IoT в жилищното осветление

17.03.2016, Брой 1/2016 / Технически статии / Осветление

 

Умното управление на осветлението като част от битовата автоматизация и умния дом отдавна се реализира на практика - повече от 40 години. Поради невероятния напредък на технологиите, осигуряващи елементна база с ниска консумация, средства за автоматично регулиране на ниски цени и възможности за комуникация, както и благодарение на наличието на мрежи с интернет достъп и на удобни интерфейси за настройка, умното управление на осветлението става все по-реалистично, по-гъвкаво и по-достъпно от финансова гледна точка.

Макар и то да започва от основните средства за автоматизация в рамките на умния дом, очевидният следващ етап е да се въведе дистанционно управление през интернет със смартфон или компютър, което по естествен начин се съчетава с техническите перспективи на Internet of Things.

Въпреки че технологията, която може да осигури срещата на домашното осветление с IoT на практика вече е на разположение, остават много въпроси по практическото й приложение. Съществува и една интересна особеност: в много системи, използващи IoT, като тези за дистанционно наблюдение, липсата на удобен и достатъчен захранващ източник е първостепенният проблем. В случая обаче това не се явява такъв, тъй като осветлението по домовете и офисите е свързано към захранващата мрежа.

От друга страна, за всеки конкретен случай има много възможни решения за свързване в мрежа и достъп до интернет, като всеки има своите предимства и недостатъци. Освен това, поради големия брой осветителни тела в едно типично жилище и съответно - големия брой подлежащи на контрол възли в мрежата, разходите за един възел са основен проблем при внедряването на IoT.

Ако се използва и дистанционен достъп през интернет, има мерки, свързани със сигурността, които трябва да бъдат взети на много от нивата на мрежовия протокол, включително и в хардуера на физическото ниво.


› Реклама



В системата за осветление на един умен дом
всяко осветително тяло би трябвало да е свързано със или без окабеляване към централен контролер, който да знае и управлява състоянието му - включено, изключено или димирано в някаква степен. В типичното жилище може да има десетки такива осветителни възли (осветителното тяло заедно с управляващата го електроника), които да се наблюдават и управляват; в един офис може да са много повече.

Ето защо изборът на физическия интерфейс е от първостепенно значение, тъй като всички по-горни нива на системата ще произтичат от този избор. Макар и внедряването на умно, мрежово управление на жилищното осветление да изглежда както наложително, така и лесно за осъществяване, то всъщност не е такова, особено ако при вземането на това решение се отчитат факторите цена и съвместимост.

Може да се избира между връзка по силовите проводници на самата ел. инсталация или пък връзка по специално за целта положени проводници и безжична връзка. Най-естественият вариант за свързването в мрежа на всяко осветително тяло е да се използват и без това съществуващите проводници на инсталацията, което вече е било правено, макар и с противоречиви резултати.

Не бива да се забравя, че силовите проводници са комуникационна среда, за работа в която се изискват сериозни усилия и средства поради шумове, смущения, краткотрайни свръхнапрежения или отпадания и още много проблеми - трансферът на данни е много бавен и затова се приема за нормално, ако времето за преминаване на един пакет се проточи или ако се налага повторно изпращане в случай на грешка.

Въпреки всички усилия и компромиси, използването на силовите проводници може да доведе до твърде много грешки, дори и само в границите на електрическата инсталация на едно жилище. И още нещо - ако от една страна силовите проводници се ползват като захранващ източник, а от друга и като комуникационна мрежа, това ще изисква да се осигури изолация между линиите на захранването и на данните, което води до оскъпяване и схемно решение с повече елементи.

Другият вариант е да се използват отделни, специално положени за целта кабели, които да свържат всички възли. Това може да е евтино и ефективно, ако се прави паралелно с изграждането на изцяло нови електроинсталации, но при вграждането към вече съществуващи цената е висока.

Вариантът е привлекателен и с това, че хардуерът за всеки отделен възел е на ниска цена и няма проблемите с влошаване на качеството на работа, характерни за безжичната връзка, когато се появят смущения поради многото други потребители на същата честота.


› Реклама


Безжичният вариант с радиовръзка
е третата алтернатива и именно това е сегментът, в който има най-много доставчици и най-много проблеми в последните години. Сред възможните технически решения тук са специалните радиовръзки, предлагани от отделните производители на радиомодули, връзките по Wi-Fi (IEEE 802.11), съвместимите със ZigBee (IEEE 802.15.4) и производните на ZigBee връзки, както и други.

Това многообразие е в основата на един от най-сериозните проблеми по отношение на управлението на жилищното осветление - несъвместимостта, която започва още от физическото ниво и стига до нивото на протоколния стек. Проблемите, свързани с взаимодействието между множество различни модули и с несъвместимостта, в съчетание с подхода да се запазят някои по-стари решения, са съображения, които разработчиците трябва да имат предвид.

