RU2845338C1 - Гибридная модульная система - умный дом для управления электронными устройствами помещения или здания - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении арсенала средств того же назначения. Система - умный дом для управления электронными устройствами помещения или здания, включающая в себя корпус с установленным на его боковой поверхности 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 системы установлен инструмент синхронного управления и контроля в виде микрокомпьютера с установленными приложениями управления в виде программных модулей и возможностями взаимодействия с API внешних сервисов и браузерами устройств приема и передачи данных, а 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. 3 ил., 1 табл.

Description

Область техники

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.

Уровень техники

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 ml

Недостатком устройства является узкие функциональные возможности.

Также использование преобразователей электрического сигнала в оптический для передачи между модулями и обратно, для последующей обработки усложняет схему и увеличивает стоимость системы.

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.

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=htm1

Недостатками системы является:

Отсутствие возможности проводной коммутации датчиков и исполнительных устройств, что критично для создания конфигураций системы, удовлетворяющих высоким требованиям надежности или иных специфичных применений

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.

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).

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 ml

Недостатками известной системы из патента RU 2628289 С1 является отсутствие:

1. поддержки протоколов DALI, Z-Wave и LoRaWAN (а также иных LoRa протоколов (в заявляемой системе возможна вариация самописного).

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.

3. Отсутствует интеграция с программно-аппаратными решениями типа умный дом от МТС (hub), Сбер (салют), Яндекс, Apple Home, GoogleHome.

4. Отсутствует поддержка интеграции с сервисами голосового управления Alexa (Amazon), Google (home), Алиса (Яндекс), 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)

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).

Раскрытие изобретения

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.

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.

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.

Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что предложенное решение позволяет:

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.

2. Повысить надежность - повышенная отказоустойчивость за счет:

Проводного управления электроприводами заслонок вентканалов;

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.

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;

4. Благодаря применению ПО собственной разработки - Не требуется доступ в интернет или подключение к серверам, полностью автономная работа системы;

Безопасность эксплуатации, с точки зрения отключения от предоставления и обновления ПО, как это делают западные компании;

Удобный web-интерфейс, Telegram-бот, проприетарное мобильное приложение.

5. Повысить эффективность - экономией энергозатрат на отопление до 40%

6. Также, заявляемая система, может иметь облачный сервер, как один из вариантов конфигурации который реализует только доп.возможности, никак не ограничивая систему;

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;

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.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена предлагаемая система, где позициями обозначены:

1. Микрокомпьютер

2. Дисплей-панель управления;

3. Терминал, в качестве которого могут выступать:

Смартфон

Планшет

Умная колонка (с микрофоном) ПК

Умные часы/браслет

Устройство виртуальной и/или дополненной реальности (шлем, визор, очки, контактные линзы, умные перчатки)

Беспроводные нейроинтерфейсы (интерфейс мозг-компьютер)

4. Датчики и/или исполнительные устройства (беспроводные) в том числе беспроводное реле исполнительного устройства

5. Управляемое устройство - Любой электроприбор, работающий по принципу вкл/выкл

6. API внешних сервисов

6.1. Любой сервис

6.2. Телеграмм

6.3. Яндекс

7. Приложения управления

7.1. Программный модуль Node-RED

7.2. Программный модуль Python

7.3. Программный модуль С++

7.4. Программный модуль сервиса "СПРУТ"

7.5. Программный модуль сервиса "Home Assistant"

7.6. Программный модуль сервиса WEB-сервер

8. Программные компоненты, обеспечивающие обработку и передачу сигналов от и в приложение управления

8.1. Сервис MQTT broker;

8.2. Различные программные драйверы (Driver) и модули для:

8.2.1. Обработки сигнала с разъема RJ-45

8.2.2. Обработки сигнала с разъема RS-232

8.2.3. Обработки сигнала DALI

8.2.4. Обработки сигнала 0-10 В

8.2.5. Обработки сигнала с разъема RS-485

8.2.6. Обработки сигнала с разъема типа Сухой контакт

8.2.7. Обработки сигнала от GSM модуля

8.2.8. Интернет сервис для работы с WiFi модулем

8.2.9. Конвертации сигналов из протоколов ZigBee в MQTT топики

8.2.10. LoRaWAN сетевой сервер

8.2.11. Контроллер

9. Беспроводные модули приемо-передачи

9.1. GSM

9.2. WiFi

9.3. ZigBee

9.4. ZWave

9.5. LoRa

10. Реле управления

10.1. Проводное (RS-485)

