Система керування інженерними системами будинку

Реферат: Система керування пристроями будинку належить до систем електронного керування пристроями будинку, зокрема до системи керування різними пристроями на об'єкті нерухомості по типу систем "розумний будинок", і містить як мінімум одну ІР-камеру, яка по засобах wi-fi або ethernet-мережі зв'язана із відео-сервером, причому система містить як мінімум одну сенсорну панель, а також телефон, який через GSM-мережу зв'язаний з GSM-модулем і з сервером керування. Як модуль управління використаний комп'ютер, зв'язаний з веб-сервером, який розташований на сервері керування. У винаході забезпечується підвищення надійності роботи при безперервній роботі системи за рахунок того, що вона побудована на основі архітектури з розподіленою логікою. UA 102876 C2 (12) UA 102876 C2 UA 102876 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до системи електронного керування пристроями будинку, зокрема до системи керування різними пристроями на об'єкті нерухомості по типу систем "розумний будинок" і може бути застосована для організації контролю доступу, охоронно-пожежної сигналізації та автоматизації керування інженерними пристроями будівель (інтелектуалізації будівель). Відома Електронна система будинку (Патент JP 2007162310, опубл. 2007-06-28), яка містить стартап-систему, компонент контролю, який порівнює дані із аутентифікованими даними і видає сигнал "дозволено". Коли сигнал не подається, система знаходиться у режимі очікування. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічною суттю, призначенням і результатом, що досягається, є система автоматичного контролю та керування (Патент України № 64647 А, опубл. 16.02.2004), що включає модуль прийому сигналів і модулі керування, які встановлені в місцях збору інформації і виконання команди з модуля керування. Система також містить комунікаційну шину системи, комунікаційні контролери, датчики, кінцеві виконавчі пристрої. Система містить не менш ніж один головний контролер як інтелектуальний керуючий елемент системи та контролери як елементи-посередники між головним контролером та датчиками і кінцевими виконавчими пристроями, причому контролери під'єднані до комунікаційної шини системи, що закільцьована з головним контролером. Недоліками такого пристрою є його низька надійність. Це обумовлено тим, що при виході з ладу одного з блоків системи необхідно знеструмлювати і виводити з експлуатації усю систему через те, що характер збору системи такий, що такі складові елементи як комунікаційна шина системи, комунікаційні контролери, датчики, кінцеві виконавчі пристрої під'єднані до одного головного контролера. В основу винаходу поставлена задача створення такого пристрою керування, який дозволяє підвищити надійність пристрою за умов проведення будь-яких змін і доповнень без шкоди для роботи системи. Поставлена задача вирішується тим, що система керування пристроями будинку включає модуль прийому сигналів і модулі керування, які встановлені в місцях збору інформації і виконання команди з модуля керування. Відповідно до винаходу, як модуль прийому сигналу використана як мінімум одна IP-камера 2, яка по засобах wi-fi або ethernet-мережі зв'язана із відео-сервером 3, причому система містить як мінімум одну сенсорну панель 1, а також телефон 4, який через GSM-мережу зв'язаний з GSM-модулем 5 і з сервером керування 6. Як модуль керування використаний комп'ютер 7, зв'язаний з веб-сервером, який розташований на сервері керування 6. До складу системи входить медіасервер 8, який містить медіа-бібліотеку систем мультирум 9, а також точка доступу wi-fi 10, причому GSM-модуль 5, зв'язаний з мобільними телефонами 4 користувача. До складу системи також додатково введені модулі керування СМ7 10, пов'язані з CAN-BUS мережею 11. Згідно одному з варіантів винаходу, до складу системи входить шлюз GW4 × 2 12. До складу системи також входить модем 13, а також модуль керування опалюванням НСХ8 14, пов'язаний з опалювальними елементами 15. Згідно зі ще одним варіантом виконання системи, система мультирум 9 зв'язана з медіасервером 8 через ethernet-мережу. У системі забезпечується висока надійність за рахунок того, що система при виході з ладу будь-якого блока, на