IT-strokovnjaki pravijo, da trg "inteligentnih" hiš v Rusiji nikoli ne bo postal ogromen in v naslednjem desetletju verjetno ne bo presegel elitnih stanovanj v moskovski regiji. V prihodnosti bo majhen del prebivalstva z visokimi dohodki v regijah postal možen potrošnik trga, toda za širše množice bo "pametni dom" ostal pisana slika na straneh tabloidov in internetnih virov. Je tako? Že zdaj je infrastruktura stanovanja navadnega prebivalca precej zapletena kombinacija različnih inženirskih sistemov. Standard X10 jih bo pomagal združiti v eno omrežje brez globalnih stroškov.
Funkcije pametnega doma
Najpogostejša in preprosta funkcija je nadzor osvetlitve. Inteligentni sistem vam omogoča daljinsko upravljanje vsake svetlobne naprave. Ne da bi vstali, lahko naenkrat vklopite ali izklopite razsvetljavo v kateri koli sobi ali po vsej hiši, prilagodite svetlost nočne osvetlitve hodnika, krajinskih svetil. "Pametni dom", vključno s svetlobo v različnihmesta po določenem algoritmu, bodo prestrašili vsiljivce in simulirali prisotnost lastnikov v primeru njihovega odhoda.
Avtomatizirana regulacija bo vzdrževala nastavljene temperaturne parametre v prostoru, nadzorovala grelne naprave ali klimatske in prezračevalne sisteme. Pametni dom lahko nadzoruje požarno in varnostno opremo ter v nujnih primerih pošlje obvestilo na telefon lastnika ali ustrezne strukture z glasom ali SMS-om.
Kako se je vse začelo
X10 je eden prvih odprtih industrijskih standardov, ki jih je za sisteme za avtomatizacijo doma razvila družba Pico Electronics (Glenrothes, Škotska) leta 1975. Sprva se je podjetje ukvarjalo z načrtovanjem in proizvodnjo mikrovezij in kalkulatorjev. Prva izkušnja širitve obsega proizvodnje je bila komercialno zelo uspešna. Platforma X10 je hitro pridobila priljubljenost med razvijalci pametnih domov in dala oprijemljiv zagon razvoju te industrije. Poskusi izdelave podobnega vmesnika so bili v drugih podjetjih, vendar niso bili zelo uspešni.
Za svoj čas je X10 protokol z dobro odpornostjo proti hrupu. Priljubljenost je spodbudila primerjalna poceni oprema, usmerjenost razvijalcev v avtomatizacijo gospodinjstva, vzdrževanje in tehnično podporo. Na severnoameriški celini je standard še vedno v povpraševanju in je zelo razširjen. Po razvijalcu sta široko paleto naprav, združljivih z X10, začela proizvajati velikanski korporaciji IBM inPhilips.
Danes je Pico Electronics postal X10 INC (ZDA) z blagovno znamko PowerHouse.
Razvrstitev opreme
X10 omrežna strojna oprema je zbirka naprav, ki so med seboj povezane prek standardnega električnega omrežja ali radijskega kanala. Osnovni sistem mora vključevati:
- Oddajniki - krmilniki, ki generirajo in pošiljajo ukaze, krmilni moduli (z računalniškim vmesnikom ali samostojni), programirljivi časovniki z različnimi časovnimi razponi, daljinski upravljalniki (infrardeči ali radijski).
- Sprejemniki - aktuatorji, ki izvajajo prejete ukaze: moduli žarnic in zatemnilniki kartuš, zatemnilniki in bloki vtičnic, vse vrste pogonov.
V primeru izgradnje večjega omrežja ali širitve obstoječega se pogosto uporablja pomožna oprema:
- Oddajniki, ki sprejemajo ukazne signale iz daljinskih upravljalnikov z nadaljnjo pretvorbo v komunikacijski protokol X10, preden se pošljejo v električno omrežje.
- Repetitorji in ojačevalniki signala.
- Filtri, ki zmanjšujejo učinke elektromagnetnih motenj.
- Medfazni mostovi, za 380 V električna omrežja (pasivna ali aktivna, za zgradbe nad 300 m22).
- Merilne naprave, ki poenostavljajo namestitev in zagon, senzorji (gibanje, svetloba itd.).