10.2. Беспроводное (радио-реле)

10.3. Беспроводное (RS-485, радио-реле)

10.4. Проводное 0-10B

11. Разъемы

11.1. Питание и/или управление: GX-12

11.2. Ethernet: RJ-45

11.3. Питание системы: С-13

12. Преобразователь сигнала RS 232 в UART TTL

13. Клеммы

14. Разъемы или модули-расширения с разъемами микрокомпьютера 1

14.1. Клемма

14.2. RJ-45

14.3. RS-232

14.4. RS-485

14.5. Сухой контакт

15. Контроллер и шлюз управления DALI

16. Драйвер тока для осветительных приборов с поддержкой управления по DALI

17. Любой внешний котроллер или шлюз, который управляется по протоколу Modbus через канал RS-485

19. Корпус системы

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:

2. Дисплей-панель управления 2

18. Электрощит

19. Корпус системы, представленный секцией электрощита 18, в которой установлены элементы системы

20. Секция электрощита 18, в которой располагается электро-оборудование пользователя

21. Замок секции 19 электрощита 18.

Линии соединения элементов: пунктирные-внешние провода (выходящие за корпус - коробку), сплошные линии соединения - провода, расположенные внутри корпуса - коробки, точечные линии соединения - беспроводные соединения.

Осуществление и примеры реализации изобретения

Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого решения, который не ограничивает варианты его исполнения.

Заявляемое решение, представлено схематично на фиг.1 и включает в себя следующие ключевые компоненты:

Микрокомпьютер 1 представляющей собой промышленный микрокомпьютер, например RaspberryPi, 5 являющийся инструментом визуального программирования Node-RED, инструментом синхронного управления и общим контроллером системы;

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;

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.

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 lights

⋅ Schneider Electric E8331DST300ZB Wiser AvatarOn 1G dimmer switch

⋅ easyiot ZB-SW08 Zigbee 8-channel relay

⋅ SUTON STB3L-125-ZJ Zigbee DIN RCBO energy meter

⋅ 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;

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;

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;

Программные компоненты 8, установленные в микрокомпьютере 1, обеспечивающие обработку и передачу сигналов от и в приложение управления 7, включают:

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;

также отдельно соединенные с сервисом MQTT broker 8.1 различные программные драйверы и модули:

драйвер RJ-45 8.2.1 обработки сигнала с разъема RJ-45 (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);

драйвер обработки сигнала DALI 8.2.3 соединенный через коммуникационный протокол Modbus RTU с разъемом RS-485 (14.4);

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;

драйвер обработки сигнала 8.2.5 с разъема RS-485 (14.4);

драйвер обработки сигнала 8.2.6 с разъема типа Сухой контакт 14.5;

драйвер обработки сигнала 8.2.7 от GSM модуля 9.1, например Waveshare SIM7600E-H 4G HAT for Raspberry Pi (LTE Cat-4);

интернет сервис 8.2.8 для взаимодействия с WiFi модулем 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;

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);

программный контроллер 8.2.11 осуществляющий передачу данных, например, по протоколу ModBUS от LoRa модуля 9.5 в сервис MQTT broker.

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.

Соединение микрокомпьютера 1 с Ethernet осуществляется через разъем RJ-45 (11.2) корпуса линией передачи данных соединенный с разъемом RJ-45 (14.2) микрокомпьютера 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)

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.

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).

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.

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:

1) сэкономить место

2) сэкономить на стоимости системы, за счет интеграции в электрощиток.

3) предусматривает механизм предоставления гарантии на оборудование, за счет разграничения доступа к системе и собственным электрическим устройствам пользователя, во 2й секции электрощитка.

При этом, дисплей 2, может быть как смонтирован на дверце секции электрощитка или быть вынесен за пределы.

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.

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.

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.

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.

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.

Терминал или терминалы 3 соединен двухсторонними связями через приложения управления 7 и через GSM модуль 9.1 с микрокомпьютером 1

Устройства терминалов 3 через приложения Яндекс Алиса и/или Telegram взаимосвязаны с API 6.3 и 6.2 соответственно.

