Контрол на осветлението върху протокола X10. Протокол X10: предимства и недостатъци. "Умната къща"

IT-експерти смятат, че пазарът е "умни" къщи в Русия никога няма да станат популярни и през следващото десетилетие, е малко вероятно да излиза извън рамките на луксозни жилища в района на Москва. В бъдеще е възможно потребителския пазар ще бъде пренебрежимо малка част от населението с най-високи доходи в региона, но и за масите "интелигентен дом" ще остане една пъстра картина на страниците на таблоидите и интернет ресурси. Това ли е така? Вече инфраструктурата на жилището на обикновения гражданин е доста сложна комбинация от различни инженерни системи. Да ги комбинирате в една мрежа без глобални разходи ще помогне на стандарта X10.

Възможностите за "умна къща"

Най-често срещаната и проста функция е управлението на осветлението. Интелигентната система ви позволява да наблюдавате дистанционно всяко осветително устройство. Без ставане, можете да включите или изключите светлини във всяка стая или цялата къща наведнъж, да регулирате яркостта на нощното осветление на коридор, пейзаж осветление. "Смарт House", включително светлина на различни места по определен алгоритъм, възпиране нарушители чрез симулиране наличието на собствениците в случай на тяхното заминаване.

Автоматизираното управление ще поддържа определените температурни параметри в помещението, като контролира радиаторите или климатичните и вентилационните системи. Интелектуалната къща може да контролира охранителната и противопожарната техника и в случай на извънредни ситуации да изпрати известие до телефона на собственика или съответните структури чрез гласово или SMS съобщение.

Как започна всичко

X10 - един от първите отворени индустриални стандарти, разработен за системи за домашна автоматизация от Pico Electronics (Шотландия, Glenrothes) през 1975 г. Първоначално фирмата се занимава с проектиране и производство на микросхеми и микро калкулатори. Първият опит в разширяването на сферата на производството стана много успешен в търговската мрежа. Platform X10 бързо спечели популярност сред разработчиците на концепцията за интелигентен дом и даде осезаем тласък за развитието на тази индустрия. Опитите да се създаде подобен интерфейс бяха направени от други фирми, но те не бяха особено успешни.

За своето време X10 е протокол с добър шум. Популярността се насърчаваше от сравнителната евтиност на оборудването, ориентацията на разработчиците на автоматизацията на домакинствата, подкрепата и техническата поддръжка. На северноамериканския континент стандартът все още е търсен и широко разпространен. Следвайки разработчика на компанията, широка гама от устройства, съвместими с X10, започнаха да произвеждат гигантски корпорации IBM и Philips.

Днес Pico Electronics се превръща в X10 INC (САЩ) с търговската марка PowerHouse.

Класификация на оборудването

железария Мрежа X10 е набор от устройства, свързани чрез стандартна мрежа или радиоканал. Основната система включва:

• Предаватели - контролери генерира и изпраща команди за контрол модули (с компютърен интерфейс или самостоятелно), програмируеми таймери с различни диапазони от време, дистанционни управления (инфрачервени или радио).
• Ресивъри - изпълнителни устройства, които изпълняват входящи команди: лампови модули и димери за касети, димерни и розетни блокове, всички видове задвижвания.

В случай на изграждане на по-голяма мрежа или разширяване на съществуваща, често се използва спомагателно оборудване:

• Трансесивъри, които получават командни сигнали от дистанционни управления с по-нататъшно преобразуване в комуникационния протокол X10, преди да бъдат изпратени в електрическата мрежа.
• Повтарящи устройства и усилватели на сигнали.
• Филтри, които намаляват ефекта от електромагнитните смущения.
• Интерфазни мостове за 380-волтови електрически мрежи (пасивни или активни за сгради с площ над 300 метра)²⁾.
• Измервателни устройства, които опростяват инсталирането и стартиране и настройка, сензори (движение, осветление и др.).

Оборудването, произведено от различни фирми, често има подобен външен вид, функционалност и дори етикетиране. Устройствата се предлагат в различни версии в зависимост от изискванията razmescheniyu- за монтаж в линия, за монтиране в стандартни шкафове DIN-релса, micromodules за raspredkorobok флъш.
Автоматизацията на живота може да започне с няколко основни модула, след което постепенно да се увеличи мащаба и да се разшири функционалността чрез добавяне на нови хардуерни единици.