Oprema, ki jo proizvajajo različna podjetja, ima pogosto podoben videz, funkcionalnost in celo oznake. Napraveimajo drugačno zasnovo glede na zahteve za postavitev; za vgradnjo v linijo, montažo na DIN tirnico v standardne električne omare, mikromodule za podometne razvodne omarice. Avtomatizacijo doma lahko začnete z nekaj osnovnimi moduli, nato pa postopoma povečate in razširite funkcionalnost z dodajanjem novih enot strojne opreme.
Primeri osnove elementov
Tipičen modul X10 temelji na programirljivem mikrokrmilniku. Po določenem algoritmu nadzira delovanje elektronskega vezja naprave, ki generirane signale, prejete iz zunanjega napajalnika, napaja na svoj vhod in pretvarja izhodne impulze za povratni prenos v omrežje. Mikroračunalniki so lahko množično proizvedeni krmilniki (kot so PIC-i ali AVR-ji podjetja Microchip oziroma Atmel).
X10 moduli releja žarnic se pogosto uporabljajo za nadzor osvetlitve v konceptu pametnega doma. Obstajata dve modifikaciji: vtaknjena v navadno vtičnico za priključitev talnih svetilk, namizne svetilke (LM12) ali izdelana v obliki adapterja med svetlobno kartušo in standardno žarnico s podstavkom E27, do 100 W (LM15S).
Gospodinjski električni aparati se upravljajo z moduli vtičnic za instrumente. Modul AM12 je na primer videti kot modul žarnice, vendar ne podpira ukazov, specifičnih za osvetlitev (več o tem spodaj).
Programska oprema
Programski izdelki bodo pomagali implementirati protokol X10 v računalniknajvišja raven.
ActiveHome Software - brezplačna programska oprema za osebne računalnike, ki temelji na operacijskih sistemih WINDOWS od razvijalca platforme X10. Paket vključuje ogromno pripomočkov in gonilnikov naprav ter mobilno različico programa.
ActiveHomePro - programska oprema za računalniški vmesnik CM-15 (radijski oddajnik, 433 MHz) s povezavo preko USB priključka. Omogoča vam upravljanje razsvetljave in gospodinjskih aparatov z nalogo potrebnih algoritmov, urnikov in časovnikov iz osebnega računalnika ali avtonomno z brezžičnega daljinskega upravljalnika.
X10 Commander (Melloware Inc) je prosto distribuirana programska oprema za kateri koli OS, ki vam omogoča, da ustvarite večnamensko nadzorno storitev na podlagi osebnega računalnika in integrirate protokol X10 v vaš telefon in katero koli mobilno napravo (iOS/Android).
Ruski LLC "Home Technologies Laboratory" ponuja potrošnikom priročno napravo na platformi X10 - polnobarvno VGA ploščo na dotik XTS-36. Samostojna naprava ima uporabniku prijazen grafični vmesnik. Nadzor protokola X10 in nadzor nad sistemom pametne razsvetljave ostajata udobna, z odlično vizualizacijo, vendar odpravlja potrebo po nenehnem delovanju računalnika v ozadju. Komplet vsebuje gonilnike in programsko opremo za predpisovanje naslavljanja naprav X10 in osnovne parametre začetne konfiguracije, za sestavljanje različnih scenarijev.
X10. Podrobnosti protokola
Fizično okolje za izmenjavo informacij v varnostnih silahelektrične žice je prenos / sprejem fragmentov sinusoidnih visokofrekvenčnih nihanj (120 kHz) z amplitudo 5 V in trajanjem 1 ms / 630 μs v vsakem polovičnem ciklu omrežne napetosti v oknih, ki nastanejo takoj po križanju ničelna oznaka. V trifaznih tokokrogih se v vsaki fazi oblikujejo podobna okna, to je s premikom 60 stopinj z nadaljnjo uporabo medfaznih mostov.
Če naprava v sprejemnem oknu prejme sporočilo z najmanj 48 tresljaji, ga obravnava kot logično "enico", sicer pa - kot logično "ničlo". Prenos bitnih informacij traja dva polovična cikla omrežne napetosti. Poleg tega se v drugem oddaja inverzna vrednost, ki ne samo izboljša odpornost proti hrupu, ampak služi tudi za identifikacijo sinhronizacijske kode med prenosom paketov.
