BC/NW 2015 № 1 (26) 7:5
ПРИМЕНЕНИЕ АДАПТИВНЫХ
РЕШЕНИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ОБЪЕКТА
Ларин
А.А., Абросимов Л.И.
В
настоящее время внедрение автоматизированной системы управления зданиями (АСУЗ)
является способом качественно улучшить функционирование систем жизнеобеспечения
здания, так как главное назначение АСУЗ – это выполнение
без участия человека различных процессов,
происходящих в современном здании. Именно такой подход подходит к определению
«умный дом», когда всё работает слаженно - с небольшими корректировками
человека.
Функционально АСУЗ должна поддерживать: освещение и электропитание, безопасность и
контроль доступа, управление климатом, связь, аудио-видео системы, прочие
инженерные системы (тотальный контроль
всех систем, установленных в доме, и управление ими с одного или нескольких
устройств).
Что вообще понимать под умным домом?
«Умным» может быть не только жилой дом или квартира. Это может быть и банк, и
промышленные объект, и центр обработки данных, и даже корабль.
Для
того чтобы сделать интеллектуальный объект (в котором все системы комплексно
работают и динамически реагируют на события) нужны соответствующие технологии,
в том числе, вычислительные сети, которые обеспечат необходимую
интеллектуальность, а также масштабируемость, безопасность, отказоустойчивость.
Рассмотрим
существующие решения.
Известны
широко используемые стандарты, благодаря которым строятся автоматизированные
системы управления зданиями, которые используются как для промышленной
автоматизации, так и домашней. К таким стандартам относятся: BACnet, KNX, Modbus, LonWork. Крупнейшие производители
оборудования автоматизации: SIEMENS, Schneider-Electric, AMX, Crestron, BECKHOFF и т.д. Некоторые из них
выпускают устройства, работающие по этим стандартам. Но, конечно же, каждая из
фирм старается продвигать свои проприетарные решения, которые используются как
в промышленных объектах, так и в жилых домах.
Хотя спектр решений
представляемых ими поистине широк, нельзя назвать эти решения идеально
подходящими для интеллектуального объекта.
В
целом, используемые
методы построения сети автоматизации делятся на децентрализованные и
централизованные. Децентрализованные сети более устойчивы к отказу отдельного
элемента, но обычно уступают по управленческим возможностям. В свою очередь,
при централизованном методе построения сети имеется центральный узел (сервер),
на котором может происходить как обработка всех данных сети, так и управление
ею, соответственно этот узел является узким местом сети и в случае его отказа
сеть становится неработоспособной. Также по способу организации коммуникаций
сеть может быть: проводной, беспроводной,и использующей по силовые кабели
здания.
Перспективной
может быть задача создания «умного дома» на основе беспроводных, адаптивных
вычислительных сетей. Такой подход обеспечит ускорение по организации
интеллектуализации объекта (нет необходимости в прокладке кабеля), к тому же
такие беспроводные технологи обеспечивают хорошую масштабируемость решений, их
долговечность, а адаптивность таких сетей поможет достичь отказоустойчивости
сети.
Из
готовых решений интерес может представлять использование на физическом и
канальном уровне стандарта IEEE 802.15.4, а
для сетевого и выше - ZigBee или 6LoWPAN.
Однако, эти решения не разработаны для реализации комплексного решения по
интеллектуализации здания. Следовательно, есть необходимость разработать
адаптивную сеть, в которой связи будут перестраиваться в случае утери
работоспособности узла, при этом нагрузка может быть перераспределена для
повышения пропускной способности сети. Могут устанавливаться и использоваться резервные
узлы, а также административный элемент для управления, что позволяет получить
сеть в целом децентрализованную (на основе беспроводной технологии), но с
центральным управлением. Такой подход может дать вычислительную сеть, которая
может не только автоматизировать определенный процесс, но и комплексно решать
различные задачи, оптимизируя их на сетевом уровне.
Исследуемый
объект может быть представлен сетью, которая имеет заданные ресурсы с
установленными требованиями пользователей, а также с реакцией на внешние
воздействия (перераспределение ресурсов).
Такую
сеть уже возможно использовать для интеллектуализации множества объектов.
Например, это может быть коттедж в котором необходимо поддержание определенного
микроклимата, с защитой от злоумышленника. А может быть и датацентр, где среди
решаемых проблем: управление всеми кондиционерами в зависимости от температуры
в залах, а также изменение параметров при отключение каких-либо кондиционеров;
также это может быть реакция на отключение питания и перевод на источники
бесперебойного питания, при этом необходимы решения в случае возгорания
оборудования, а в ситуации, когда хакер смог взять под контроль системы
жизнеобеспечения датацентра необходима соответствующая защитная реакция со
стороны адаптивной сети.
Так как
область применений такой сети широка, то необходимо разработать модели и методы, которые позволят выбрать варьируемые
параметры, обеспечивающие создание эффективной сети.
Литература
1.Соловьев
М.М. Интеллектуальное здание. Понятия и принципы. // Строительная инженерия.
2005. №3.
2.Кучерявый
A.E. Интернет вещей. //
Электросвязь. 2013. №1
3.Николай
Жогов. Протоколы связи для "умного дома".
http://www.ferra.ru/ru/digihome/review/SmartHome-Protocols/#.VPVrC0ssfd_
4.Системные
решения автоматизации современного здания.
http://www.moluch.ru/conf/tech/archive/4/884/
5.Системы
умный дом - бренды и технологии.
http://www.relconstroy.ru/sistemy-umnyj-dom-brendy-i-tekhnologii
6.
ZigBee и домашняя автоматизация.
http://thenewz.info/umdom/323-zigbee-i-domashnyaya-avtomatizaciya.html