required and control is carried out via a wireless relay or directly by the device 4 Control can be carried out via:
2. термостатического беспроводного клапана (водяное отопление)2. thermostatic wireless valve (water heating)
3. электрообогревателя в режиме вкл/выкл3. Electric heater in on/off mode
4. электрообогревателя с изменением его режима работы4. electric heater with a change in its operating mode
Управление обогревательными элементамиControl of heating elements
Реализовано три режима работы (управления) обогревательными элементами:Three modes of operation (control) of heating elements are implemented:
1. Вкл/выкл - прямое включени или выключение1. On/off - direct switching on or off
2. Таймер - обогрев длится заданный период времени после включения, затем выключается2. Timer - heating lasts for a specified period of time after switching on, then switches off
3. Период - обогрев включается и выключается автоматически в соответствии с заданными периодами времени работы (настройка врмени начала, времени окончания и дней)3. Period - heating turns on and off automatically according to the set operating time periods (setting the start time, end time and days)
Обогревательные элементы 5 могут быть быть представлены любыми электрическими обогревателями в том числе электрическим теплым полом и могут быть использованы для реализации следующих функций:Heating elements 5 can be represented by any electric heaters, including electric underfloor heating, and can be used to implement the following functions:
• Отопление помещения (монтируются в пол, стену или потолок)• Heating of the room (mounted in the floor, wall or ceiling)
• Подогрев выделенной зоны пола:• Heating of a dedicated floor area:
для обеспечения комфорта при прямом контакте с ним голой кожей to ensure comfort when in direct contact with bare skin
для сушки обуви, находящейся непосредственно или вблизи данной зоны for drying shoes located directly or near this area
• Подогрев выделенной зоны стены для сушки полотенец или белья• Heating of a dedicated wall area for drying towels or linen
Управление обогревательными элементами 5 (например, теплый пол или теплая стена) осуществляется как через проводное подключение линии к системе посредством реле 10.1, так и с использованием беспроводного реле 4.Control of heating elements 5 (for example, heated floors or heated walls) is carried out both through a wired connection of the line to the system via relay 10.1, and using wireless relay 4.
Примеры осуществленияExamples of implementation
Пример работы №1 (элементы системы 3, 7, 7.5, 8.1, 8.2.5, 14.4, 5) управление освещениемExample of work No. 1 (system elements 3, 7, 7.5, 8.1, 8.2.5, 14.4, 5) lighting control
1. Пользователь открывает мобильное приложение Home Assistant на Терминале 3, который имеет доступ в сеть интернет1. The user opens the Home Assistant mobile application on Terminal 3, which has access to the Internet
2. Пользователь выбирает пункт меню, соответствующий включению света в помещении2. The user selects the menu item corresponding to turning on the light in the room
3. Команда о включении света с Терминала 3 по протоколу HTTPs через сеть интернет передается на сервис 7.53. The command to turn on the light from Terminal 3 via the HTTPs protocol over the Internet is transmitted to service 7.5
4. Сервис 7.5 принимает команду, обрабатывает ее и передает в приложение 74. Service 7.5 receives the command, processes it and passes it to application 7
5. Сервис 7.5 отправляет в соответствующий MQTT топик значение "1" которое передается в сервис 8.15. Service 7.5 sends the value "1" to the corresponding MQTT topic, which is transmitted to service 8.1
6. Драйвер, 8.2.5, подписанный на соответствующий mqtt топик сервиса 8.1, получив значение "1" преобразует его в команду протокола Modbus и по соединению RS-485 через разъем 14.4, по витой паре, передает на реле 10.16. Driver, 8.2.5, subscribed to the corresponding mqtt topic of service 8.1, having received the value "1" converts it into a Modbus protocol command and via RS-485 connection through connector 14.4, via twisted pair, transmits to relay 10.1
7. Реле 10.1, получив команду, замыкает электрический ключ, в результате чего происходит подача питания 24 В, по проводу, на разъем 11.17. Relay 10.1, having received a command, closes the electric key, as a result of which 24 V power is supplied through the wire to connector 11.1
8. Питание с разъема 11.1 по проводу подается на управляемое устройство 5, которое представляет из себя LED-ленту, которая начинает излучать свет8. Power from connector 11.1 is supplied via a wire to the controlled device 5, which is an LED strip that begins to emit light.