відміну від інших систем "Розумний Будинок", продовжує працювати, тому що вона побудована на основі архітектури з розподіленою логікою (немає якогось головного елементу, кожен думає сам за себе і вирішує свою задачу). Тому вихід з ладу одного блока не порушує роботу всієї системи. Навпаки, система сама визначає поломку і приймає потрібні заходи. А такі життєво важливі системи, як, наприклад, живлення, опалювання, дублюються. При відключенні, наприклад, електроенергії вони працюють від акумуляторів. Модулі керування СМ7 10 об'єднуються в єдину мережу CAN-BUS 11, що забезпечує можливість обміну даними між пристроями. До цифрових і аналогових входів/виходів складових елементів системи підключаються різні датчики і виконавчі пристрої керування, що забезпечують можливість керування різними елементами системи. Крім того, керування всіма без виключення функціями здійснюється з однієї панелі. Система дозволяє керувати будь-якими функціями будинку з однієї панелі. Не потрібні різні пульти для того, щоб наприклад включити або вимкнути світло, перемкнути телеканал, відкрити або закрити жалюзі, відрегулювати кондиціонер. Все це можна зробити за допомогою однієї єдиної системи і однієї єдиної панелі керування. За допомогою винаходу можна автоматизувати навіть найскладніші ресурси будинку: систему кондиціонування, опалювання і т.п. Таким чином, будьякі зміни і доповнення проводять без збитку для роботи системи. На фіг. 1 показана принципова схема системи. 1 UA 102876 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Система керування пристроями будинку включає як мінімум одну ІР-камеру 2, яка по засобах wi-fi або ethernet-мережі зв'язана із відео-сервером 3, причому система містить як мінімум одну сенсорну панель 1, а також телефон 4, який через GSM-мережу зв'язаний з GSMмодулем 5 і з сервером керування 6. Як модуль керування використаний комп'ютер 7, зв'язаний з веб-сервером, який розташований на сервері керування 6. До складу системи входить медіасервер 8, який містить медіа-бібліотеку систем мультирум 9, а також точка доступу wi-fi 10, причому GSM-модуль 5, зв'язаний з мобільними телефонами 4 користувача. До складу системи також додатково введені модулі керування СМ7 10, пов'язані з CAN-BUS мережею 11, датчиками (на схемі не показані) і виконавчими пристроями (на схемі не показані). До складу системи входить шлюз GW4 × 2 12, який містить вбудований блок живлення (на схемі не показаний). До складу системи також входить модем 13, а також модуль керування опалюванням НСХ8 14, пов'язаний з опалювальними елементами 15. Система мультирум 9 зв'язана з медіа-сервером 8 через ethernet-мережу. Система працює таким чином. ІР-камера 2 по засобах wi-fi або ethernet мережі передає відео-потік на відео-сервер 3 для запису і на сенсорні панелі 1 для відображення. Сенсорні панелі 1 служать для відображення інформації і керування системою. Дані через wi-fi мережу потрапляють в Ethernet-мережу, а з неї, у разі потреби, в CAN-BUS мережу 11. Телефон 4 через GSM-мережу зв'язується з GSM-модулем 5, який забезпечує обмін даними з сервером керування 6. Комп'ютер 7 через мережу Інтернет отримує доступ до веб-сервера, розташованого на сервері керування 6, отримує від нього необхідну інформацію і відправляє йому команди на виконання. Медіа-сервер 8 містить медіабібліотеку для системи мультирум 9. Wi-fi точка доступу 10 забезпечує бездротовий доступ до ІР-камер 2 і сенсорних панелей 1 до системи. GSM-модуль 5 забезпечує обмін даними і голосовими повідомлення з мобільними телефонами 4 користувачів системи. Модулі керування СМ7 10 здійснюють прийом-передачу і обробку пакетів з CAN-BUS мережі 11, і керують підключеними датчиками і виконавчими приладами, обробляють отримані дані, і відповідно до них керують виконавчими пристроями. Шлюз GW4 × 2 12 містить вбудований блок живлення 24 В 15 Вт. Пристрій здійснює обробку і передачу даних по Сап-шинам і lithernet-каналам, здійснює трансляцію пакетів між Сап і Ethernet мережами, а також живлення пристроїв, підключених до Can-мережі. Модем 13 забезпечує обмін даними між сервером керування 6 і користувачами. Модуль керування опалюванням НСХ8 14 забезпечує керування опалювальними елементами 15 згідно закладеним в нього параметрам. Система працює у такий спосіб. IP-камера 2, яка по засобах Wi-Fi або ethernet-мережі знімає події, що відбуваються, передає зняту інформацію на відео-сервером 3 через комутатор 16 для запису і зберігання інформації. Для отримання команд слугує сенсорна панель 1, на якій також відображається інформація про поточний стан системи. Сенсорна панель 1 зв'язана із всіма модулями системи по засобах Wi-Fi і через комутатор 16. На телефон 4 через GSM-мережу і GSM-модуль 5 відправляться повідомлення про стан системи, тобто важливі події, наприклад порушення контуру охорони і т.