Датчики или исполнительные устройства 4 и управляемые устройства 5 могут быть представлены:

Датчики:

⋅ Задымления

⋅ Температуры

⋅ Протечки воды

⋅ Уровня жидкости/сыпучих материалов

⋅ СО₂ и других газов

⋅ Открытия/закрытия

⋅ Присутствия/движения

⋅ Разбития стекла

⋅ Влажности почвы

Сканеры:

⋅ Отпечатков пальцев

⋅ Сетчатки глаза

⋅ Сердцебиения

Актуаторы:

⋅ Краны и вентили

⋅ Электрические реле и переключатели

⋅ Контакторы

⋅ Приводы общего назначения

IoT-устройства:

⋅ Бытовая техника с поддержкой 1оТ

⋅ Умные осветители и лампочки

⋅ Светодиодные ленты

⋅ Диммеры

⋅ Умные розетки

⋅ Умные телевизоры

⋅ Аудиосистемы (с микрофоном и без)

⋅ Умные холодильники

⋅ Посудомоечные машины

⋅ Кофемашины

⋅Умные духовые шкафы и плиты

⋅Умные водонагреватели

Системы безопасности:

⋅ Камеры видеонаблюдения

⋅ Сигнализации

⋅ Умные замки

Управление климатом:

⋅Умные термостаты.Кондиционеры с поддержкой IoT

⋅ Увлажнители и осушители воздуха

⋅ Вентиляционные системы

Измерительные системы:

⋅Счетчики

Электроэнергии

Воды

Газа

Бензина/солярки

⋅ Системы мониторинга энергопотребления

Сад и двор:

⋅ Системы автоматического полива

⋅ Умные газонокосилки

Развлекательные системы:

⋅ Мультимедийные центры

Здоровье и фитнес:

⋅ Умные весы

⋅ Мониторы сна

⋅ Фитнес-трекеры

Робототехника:

⋅ Роботы-пылесосы

⋅ Роботы для мытья окон

⋅ Роботы для уборки бассейнов

Голосовые ассистенты и хабы:

⋅ Умные колонки с голосовыми ассистентами

⋅ Центральные хабы для управления устройствами

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.

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.

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.

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.

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:

Синий - неактивно/выключено/не в сети

Зеленый - активно/включено/работает нормально

Оранжевый - авария/не работает (как нужно)

Серый - поле ввода

СЕРЫЙ - текст, кнопки интерфейса (без статуса) и графические элементы.

Управление и контроль электрических приборов осуществляется за счет:

Управления розетками (группами розеток) или конечными устройствами на линии;

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:

измерение потребления на каждой линии за счет встроенного функционала реле;

подключение большой нагрузки через контактор (располагаемый в стандартной сети электропитания в электрощитке (представленный в виде автомата, реле, УЗО, контактора, либо пускателя)

Управление осветительными приборами

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 10.1

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.

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.

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)

Выключении устройств на линии осуществляется через размыкание сети за счет исполнительного устройства 4 (в данном случае реле)

Возможности:

Подключение LED ламп/лент (W, RGB) и реализация диммирования

Управление по RS-485 Управление по DALI

Управление по одному из беспроводных каналов связи 9.1-9.5

Отопление

Осуществляется за счет управления температурой в помещениях.

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:

a. Водяной радиатор

b. AC/HVAC

c. Трехходовый клапан

d. Отопительный котел (через шлюз/управляющую плату 17)

e. Электрообогреватель (любого типа)

Если требуется проводное подключение линии к системе:

Одна линия соответствует одной зоне управления (синхронно управляются все устройства отопления на этой линии), одна линия требует одного подключения к системе. Управление может осуществляться:

1. посредством регулирования термостатического клапана 5 для случая водяного отопления через реле 10.4 (0-10B/RS-485)

2. Через реле 10.1 включением и выключением электрообогревателя 5 (в режиме вкл/выкл)

Если не требуется проводное подключение к системе и управление осуществляется через беспроводное реле или напрямую устройством 4 Управление может осуществляться посредством:

2. термостатического беспроводного клапана (водяное отопление)

3. электрообогревателя в режиме вкл/выкл

4. электрообогревателя с изменением его режима работы

Управление обогревательными элементами

Реализовано три режима работы (управления) обогревательными элементами:

1. Вкл/выкл - прямое включени или выключение

2. Таймер - обогрев длится заданный период времени после включения, затем выключается

3. Период - обогрев включается и выключается автоматически в соответствии с заданными периодами времени работы (настройка врмени начала, времени окончания и дней)

Обогревательные элементы 5 могут быть быть представлены любыми электрическими обогревателями в том числе электрическим теплым полом и могут быть использованы для реализации следующих функций:

• Отопление помещения (монтируются в пол, стену или потолок)

• Подогрев выделенной зоны пола:

для обеспечения комфорта при прямом контакте с ним голой кожей

для сушки обуви, находящейся непосредственно или вблизи данной зоны

• Подогрев выделенной зоны стены для сушки полотенец или белья

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.