Пример работы №2 (элементы системы 3, 9.1, 8.2.7, 8.1, 14.4, 13, 5) управление запорной водной арматуройExample of work No. 2 (system elements 3, 9.1, 8.2.7, 8.1, 14.4, 13, 5) control of shut-off water valves
1. Пользователь открывает мобильное приложение отправки CMC на Терминале 3, который подключен к мобильной сети оператора связи1. The user opens the SMS sending mobile application on Terminal 3, which is connected to the mobile network of the telecom operator
2. Пользователь отправляет CMC с цифровым кодом, соответствующем команде закрытия вентиля подачи воды на номер СИМ-карты установленной в модуле 9.12. The user sends an SMS with a digital code corresponding to the command to close the water supply valve to the SIM card number installed in module 9.1
3. Модуль 9.1, который подключен к мобильной сети оператора связи, получает CMC с кодом. Обрабатывает данное сообщение с командой и передает его на программный драйвер 8.2.73. Module 9.1, which is connected to the mobile network of the operator, receives SMS with the code. Processes this message with the command and transmits it to the software driver 8.2.7
4. Драйвер, 8.2.7, получив сообщение преобразует его в и публикует в соответствующий mqtt топик значение сервиса 8.14. Driver, 8.2.7, having received the message, converts it into and publishes the value of service 8.1 to the corresponding mqtt topic
5. Драйвер, 8.2.5, подписанный на соответствующий топик сервиса 8.1, получив значение топика преобразует его в команду протокола Modbus и по соединению RS-485 через разъем 14.4, по витой паре, и далее через клемму 13 по витой паре передает команду на управляемое устройство 55. Driver, 8.2.5, subscribed to the corresponding topic of service 8.1, having received the value of the topic, converts it into a Modbus protocol command and via RS-485 connection through connector 14.4, via twisted pair, and then via terminal 13 via twisted pair transmits the command to the controlled device 5
Пример работы №3 (Элементы системы 6.2 ->7.1->8.1->8.2.9->9.3->4) управление устройствами или элементами обогреваExample of work No. 3 (System elements 6.2 -> 7.1-> 8.1-> 8.2.9-> 9.3-> 4) control of heating devices or elements
1. Пользователь открывает мобильное приложение Телеграмм на Терминале 3, который подключен к мобильной сети оператора связи и выбирает Телеграмм бот-а, который привязан к его аккаунту системы умный дом.1. The user opens the Telegram mobile application on Terminal 3, which is connected to the mobile network of the telecom operator, and selects the Telegram bot that is linked to his smart home system account.
2. Пользователь выбирает/вводит команду включения подогрева пола. Приложение Телеграмм отправляет по HTTPS протоколу запрос в сервис Telegram API 6.22. The user selects/enters a command to turn on the floor heating. The Telegram application sends a request via HTTPS protocol to the Telegram API 6.2 service.
3. Сервис 6.2, направляет данные в приложение 7, где они обрабатываются программным модулем 7.1, после чего, публикует в соответствующий mqtt-топик сервиса 8.1, сообщение3. Service 6.2 sends data to application 7, where it is processed by software module 7.1, after which it publishes a message to the corresponding mqtt topic of service 8.1.
4. Сервис 8.2.9, подписанный на данный топик, принимает, обрабатывает и конвертирует сообщение в команду в формате протокола ZigBee.4. Service 8.2.9, subscribed to this topic, receives, processes and converts the message into a command in the ZigBee protocol format.
5. Команда, через модуль беспроводной передачи 9.3, передается на исполнительное устройство, беспроводное реле.5. The command, through the wireless transmission module 9.3, is transmitted to the actuator, the wireless relay.