п. у вигляді SMS повідомлення. Повідомлення також приймаються через GSM-мережу мобільних операторів сервером керування 6 через комутатор 16. Як модуль керування виконавчими пристроями використаний комп'ютер 7. який через модем 13, зв'язаний з мережею Інтернет, а через комутатор 16 зв'язаний з рештою пристроїв системи. На медіа-сервері 8 зберігається аудіо-інформація, наприклад короткі голосові повідомлення та інші звукові файли для системи мультирум 9. Забезпечення "розподіленої логіки" досягається завдяки використанню логічних модулів керування, що дає можливість розподілити керування системою по всьому приміщенню і здійснювати його рівноцінно, навіть у випадку, коли один або декілька з цих модулів вийшов з ладу, це не призводить до виходу з ладу всієї системи та рівномірно розподіляти обчислювальне навантаження системи. Параметри отримують з Ethernet-мережі від сенсорних панелей 1 і сервера керування 6. Сервер керування 6 виконує загальну настройку системи, забезпечує комунікацію між користувачами і GSM-терміналами 5 і рештою елементів системи, а також веде статистику показників датчиків системи. Відео-сервер З здійснює запис відео-потоку з аналогових камер на схемі не показані і ІР-камер 2 а також трансляцію відео-потоку для відображення на сенсорних панелях 1, GSM-терміналах 5 і комп'ютері 7. Системи мультирум 9 приймають цифровий аудитпотік від медіа-сервера 8 через ethernet-мережу і забезпечують його відтворення. Нормальними кліматичними умовами експлуатації системи повинні бути: - температура навколишнього повітря 20+5 °C; - відносна вологість 60±15 %; - атмосферний тиск від 84 до 107 кПа від 630 до 800 мм рт. ст. 2 UA 102876 C2 Таким чином, в винаході, що заявляється, забезпечується підвищення надійності роботи пристрою за умови швидкої заміни його складових елементів при безперервній роботі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 Система керування інженерними системами будинку, яка включає модулі прийому сигналів від датчиків і модулі керування виконавчими пристроями, які встановлені в місцях збору інформації і місцях виконання команди з модуля керування відповідно, яка відрізняється тим, що як модуль прийому сигналів використана як мінімум одна IP-камера (2), яка по засобах Wi-Fi або ethernet-мережі зв'язана із відео-сервером (3) через комутатор (16), причому система містить як мінімум одну сенсорну панель (1), яка зв'язана із всіма модулями системи по засобах Wi-Fi та через комутатор (16), а також мобільний телефон (4), який через GSM-мережу зв'язаний з GSMмодулем (5) і з сервером керування (6) через комутатор (16), причому як модуль керування виконавчими пристроями використаний комп'ютер (7), який через модем (13), зв'язаний з мережею Інтернет, а через комутатор (16) зв'язаний з рештою пристроїв системи, а також з вебсервером, який розташований на сервері керування (6), медіа-сервер (8), зв'язаний з системою мультирум (9) через ethernet-мережу та комутатор (16), а також точку доступу Wi-Fi (10), зв'язану з ІР-камерою (2) і як мінімум однією сенсорною панеллю (1), причому GSM-модуль (5), зв'язаний з мобільним телефоном (4) користувача через GSM-мережу мобільних операторів, причому до складу системи також додатково введені логічні модулі керування (17), пов'язані з CAN-BUS мережею (11), причому логічні модулі керування (17) побудовані на основі архітектури з розподіленою логікою, та до складу системи входить шлюз (12), зв'язаний через комутатор (16), а також модуль керування опалюванням (14), пов'язаний з опалювальними елементами (15), зв'язані з комп'ютером (7), через комутатор (16). Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3