Примеры осуществления

Пример работы №1 (элементы системы 3, 7, 7.5, 8.1, 8.2.5, 14.4, 5) управление освещением

1. Пользователь открывает мобильное приложение Home Assistant на Терминале 3, который имеет доступ в сеть интернет

2. Пользователь выбирает пункт меню, соответствующий включению света в помещении

3. Команда о включении света с Терминала 3 по протоколу HTTPs через сеть интернет передается на сервис 7.5

4. Сервис 7.5 принимает команду, обрабатывает ее и передает в приложение 7

5. Сервис 7.5 отправляет в соответствующий MQTT топик значение "1" которое передается в сервис 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 10.1

7. Реле 10.1, получив команду, замыкает электрический ключ, в результате чего происходит подача питания 24 В, по проводу, на разъем 11.1

8. Питание с разъема 11.1 по проводу подается на управляемое устройство 5, которое представляет из себя LED-ленту, которая начинает излучать свет

Пример работы №2 (элементы системы 3, 9.1, 8.2.7, 8.1, 14.4, 13, 5) управление запорной водной арматурой

1. Пользователь открывает мобильное приложение отправки CMC на Терминале 3, который подключен к мобильной сети оператора связи

2. Пользователь отправляет CMC с цифровым кодом, соответствующем команде закрытия вентиля подачи воды на номер СИМ-карты установленной в модуле 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 8.2.7

4. Драйвер, 8.2.7, получив сообщение преобразует его в и публикует в соответствующий mqtt топик значение сервиса 8.1

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 5

Пример работы №3 (Элементы системы 6.2 ->7.1->8.1->8.2.9->9.3->4) управление устройствами или элементами обогрева

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.

2. Пользователь выбирает/вводит команду включения подогрева пола. Приложение Телеграмм отправляет по HTTPS протоколу запрос в сервис Telegram API 6.2

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, сообщение

4. Сервис 8.2.9, подписанный на данный топик, принимает, обрабатывает и конвертирует сообщение в команду в формате протокола ZigBee.

5. Команда, через модуль беспроводной передачи 9.3, передается на исполнительное устройство, беспроводное реле.

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.

Эффективность работы системы отопления управляемой заявляемой системой приведена в таблице, где показан расход различных энергоносителей и общие расходы энергозатрат за отопительный сезон.

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 сервис

1. Внешний web-сервис (любой совместимый/подключенный к API 6.1), через свой кастомный API 6.1, отправляет команду на открытие жалюзи

2. Команда из 6.1, по протоколу HTTPS передается в приложение 7, контроллера 1, и обрабатывается программным модулем на python 7.2

3. Модуль 7.2 публикует в соответствующий mqtt топик сервиса 8.1 сообщение

4. В зависимости от реализации: а.

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 14.5

ii. Сухой контакт 14.5 замыкает электрический ключ и активирует беспроводное радио-реле (10.2)

iii. Радио-реле 10.2, отправляет сигнал на собственной частоте, который принимается ответным исполнительным устройством радио-реле 4.

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 10.3

ii. Радио-реле 10.3, отправляет сигнал на собственной частоте, который принимается ответным исполнительным устройством, радио-реле 4.

5. Радио-реле 4, соединенное с приводом жалюзи 5, замыкает электрический ключ, в результате чего питание подается на мотор 5 и жалюзи открываются.

Пример работы №5 (элементы системы 6.3 ->7.3 ->8.1 ->8.2.9 ->9.4->4) Включение ночного режима освещения через Яндекс 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.

2. Команда поступает в приложение 7 и обрабатывается модулем управления 7.3

3. Модуль 7.3 анализирует команду и на основании результата обработки, отправляет необходимое сообщение в соответствующий mqtt топик сервиса 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 9.4

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.

6. Светильник 4, получив команду, исполняет ее и переключается в режим неяркого освещения.