6. Без проводное реле 4, получив команду, замыкает электрический ключ, в результате чего происходит подача питания 220 В, по проводу, на обогревающий элемент теплого пола, который начинает нагреваться.6. Wireless relay 4, having received a command, closes the electric key, as a result of which 220 V power is supplied through the wire to the heating element of the warm floor, which begins to heat up.
Эффективность работы системы отопления управляемой заявляемой системой приведена в таблице, где показан расход различных энергоносителей и общие расходы энергозатрат за отопительный сезон.The efficiency of the heating system controlled by the claimed system is given in the table, which shows the consumption of various energy sources and the total energy costs for the heating season.
Пример работы №4 (элементы системы 6.1 ->7.2 ->8.1 ->8.2.6 ->14.5 ->10.2 - 4 - 5) Управление жалюзи через кастомный самодельный сервисExample of work #4 (system elements 6.1 -> 7.2 -> 8.1 -> 8.2.6 -> 14.5 -> 10.2 - 4 - 5) Control of blinds via a custom homemade service
1. Внешний web-сервис (любой совместимый/подключенный к API 6.1), через свой кастомный API 6.1, отправляет команду на открытие жалюзи1. An external web service (any compatible/connected to API 6.1), via its custom API 6.1, sends a command to open the blinds
2. Команда из 6.1, по протоколу HTTPS передается в приложение 7, контроллера 1, и обрабатывается программным модулем на python 7.22. The command from 6.1 is transmitted via HTTPS to application 7, controller 1, and is processed by the software module in python 7.2
3. Модуль 7.2 публикует в соответствующий mqtt топик сервиса 8.1 сообщение3. Module 7.2 publishes a message to the corresponding mqtt topic of service 8.1
4. В зависимости от реализации: а.4. Depending on the implementation: a.
i. Программный драйвер управления реле 8.2.6, подписанный на соответствующий топик, получив сообщение из топика формирует и отправляет команду по проводному интерфейсу на сухой контакт 14.5i. The software driver for relay control 8.2.6, subscribed to the corresponding topic, having received a message from the topic, forms and sends a command via the wired interface to dry contact 14.5
ii. Сухой контакт 14.5 замыкает электрический ключ и активирует беспроводное радио-реле (10.2)ii. Dry contact 14.5 closes the electric key and activates the wireless radio relay (10.2)
iii. Радио-реле 10.2, отправляет сигнал на собственной частоте, который принимается ответным исполнительным устройством радио-реле 4.iii. Radio relay 10.2 sends a signal at its own frequency, which is received by the response actuator radio relay 4.
b.b.
i. Программный драйвер управления 8.2.5, подписанный на соответствующий топик, получив сообщение из топика формирует и преобразует его в команду протокола Modbus и по соединению RS-485 через разъем 14.4, по витой паре, передает на реле 10.3i. Software control driver 8.2.5, subscribed to the corresponding topic, having received a message from the topic, forms and converts it into a Modbus protocol command and, via RS-485 connection through connector 14.4, via twisted pair, transmits it to relay 10.3
ii. Радио-реле 10.3, отправляет сигнал на собственной частоте, который принимается ответным исполнительным устройством, радио-реле 4.ii. Radio relay 10.3 sends a signal on its own frequency, which is received by the response actuator, radio relay 4.
5. Радио-реле 4, соединенное с приводом жалюзи 5, замыкает электрический ключ, в результате чего питание подается на мотор 5 и жалюзи открываются.5. Radio relay 4, connected to the blind drive 5, closes the electric key, as a result of which power is supplied to motor 5 and the blinds open.