Производителите на подходящи интегрални схеми и възли знаят, че ако се отговори на изискванията по отношение на съвместимостта на хардуера с физическото ниво на интерфейс и оттам възможностите за свързване се разширят, това може да отвори голям потенциален пазар. Някои производители поддържат стария стандарт за цифрово-адресируем интерфейс към осветлението, IEC62386, предназначен за дома, офиса и някои професионални приложения (театралното осветление, например).

При този стандарт се използва само една двойка кабели под ниско напрежение, която може да свърже до 64 устройства (при 6-битово адресиране), в това число лампи с нажежаема жичка, луминесцентни лампи и техните баласти и дори светодиодни осветителни тела. Всички свързани заедно устройства се наричат мрежова група.

За свързването на още осветителни възли, над максималния брой от 64, DALI поддържа до 16 групи, които могат да се обединят в едно цяло. Допустими са верижна (англ. daisy-chain), звездна (star) и многоточкова (multi-drop) топология, като те могат и да се комбинират.

В стандарта DALI се използва код Манчестър при скорост от 1200 бода и захранващ източник 16 V/250 mA. Това позволява наблюдение, контрол, димиране и “групови” функции (при които предварително определена група осветителни тела получават една и съща команда) на разстояние до 300 метра.

Сама по себе си, една система за управление на осветлението въз основа на DALI не може да се свърже директно към интернет, за да заработи и по IoT. Но този DALI контролер може да се използва като вход към съвместим с интернет интерфейс, като за целта покрива изискванията на първите две нива на универсалния OSI модел за мрежова връзка - физическото Ниво 1 (PHY) и Ниво 2 (MAC).


› Реклама
› Реклама

 

Поради широките пазарни възможности
почти всички производители, специализирани в областта на цифрово-аналоговите устройства, захранванията и жичната/безжичната комуникация, по един или друг начин се насочват към областта на управление на осветлението.

Разработчиците в производствени предприятия трябва да отчитат не само наличната елементна база, но също така и да проверят дали съответните чипове и модули имат поддръжка на основните нива PHY/MAC, какви софтуерни средства за програмиране на ниско ниво има, какви основни интерфейси ще се ползват при разработката, какви са средствата за програмиране и настройка на софтуера от по-високото ниво, предлагат ли се платки за изпробване.

Трябва да се провери и дали съгласно нормативната уредба са необходими сертификати за съответствие по отношение на безопасността, тъй като при внедряването на такива системи винаги има взаимодействие с променливотоковата електрическа мрежа.



› Реклама

 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Bosch проведе семинар за иновативни решения за сигурност и безопасностСъбития

Bosch проведе семинар за иновативни решения за сигурност и безопасност

На специално събитие, провело се на 3 май т. г.

Водещи тенденции във видеонаблюдението през 2016 г.Технически статии

Водещи тенденции във видеонаблюдението през 2016 г.

През 2016 г. станахме свидетели на развитието на няколко доста добре очертани тенденции при видеонаблюдението.

Тенденции в адаптивното външно осветлениеТехнически статии

Тенденции в адаптивното външно осветление

В тази статия са очертани тенденциите в адаптивното външно осветление и са посочени основните прогнози за развитието им през 2016 г.Миналата година се оказа ключова за развитието на външното LED осветление.

Съвременни безжични комуникацииТехнически статии

Съвременни безжични комуникации

Начините, по които хората и различните устройства се свързват с интернет, се промениха значително през последните години. Бяха разработени многобройни мощни безжични технологии, които се радват на все по-широко разпространение.

Energy Harvesting технологии в сградната автоматизацияТехнически статии

Energy Harvesting технологии в сградната автоматизация

Самозахранващите безжични сензорни мрежи вече са неразделна част от системите за сградна автоматизация. Прогресът в т.

Hoval България, инж. Костадин Джампалски: Предлагаме на клиентите си цялостни енергоефективни системни решенияИнтервю

Hoval България, инж. Костадин Джампалски: Предлагаме на клиентите си цялостни енергоефективни системни решения

Управителят на Hoval България споделя позицията си за новите европейски изисквания и актуалните тенденции в областта на ОВК инсталаците, които промениха изцяло сектора – интелигентните и свързани технологии, концепцията "Internet of Things", както и стандарта за пасивни сгради.

Съвременни подходи и решения в областта на осветлениетоТехнически статии

Съвременни подходи и решения в областта на осветлението

Осветлението днес се развива изключително динамично по отношение надизайн, материали и технологии, паралелно с електрониката, автоматизацията, комуникационните и компютърни системи и всички други взаимосвързани области, които намират приложение в съвременните интелигентни сгради и домове. Осветителните решения се разработват на базата на концепцията за свързани в мрежа смарт системи, които позволяват лесна инсталация, интуитивно управление, дълга и безпроблемна експлоатация, възможности за отдалечен мониторинг и контрол от всяка точка и интерактивна комуникация с ползвателя и с останалите системи в дома или сградата.

Иновации в интелигентната сградна автоматизацияТехнически статии

Иновации в интелигентната сградна автоматизация

Технологиите днес трансформират до неузнаваемост почти всяка област от бита на съвременния човек. В особена степен това важи за сградната автоматизация, която става все по-интелигентна, адаптивна и всеобхватна.

АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2017 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top