Примери за елементна база

Основата за типичния X10 модул е ​​програмируем микроконтролер. Съгласно определен алгоритъм той контролира работата на електронната схема на устройството, която захранва входните сигнали, генерирани от външната енергийна мрежа, и преобразува изходящите импулси за връщане към мрежата. Като микрокомпютри могат да се използват серийни контролери (например PIC или AVR на Microchip и Atmel).

За да се контролира осветлението в концепцията за "интелигентна" къща, ламповите релейни модули X10 се използват широко. Има две версии: конвенционален приставка гнездо за свързване на подови лампи, настолни лампи (LM12) или изработени като адаптер между титуляра и осветление лампа със стандартен E27 база, до 100 вата (LM15S).

Контролът на електротехниката на домакинствата се осъществява с помощта на модули на гнездо за инструменти. Например, модулът AM12 напомня на външна лампа, но не поддържа команди, специфични за осветлението (виж по-долу).

софтуер

Прилагане на протокола X10 на компютъра ще помогне на софтуерните продукти от най-високо ниво.

ActiveHome Software - безплатен софтуер за персонални компютри, базиран на операционни системи WINDOWS от разработчика на платформата X10. Пакетът включва голям брой помощни програми и драйвери за устройства, както и мобилна версия на програмата.

ActiveHomePro - софтуер за компютърния интерфейс CM-15 (радиоприемник, 433 MHz) с връзка през USB порта. Позволява ви да контролирате осветлението и домашните уреди с необходимите алгоритми, графики и таймери от персонален компютър или офлайн от безжична конзола.

X10 Commander (Melloware Inc) - софтуер с отворен код под всяка операционна система, която ви позволява да създадете базата на персонални компютри за управление на множество услуги и интеграция на X10 протокол по телефона и всяко мобилно устройство (IOS / Android).

Russian LLC "Лаборатория на домашните технологии" предлага на потребителите удобно устройство на платформата X10 - пълноцветен сензорен VGA панел XTS-36. Самостоятелното устройство има удобен графичен интерфейс. Управлението на протокола X10 и управлението на интелигентната система за осветление остават комфортно, с отлична визуализация, но елиминира необходимостта компютърът да работи непрекъснато във фонов режим. Комплектът включва драйвери и софтуер за предписване на адресирането на устройствата X10 и основните параметри на първоначалната конфигурация за съставянето на различни сценарии.

X10. Протоколът подробно

Физическа обмен на данни среда в силовите електрически кабели е предаване / приемане фрагменти синусоидална висока честота на трептене на (120 кХц) с амплитуда от 5V и 1 мс / 630 MS във всеки половин цикъл на мрежовото напрежение, в прозорци, образувани непосредствено след преминаването нула. На трифазни вериги подобни прозорците оформени във всяка фаза, т.е.. Е. с изместване на 60 градуса с допълнително прилагане на междинната мостове. Ако устройството в приемния прозорец получи парцел, в който има най-малко 48 колебания, то тогава го счита за логическа "единица", в противен случай - като логическа "нула". Предаването на информационния бит отнема два половина на мрежовото напрежение. И във втората се превежда обратната стойност, която не само подобрява шумовия имунитет, но също така служи за идентифициране на синхронизиращия код в предаването на пакети.

X10 е протокол, в който се предава стандартен единичен пакет (рамка, кадър) за 11 периода. Той съдържа:

• синхронизационният код е 2 бита,
• кодът на модула е 4 бита,
• кодът на сградата е 5 бита.

Всеки пакет, без никакви интервали, се предава два пъти подред. Преди да се излъчи следващият двоен пакет, се поддържа пауза за 3 периоди на мрежово напрежение (с изключение на команди за затъмняване, предавани в непрекъснат поток).

Инфрачервените контролни панели в X10 мрежи работят по протокола X10-IR при носеща честота 40 KHz. Радиочестотът (X10-RF протокол), в зависимост от региона, има обхват от 310 до 434 MHz.

Адресиране и командна система

Максималният брой модули в мрежата X10 е 256. На всеки модул има два селектора с 16 фиксирани позиции.Първият ключ - кодът на къщата (Home code) се използва за избор на категория или група от устройства. Има разпоредби буквите от А до С. Във втората фиксирана позиция, са означени с цифри от 1 до 16 и точка на специфичен модул на мрежа (код Unit) на. По този начин всяко устройство получава уникален номер, състоящ се от буква и цифри. Например, A5, M14 и др Системните контролери, за разлика от изпълнителните модули, обикновено не изискват настройки за адресиране.