Пример работы №5 (элементы системы 6.3 ->7.3 ->8.1 ->8.2.9 ->9.4->4) Включение ночного режима освещения через Яндекс APIExample of work #5 (system elements 6.3 ->7.3 ->8.1 ->8.2.9 ->9.4->4) Enabling night lighting mode via Yandex API
1. Пользователь через Умную колонку 3, аккаунт которой привязан к системе умный дом пользователя, голосовой командой (сервиса "Алиса" активирует "ночной режим". Терминал 3, через Яндекс API передает соответствующую команду в микрокомпьютер - контроллер 1.1. The user, via Smart Speaker 3, whose account is linked to the user's smart home system, activates the "night mode" with a voice command (from the "Alice" service). Terminal 3, via Yandex API, transmits the corresponding command to the microcomputer - controller 1.
2. Команда поступает в приложение 7 и обрабатывается модулем управления 7.32. The command is sent to application 7 and processed by control module 7.3
3. Модуль 7.3 анализирует команду и на основании результата обработки, отправляет необходимое сообщение в соответствующий mqtt топик сервиса 8.1.3. Module 7.3 analyzes the command and, based on the processing result, sends the required message to the corresponding mqtt topic of service 8.1.
4. Сервис 8.2.9, подписанный на соответствующий топик, получив сообщение из топика, формирует и отправляет по проводному интерфейсу команду на ZWave модуль 9.44. Service 8.2.9, subscribed to the corresponding topic, having received a message from the topic, forms and sends a command via the wired interface to the ZWave module 9.4
5. Модуль 9.4, получив команду и определив адресата, по радиоканалу 868.42 МГц (или иному сертифицированному для данного стандарта) отправляет команду на исполнительное устройство - светильник с поддержкой ZWave 4.5. Module 9.4, having received the command and determined the addressee, sends the command via the 868.42 MHz radio channel (or another channel certified for this standard) to the actuator - a lamp with ZWave 4 support.
6. Светильник 4, получив команду, исполняет ее и переключается в режим неяркого освещения.6. Lamp 4, having received the command, executes it and switches to the dim lighting mode.
Пример работы №6 (4 ->9.3->8.2.9->8.1 ->7.4 ->8.1 ->8.2.9 ->9.3 ->4) Включение освещения через датчик движения с использованием SprutExample of work #6 (4 ->9.3->8.2.9->8.1 ->7.4 ->8.1 ->8.2.9 ->9.3 ->4) Switching on lighting via a motion sensor using Sprut
1. Датчик движения 4 срабатывает и отправляет сигнал.1. Motion sensor 4 is triggered and sends a signal.
2. ZigBee модуль 9.3, который сканирует радиодиапазон соответствующей частоты, принимает сигнал, определяет его отправителя, преобразовывает и передает в сервис 8.2.9.2. ZigBee module 9.3, which scans the radio range of the corresponding frequency, receives the signal, determines its sender, converts it and transmits it to service 8.2.9.
3. Сервис 8.2.9 обрабатывает полученное сообщение и публикует его в соответствующий mqtt топик сервиса 8.13. Service 8.2.9 processes the received message and publishes it to the corresponding mqtt topic of service 8.1
4. Сценарий автоматизации, реализованный в модуле 7.4, подписанный на соответствующий топик, получив данные, активирует сценарий включения освещения. Результатом сценария является публикация соответствующей команды в соответствующий mqtt топик.4. The automation scenario implemented in module 7.4, subscribed to the corresponding topic, having received the data, activates the scenario of turning on the lighting. The result of the scenario is the publication of the corresponding command in the corresponding mqtt topic.
5. Сервис 8.2.9, подписанный на этот топик, получив сообщение отправляет команду модулю (9.4)5. Service 8.2.9, subscribed to this topic, having received the message, sends a command to the module (9.4)
6. Модуль 9.4, анализирует команду, определяет адресата и по радиоканалу Zigbee передает команду исполнительному устройству-реле 46. Module 9.4 analyzes the command, determines the addressee and transmits the command to the actuator relay device 4 via the Zigbee radio channel
7. Реле 4, получив команду, замыкает электрический ключ, питание по проводу, подается на светильник 57. Relay 4, having received a command, closes the electric key, power is supplied via the wire to lamp 5.
