Smart Home: Un exemplu de implementare si dezvoltare. Partea a doua

In primul articol am discutat despre cum ar trebui sa arate abordarea unui asemenea proiect iar in ultimul articol vom face o analiza a unui sistem smart home care functioneaza de peste 4 ani.

Arhitectura

Dupa ce am clarificat toate nevoile noastre, putem trece mai departe la dezvoltarea arhitecturii smart home. In aceasta etapa, este important sa luam in considerare cat de mare este casa unde vom implementa sistemul. Primul lucru pe care trebuie sa il facem este sa luam o decizie asupra topologiei surselor de alimentare si a liniilor de control. O varianta ideala este topologia „star” unde toate liniile ajung la fiecare consumator si tot ceea ce tine de control se afla pe un panou langa placa de alimentare traditionala pe care se afla intrerupatoarele.

O optiune mai putin costisitoare este sa folosim reteaua de distributie a energiei numita “global bus” si sa instalam un releu de control inaintea aparatului electrocasnic pe care vrem sa il controlam. Un dezavantaj al acestei abordari este ca face dificila mentenanta releelor daca acestea sunt acoperite de elemente de design (pereti falsi, mobilier etc). Exista si relee care pot sa fie instalate direct in tabloul electric impreuna cu alte echipamente.

Urmatorul aspect care are un impact asupra arhitecturii unui sistem smart home este modul de control. Exista doua tipuri:

• Linii de comunicare separate catre fiecare releu, sau un grup de relee controlate prin intermediul unei singure linii de comunicare. Avantajul este ca vom avea un nivel ridicat de fiabilitate. Dar acesta vine cu un cost mai ridicat generat de liniile de comunicare aditionale.
• Controlul canalului radio. Fiecare releu este controlat prin comenzi transmise cu ajutorul unui canal radio. Beneficiile acestei metode includ o instalare simpla si absenta unor linii de control aditionale. Un minus este ca semnalul radio ar putea sa se stinga si apoi comanda nu poate ajunge la releu. Un exemplu este sistemul Noolite. Sistem pe care il folosesc si eu.

Din motive economice, am ales varianta canalelor radio pentru proiectul meu smart home. Pentru a-l face mai flexibil, am implementat o linie de alimentare cu energie separata pentru fiecare “consumator.”

Cel mai important lucru este sa alegem schema de control– descentralizat sau centralizat. Hai sa le discutam pe fiecare in detaliu.

In schema descentralizata fiecare aparat electrocasnic comunica cu celelalte, nu exista un singur loc unde se iau decizii. Aici comunicarea “each-to-each” este realizata. De fapt, nu este atat de diferit fata de o schema standard de control a luminii. Doar ca releele si comutatoarele au devenit mai “inteligente”. Adica sunt capabile sa inchida lumina sau sa porneasca mai multe lumini controlate de diferite relee cu un singur comutator. O asemenea schema permite un smart home controller care primeste notificari despre starea surselor de lumina si care poate (conform logicii sale) sa transmita comenzi de control catre relee.

Schema de mai sus arata cum comanda de la Buton se duce direct la releele conectate la el. Insa aceeasi comanda ajunge si la controller care este doar informat ca butonul a fost apasat. In acelasi timp, releul informeaza controllerul despre schimbarea starii. Aceasta schema este foarte sigura, deoarece in cazul in care controllerul nu mai merge luminile vor fi functionale chiar daca anumite functii aditionale nu vor fi disponibile. Pe de alta parte, o asemenea schema este mai putin flexibila, deoarece este mai dificil de implementat o schimbare in logica operatiunilor de la un comutator cu relee diferite in functie de momentele zilei, spre exemplu. O schema centralizata este mai potrivita aici.

In schema de mai sus, toate comenzile se duc la un controller. Principalul dezavantaj al acestei abordari este ca avem un „single point of failure”. Daca controllerul se strica, intregul sistem devine inoperabil. Insa avantajul unei asemenea solutii este ca ofera un grad ridicat de flexibilitate in ceea ce priveste managementul diferitelor device-uri precum si optiunea de a schimba logica operatiunilor in functie de preferintele individuale. Avand in vedere faptul ca probabilitatea ca un controller sa dea gres este scazuta (timp de 4 ani de cand functioneaza un asemenea sistem la mine, am avut o singura situatie unde controllerul a esuat datorita unui card de memorie), am ales aceasta scchema pentru sistemul meu smart home.

In urmatorul articol voi prezenta sistemul smart home pe care eu il am implementant si care funtioneaza de peste 4 ani.

Pavel Tsytovich
.NET & C++ Consultant

Originally published at https://www.luxoft-training.ro.