Идеята за съществуващите команди на платформата и съответните им действия може да се получи от таблицата.

Основните предимства ...

X10 е протокол от нискобюджетен клас за автоматизация на домакинствата, който използва вече съществуващи електрически мрежи за предаване на информация и команди. Не е необходимо да се правят нови комуникации, което е особено важно в домове с довършителни или завършени ремонтни дейности. Можете да използвате мрежовото окабеляване или да използвате радиоканала - гамата от оборудване, предлагана от производителите, дава възможност да се реализират и двата варианта или комбинация от тях. Цената на устройствата, в сравнение с по-модерните платформи, също е приятно приятна.

Следното предимство - гъвкавост на приложението и простота на инсталацията, които не изискват специални умения и способности. Системата се характеризира с отлична скалируемост и скалируемост. Модулите са свързани според Plug Захранване (активирано и контролирано). Цялата настройка е да даде на новия компонент уникален адрес. Допълнителната автоматизация ще направи всичко сама.

Разделянето на осветителната инфраструктура на зони е значително опростено. Достатъчно е да присвоите една и съща буква на устройствата от една и съща група (код на сградата) и когато е дадена съответната команда за излъчване, светлината в тази зона ще бъде включена или изключена.

Отвореният протокол е още един плюс на платформата, което предполага лесно интегриране с всяка система за управление, възможността за използване на кабели от трети страни за мрежа от кабелни аксесоари.

...и недостатъци

Основното предимство на X10 интерфейса е предаването на информационен сигнал върху електрическата мрежа - това е и основният източник на проблемите му.

Ниска скорост. Предаването на командата отнема около секунда, т.е. забавянето в изпълнението на командата е наистина осезаемо дори при контролиране на едно устройство. И в процеса на разработване на внедрения сценарий забавянето може да стане досадно неприемливо. Тъй като скоростта на предаване на информация е свързана с честотата на захранващото напрежение, не е възможно да се увеличи.

Имунитет с нисък шум. Изобилието на битова техника в модерния дом значително увеличава нивото на смущения в електрическата мрежа има отрицателно въздействие върху съотношението сигнал / шум, което от своя страна се отразява на качеството на обмена на информация между модулите X10. Следователно последствията - провал на командите или фалшиво превключване. По време на изграждането на широка мрежа проблем може да бъде ограниченията на полето за адрес, за да се свържете с протокол X10 ще бъде в състояние само до 256 устройства.

Расинхронизацията на предавателното оборудване може да доведе до налагането на пакети и сблъсъци, в резултат на което няма да се изпълни нито една от командите. Невъзможно е основно да се коригира ситуацията.

Няма процедури за разграничаване на достъпа, няма защита срещу неразрешени действия от трети страни. И накрая, не е възможно да се създадат сложни схеми за управление на домакински уреди и осветление с реализацията на самодиагностичната функция на системата и включените в нея устройства.

Промени X10

Изброените недостатъци се коригират предимно в следващите поколения системи за домашно автоматизиране на така наречената архитектура на шината (предаването на сигнала се извършва на специално предназначена / павирана автобус с ниско напрежение на захранващото напрежение).

От своя страна разработчиците и производителите на оборудване X10 предприеха стъпки за подобряване и модифициране на съществуващата платформа. Резултатът беше форматът X10Extended с разширен система от команди. Безспорното предимство на модифицираната платформа беше регулирането на процедурата за достъп на предавателите към гръбнака, което премахва сблъсъците и разширява функциите на командата Exceded Code 1 с промяна на формата на пакета.

Освен това изменение е довело до създаването X10Extended A10 формат, в който значително разширява адрес поле (4096 единици) и добавя някои функции (налични само на устройства, произведени от разработчика). Протоколите A10 и X10 са абсолютно съвместими, което дава възможност за работа на двата модула в една и съща система.

Като обобщим обобщението, трудно е да не се съгласяваме, че първият интерфейс на домашната автоматизация за миналото, почти петдесет години, е морално остарял. Опитите за модернизиране, напомнящи за покриване на покрива по време на дъждовния сезон, кардинално коригиране на ситуацията не е в позиция. Но бюджетните характеристики на платформата все още го държат на пазара на интелигентни системи, а оборудването X10 се произвежда и продава активно.

Вътрешните фирми прогнозират, че интерфейсът е нова вълна на популярност. На потребителите се предлага широка гама от отделни устройства и готови решения за "интелигентен" дом на платформата X10.