Пример работы №7 (3->7.6->8.1->8.2.5 ->14.4 ->17 ->5) Управление бризером WEB-сервисExample of work #7 (3->7.6->8.1->8.2.5 ->14.4 ->17 ->5) Breezer control WEB-service
На терминале 3 (устройства на котором можно открыть веб-страницу), пользователь открывает страницу web-интерфейса системы, реализуемого сервисом 7.6 и на панели управления, выбирает функцию, соответствующую включению бризера 5 на проветривание помещения.On terminal 3 (the device on which the web page can be opened), the user opens the web interface page of the system, implemented by service 7.6, and on the control panel, selects the function corresponding to turning on the breezer 5 to ventilate the room.
Команда отправляется через веб-сервис (7.6), развернутый на микрокомпьютере 1 на сервис MQTT broker (8.1)The command is sent via the web service (7.6) deployed on microcomputer 1 to the MQTT broker service (8.1)
Далее драйвер (8.2.5), подписанный на этот топик, получив сообщение, по соединению RS-485 через разъем 14.4, по витой паре, передает на контроллер 17 команду.Then the driver (8.2.5), subscribed to this topic, having received a message via the RS-485 connection through connector 14.4, via twisted pair, transmits command 17 to controller.
Контроллер 17, приняв, обработав и преобразовав команду, подает команду на бризер 5.Controller 17, having received, processed and converted the command, sends a command to breather 5.
Бризер 5 активирует режим проветривания.Breezer 5 activates the ventilation mode.
За счет того, что на аппаратном уровне управление заслонкой реализовано последовательно через реле управления 0-10 В, пользователь или программа может задать любую точность (с точностью до 0.1 градуса) так как используется аналоговый сигнал в отличии от аналогичных решений где с применением контроллеров используется 2- максимум 3 положения заслонки (открыто, закрыто и промежуточное), при этом точности управления даже в 3 градуса достаточно для диапазона разницы температур помещение- улица до 60 градусов цельсия, так как при изменении угла поворота заслонки, сечение круглого воздуховода изменяется по sin или cos зависимсоти от угла.Due to the fact that at the hardware level the damper control is implemented sequentially through a 0-10 V control relay, the user or the program can set any accuracy (with an accuracy of up to 0.1 degrees) since an analog signal is used, unlike similar solutions where 2-maximum 3 damper positions are used with the use of controllers (open, closed and intermediate), while the control accuracy of even 3 degrees is sufficient for a range of room-street temperature differences of up to 60 degrees Celsius, since when the damper rotation angle changes, the cross-section of the round air duct changes according to sin or cos depending on the angle.
Пример работы №8 (2, 12, 14.3, 8.2.2, 8.1, 8.2.3, 14.4, 13, 15, 16, 5) Включение светаExample of work #8 (2, 12, 14.3, 8.2.2, 8.1, 8.2.3, 14.4, 13, 15, 16, 5) Turning on the light
1. Пользователь включает свет. Пользователь нажимает соответствующую кнопку в меню на дисплее-панели 21. The user turns on the light. The user presses the appropriate button in the menu on the display panel 2
2. Дисплей-панель 2 считывает нажатие и выполняет написанный код в обработчике нажатия соответствующий нажатой кнопке и отправляет ее как текстовую команду по соединению UART TTL в преобразователь сигнала 122. Display panel 2 reads the press and executes the written code in the press handler corresponding to the pressed button and sends it as a text command via UART TTL connection to signal converter 12
3. Преобразователь сигнала 12, преобразует уровни напряжений, передаваемых по UART TTL, чтобы они соответствовали стандарту RS-232 и по соединению RS-232, через разъем 14.3 передает его в мост 8.2.23. Signal converter 12, converts the voltage levels transmitted via UART TTL so that they comply with the RS-232 standard and via the RS-232 connection, through the connector 14.3, transmits it to the bridge 8.2.2
4. Мост 8.2.2, публикует в топик: /devices/Lighting/controls/LightStatel значение "1" сервиса 8.14. Bridge 8.2.2, publishes the value "1" of service 8.1 to the topic: /devices/Lighting/controls/LightStatel