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 Sprut

1. Датчик движения 4 срабатывает и отправляет сигнал.

2. ZigBee модуль 9.3, который сканирует радиодиапазон соответствующей частоты, принимает сигнал, определяет его отправителя, преобразовывает и передает в сервис 8.2.9.

3. Сервис 8.2.9 обрабатывает полученное сообщение и публикует его в соответствующий mqtt топик сервиса 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.

5. Сервис 8.2.9, подписанный на этот топик, получив сообщение отправляет команду модулю (9.4)

6. Модуль 9.4, анализирует команду, определяет адресата и по радиоканалу Zigbee передает команду исполнительному устройству-реле 4

7. Реле 4, получив команду, замыкает электрический ключ, питание по проводу, подается на светильник 5

Пример работы №7 (3->7.6->8.1->8.2.5 ->14.4 ->17 ->5) Управление бризером WEB-сервис

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.

Команда отправляется через веб-сервис (7.6), развернутый на микрокомпьютере 1 на сервис MQTT broker (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.

Контроллер 17, приняв, обработав и преобразовав команду, подает команду на бризер 5.

Бризер 5 активирует режим проветривания.

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.

Пример работы №8 (2, 12, 14.3, 8.2.2, 8.1, 8.2.3, 14.4, 13, 15, 16, 5) Включение света

1. Пользователь включает свет. Пользователь нажимает соответствующую кнопку в меню на дисплее-панели 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 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 8.2.2

4. Мост 8.2.2, публикует в топик: /devices/Lighting/controls/LightStatel значение "1" сервиса 8.1

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 15

6. DALI-контроллер 15, распознав команду и определив адресуемый светильник, по проводному соединению передает команду о включении на электрический драйвер 16 соответствующего светильника

7. Драйвер 16 получив команду, замыкает электрический ключ, в результате чего происходит подача питания 24 В, по проводу, на управляемое устройство 5

8. Управляемое устройство 5, светильник, начинает излучать свет

Пример работы №9 (4, 9.5, 8.2.10, 8.2.11, 8.1, 8.2.4, 14.1, 10.1,5) Управление устройствами отопления

1. Система регулирует отопление. Беспроводной датчик температуры 4, расположенный в помещении, отправляет сигнал по протоколу LoRaWAN через определенный период времени.

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).

3. Сервер или контроллер, получив данные, преобразует их в JSON структуру, где указывается уникальный идентификатор датчика и значения температуры в сервис 8.1.

4. Сервис, 8.1, в соответствии с mqtt топиком, направляет данные в программный модуль 7.4 приложения 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.

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 10.4

7. Реле 10.4, получив управляющий сигнал, передает его на поворотный вентиль 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.

Пример работы №10 (Ethernet ->11.2->14.2 ->8.2.1-8.1-7). Сервисное обслуживание - ремонт (замена элементов) пере подключение и т.п.

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 поддержки

2. Двусторонняя передача информации происходит либо через программный драйвер 8.2.1, либо без него (в зависимости от типа информации, которая передается).

3. Информационный обмен с приложением 7, установленном на микрокомпьютере 1, идет через сервис 8.1

4. Обработка информации в приложении 7 может осуществляться любым из программных модулей 7.1-7.6

В случае выявлении ошибки или аварии пользователь может быть проинформирован одним или несколькими из нижеследующих способов:

1. Информация

a. Отображается в web-интерфейсе, который может быть просмотрен на терминале 3

b. Отправляется по смс на указанный номер(а) телефона

c. Отправляется в Телеграмм бот

d. Отображается и на экране дисплея 2

e. Отображается в нативном мобильном приложении системы

f. Передается на пульт управления/систему управления дома

2. В случае аварийной ситуации может быть отправлен сигнал(сообщение) на "пульт дежурного" (пожарная служба, ЧОП, консьерж-сервис дома)

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.

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.

Claims (1)

1. Гибридная модульная система - умный дом для управления электронными устройствами помещения или здания, характеризующаяся тем, что включает в себя корпус с установленным на его поверхности или вынесенным за пределы корпуса дисплеем управления, установленными на корпусе системы 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 системы 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 системы, посредством проводящих линий и драйвера RJ-45 с разъемом подключения ETHERNET RJ-45 корпуса системы, драйвер обработки сигнала DALI 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 соединено с датчиками и/или исполнительными устройствами.