5. Драйвер 8.2.3 подписанный на соответствующий топик сервиса 8.1, получив значение "1" преобразует его в команду протокола Modbus и по соединению RS-485 через разъем 14.4, по витой паре, далее через клемму 13, по витой паре, передает команду на DALI-контроллер 155. Driver 8.2.3 subscribed to the corresponding topic of service 8.1, having received the value "1" converts it into a Modbus protocol command and via RS-485 connection through connector 14.4, via twisted pair, then via terminal 13, via twisted pair, transmits the command to DALI controller 15
6. DALI-контроллер 15, распознав команду и определив адресуемый светильник, по проводному соединению передает команду о включении на электрический драйвер 16 соответствующего светильника6. DALI controller 15, having recognized the command and defined the addressable luminaire, transmits a command via a wired connection to turn on the corresponding luminaire to the electric driver 16
7. Драйвер 16 получив команду, замыкает электрический ключ, в результате чего происходит подача питания 24 В, по проводу, на управляемое устройство 57. Driver 16, having received the command, closes the electric switch, as a result of which 24 V power is supplied through the wire to the controlled device 5.
8. Управляемое устройство 5, светильник, начинает излучать свет8. Controlled device 5, the lamp, begins to emit light
Пример работы №9 (4, 9.5, 8.2.10, 8.2.11, 8.1, 8.2.4, 14.1, 10.1,5) Управление устройствами отопленияExample of work No. 9 (4, 9.5, 8.2.10, 8.2.11, 8.1, 8.2.4, 14.1, 10.1,5) Control of heating devices
1. Система регулирует отопление. Беспроводной датчик температуры 4, расположенный в помещении, отправляет сигнал по протоколу LoRaWAN через определенный период времени.1. The system regulates heating. Wireless temperature sensor 4 located in the room sends a signal via LoRaWAN protocol after a certain period of time.
2. Модуль 9.5, которой постоянно осуществляет сканирование на частоте 868 МГц, принимает сигнал, распознает от какого датчика получен сигнал и передает его в сетевой сервер 8.2.10 или в программный контроллер 8.2.11 (в зависимости от конкретного исполнения системы).2. Module 9.5, which constantly scans at a frequency of 868 MHz, receives a signal, recognizes from which sensor the signal was received and transmits it to the network server 8.2.10 or to the software controller 8.2.11 (depending on the specific design of the system).
3. Сервер или контроллер, получив данные, преобразует их в JSON структуру, где указывается уникальный идентификатор датчика и значения температуры в сервис 8.1.3. The server or controller, having received the data, converts it into a JSON structure, which indicates the unique sensor identifier and temperature values in service 8.1.
4. Сервис, 8.1, в соответствии с mqtt топиком, направляет данные в программный модуль 7.4 приложения 74. Service, 8.1, in accordance with the mqtt topic, sends data to the software module 7.4 of application 7
5. Программный модуль, сравнивает полученное значение температуры с заданным значением, и при наличии отклонения более чем 0.5 градуса, рассчитывает необходимое значение, в соответствии с параметрами отопительной системы, управляющего напряжения, которое нужно подать. После, модуль передает управляющую команду в сервис 8.1.5. The software module compares the received temperature value with the set value, and if there is a deviation of more than 0.5 degrees, calculates the required value, in accordance with the parameters of the heating system, of the control voltage that must be supplied. Afterwards, the module transmits the control command to the 8.1 service.
6. Драйвер 8.2.4, который подписан на соответствующий mqtt топик получив значение "1" преобразует его в команду 0-10 В (или ШИМ) и по проводному соединению через клеммы 14.1 передает на реле 10.46. Driver 8.2.4, which is subscribed to the corresponding mqtt topic, having received the value "1", converts it into a 0-10 V command (or PWM) and transmits it to relay 10.4 via a wired connection through terminals 14.1
7. Реле 10.4, получив управляющий сигнал, передает его на поворотный вентиль 5.7. Relay 10.4, having received the control signal, transmits it to rotary valve 5.
8. Вентиль 5 открывает/закрывает проток теплоносителя в систему отопления. Температура в помещении корректируется. Вместо вентиля может применятся ходовый клапан, в таком случае его назначение будет менять пропорцию смешения теплоносителя подающей и обратной линии отопления.8. Valve 5 opens/closes the coolant flow into the heating system. The room temperature is adjusted. A directional valve can be used instead of a valve, in which case its purpose will change the mixing ratio of the coolant in the supply and return heating lines.
Пример работы №10 (Ethernet ->11.2->14.2 ->8.2.1-8.1-7). Сервисное обслуживание - ремонт (замена элементов) пере подключение и т.п.Example of work #10 (Ethernet ->11.2->14.2 ->8.2.1-8.1-7). Service maintenance - repair (replacement of elements), reconnection, etc.
1. По кабелю проводного соединения Ethernet, подключаемого через разъем 11.2 на корпусе системы к разъему 14.2 микрокомпьютера 1, происходит двухсторонний обмен информацией между системой и сервисом поддержки1. A two-way exchange of information between the system and the support service occurs via a wired Ethernet connection cable connected via connector 11.2 on the system case to connector 14.2 on microcomputer 1.
2. Двусторонняя передача информации происходит либо через программный драйвер 8.2.1, либо без него (в зависимости от типа информации, которая передается).2. Two-way transmission of information occurs either through the 8.2.1 software driver or without it (depending on the type of information being transmitted).
3. Информационный обмен с приложением 7, установленном на микрокомпьютере 1, идет через сервис 8.13. Information exchange with application 7 installed on microcomputer 1 goes through service 8.1
4. Обработка информации в приложении 7 может осуществляться любым из программных модулей 7.1-7.64. Information processing in Appendix 7 can be carried out by any of the software modules 7.1-7.6
В случае выявлении ошибки или аварии пользователь может быть проинформирован одним или несколькими из нижеследующих способов:In the event of an error or failure, the user may be informed in one or more of the following ways:
1. Информация1. Information
a. Отображается в web-интерфейсе, который может быть просмотрен на терминале 3a. Displayed in the web interface, which can be viewed on the terminal 3
b. Отправляется по смс на указанный номер(а) телефонаb. Sent via SMS to the specified phone number(s)
c. Отправляется в Телеграмм ботc. Sent to Telegram bot
d. Отображается и на экране дисплея 2d. Displayed on display screen 2
e. Отображается в нативном мобильном приложении системыe. Displayed in the system's native mobile application
f. Передается на пульт управления/систему управления домаf. Transmitted to the control panel/home management system
2. В случае аварийной ситуации может быть отправлен сигнал(сообщение) на "пульт дежурного" (пожарная служба, ЧОП, консьерж-сервис дома)2. In case of an emergency, a signal (message) can be sent to the "duty officer" (fire department, private security company, home concierge service)
3. Может быть реализовано звуковое оповещение через терминал 3, внутренний динамик системы, внешний динамик после чего потребитель может принять меры по перезагрузке системы или замене какого-то вышедшего из строя элементов.3. Sound notification can be implemented via terminal 3, the internal speaker of the system, the external speaker, after which the consumer can take measures to reboot the system or replace any failed elements.
Таким образом, предлагаемая система позволяет эффективно осуществлять управление электронными устройствами дома, повышая показатели аналогичных решений в части надежности, ремонтопригодности, времени, удобства управления и энергоэффективности в части последнего, например в части систем вентиляции и отопления осуществляется экономия энергозатрат до 40% при сохранении микроклимата в помещении.Thus, the proposed system allows for effective management of electronic devices at home, increasing the performance of similar solutions in terms of reliability, maintainability, time, ease of management and energy efficiency in terms of the latter, for example, in terms of ventilation and heating systems, energy costs are saved up to 40% while maintaining the indoor microclimate.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845338C1 true RU2845338C1 (en) | 2025-08-15 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105159266A (en) * | 2015-09-24 | 2015-12-16 | 湖南省凡尘互行智能科技有限公司 | Center control host of smart home control system |
| CN106019974A (en) * | 2016-08-02 | 2016-10-12 | 海南大学 | Smart home system based on STM32 and Android control |
| RU2683481C1 (en) * | 2017-06-21 | 2019-03-28 | Бейдзин Сяоми Мобайл Софтвэр Ко., Лтд. | Method and device for initialization for smart home |
| US10732651B2 (en) * | 2010-11-19 | 2020-08-04 | Google Llc | Smart-home proxy devices with long-polling |
| US20230206706A1 (en) * | 2019-11-08 | 2023-06-29 | Latch, Inc. | Smart building integration and device hub |
| RU2809641C2 (en) * | 2022-05-26 | 2023-12-14 | Акционерное Общество "Астрата" | Control method for smart home appliances |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10732651B2 (en) * | 2010-11-19 | 2020-08-04 | Google Llc | Smart-home proxy devices with long-polling |
| CN105159266A (en) * | 2015-09-24 | 2015-12-16 | 湖南省凡尘互行智能科技有限公司 | Center control host of smart home control system |
| CN106019974A (en) * | 2016-08-02 | 2016-10-12 | 海南大学 | Smart home system based on STM32 and Android control |
| RU2683481C1 (en) * | 2017-06-21 | 2019-03-28 | Бейдзин Сяоми Мобайл Софтвэр Ко., Лтд. | Method and device for initialization for smart home |
| US20230206706A1 (en) * | 2019-11-08 | 2023-06-29 | Latch, Inc. | Smart building integration and device hub |
| RU2809641C2 (en) * | 2022-05-26 | 2023-12-14 | Акционерное Общество "Астрата" | Control method for smart home appliances |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2019226193B2 (en) | Networking systems, protocols, and methods for controlling target devices | |
| US11018510B2 (en) | Configurable mesh network for an electrical switching system | |
| US11678426B2 (en) | Commissioning mesh network-capable devices, based on functions associated with a scenario assigned to a space | |
| WO2013118884A1 (en) | Air conditioning control system and method | |
| EP3216043B1 (en) | Configurable mesh network for an electrical switching system | |
| IL228749A (en) | Method and device for wifi controlled electrical switch | |
| CN105022275A (en) | Intelligent household electrical appliance coordinated control system based on cloud platform | |
| CN106054660B (en) | Control system and method of intelligent household equipment | |
| KR101738784B1 (en) | Intelligent integrated switch coupled wireless network function for constructing IoT environment and control method using the same | |
| KR20170062424A (en) | Intelligent integrated switch coupled wireless network function for constructing IoT environment and control method using the same | |
| US20070176767A1 (en) | Device for automating building engineering | |
| RU2730928C1 (en) | Radio controller for wireless control of lamps and electrical equipment | |
| RU2845338C1 (en) | Hybrid modular system - smart home for room or building electronic devices control | |
| RU2628289C1 (en) | Intelligent hybrid modular building management system (smart house) "insyte" | |
| KR20080082516A (en) | System and method for linking utility control device | |
| CN205265723U (en) | A smart home system | |
| US20200007355A1 (en) | System for the control of connected things, corresponding method of control and computer program | |
| US12041522B2 (en) | Wireless control method and device for actuators coupled to a wired network | |
| CN204989951U (en) | Accuse of visitor of general modularization hotel and intelligent house programmable control system | |
| CN212544110U (en) | Composite lamp | |
| RU172027U1 (en) | INTELLIGENT HYBRID MODULAR BUILDING MANAGEMENT SYSTEM (SMART HOUSE) "INSYTE" | |
| CN219627728U (en) | Wireless intelligent home system | |
| US20170336767A1 (en) | HVAC Control | |
| Gohar | Smart Home using IoT | |
| CN113867164A (en) | Dimming method based on intelligent home central control screen |