X10 - protokol, v katerem se standardni posamezen paket (okvir, okvir) prenaša v 11 obdobjih. Vsebuje:
- sinhronizirana koda - 2 bita,
- koda modula - 4 bita,
- koda zgradbe - 5 bitov.
Vsak paket brez intervala se pošlje dvakrat zapored. Pred oddajanjem naslednjega paketa se vzdržuje pavza 3 obdobij omrežne napetosti (z izjemo ukazov za zatemnitev svetlosti, ki se prenašajo v neprekinjenem toku).
IR daljinski upravljalniki v omrežjih X10 delujejo po protokolu X10-IR pri nosilni frekvenci 40 kHz. Radijski kanal (protokol X10-RF), odvisno od regije, ima razpon od 310 do 434 MHz.
Naslovni in ukazni sistem
Največje število modulov v omrežju X10 je 256. Vsak modul ima dve izbirni stikali s 16 fiksnimi položaji.
Prvo stikalo - domača koda se uporablja za izbiro kategorije ali skupine naprav. Ima črkovne oznake položajev od A do P. V drugem so fiksne pozicije označene s številkami od 1 do 16 in označujejo določen modul v omrežju (koda enote). Tako je vsaki napravi dodeljena edinstvena številka, sestavljena iz črke in številk. Na primer; A5, M14 itd. Sistemski krmilniki, za razliko od izvršilnih modulov, običajno ne zahtevajo naslavljanja.
Predstavo o obstoječih ukazih platforme in njihovih ustreznih dejanjih lahko dobite iz tabele.
| Ekipa (angleščina) | Ekipa (ruščina) | Vrsta | Akcija |
| Proste vse enote | Izklopi vse potrošnike | skupina | Odklopite vse naprave z določeno hišno kodo, ki podpirajo ukaz. |
| Vse luči vklopljene/izklopljene | Vklop/izklop vseh luči | skupina | Vklop/izklop vseh svetlobnih modulov z dano hišno kodo. |
| vklop/izklop | Omogoči/Onemogoči | Naslov | Prenos v stanje vklopa/izklopa določenega modula. |
| temen/svetel | Povečanje/zmanjšanje svetlosti | Naslov | Nadzor zatemnitve. Število paketov zaRazponi zatemnitve za različne naprave so različni. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Nastavite določeno raven svetlosti. | Naslov | Omogoča izbiro katere koli od 32 stopenj svetlosti. |
| Zahteva o statusu | Zahtevaj status | Naslov | Zahtevaj stanje preklopnega modula. |
| Stanje vklopljeno/izklopljeno | Odgovori na povpraševanje | - | Odziv statusa modula. |
| Zahteva/potrditev | Zahtevaj/pošlji odgovor | skupina | Tehnološka ekipa za ugotavljanje nasičenosti naslovnega prostora z drugimi sistemi zgradb. |
Ključne prednosti…
X10 je nizkoproračunski protokol razreda za avtomatizacijo doma, ki uporablja obstoječa električna omrežja za prenos informacij in ukaznih sporočil. Ni potrebe po polaganju novih komunikacij, kar je še posebej pomembno v hišah s fino obdelavo ali končanimi popravili. Lahko uporabite omrežno ožičenje ali uporabite radijski kanal - nabor opreme, ki jo ponujajo proizvajalci, vam omogoča izvedbo obeh možnosti ali njihove kombinacije. Tudi stroški naprav v primerjavi s sodobnejšimi platformami so prijetno veseli.
Naslednja prednost je fleksibilnost uporabe in enostavna namestitev, ki ne zahteva posebnih veščin in sposobnosti. Za sistem je značilna odlična razširljivost in razširljivost. Moduli so povezani po principih Plug & Power (plug and play). vsenastavitev je, da se novi komponenti dodeli edinstven naslov. Potem bo avtomatizacija vse naredila sama.
Razdelitev svetlobne infrastrukture na cone je močno poenostavljena. Dovolj je, da napravam iste skupine dodelite isto črko (kodo zgradbe) in ko bo dal ustrezen ukaz za oddajanje, se bo luč v tem območju prižgala ali ugasnila.
Odprti protokol je še en plus platforme, ki vključuje enostavno integracijo s katerim koli nadzornim sistemom, možnost uporabe dodatkov za ožičenje drugih proizvajalcev pri načrtovanju omrežja.
…in slabosti
Glavna prednost vmesnika X10 - prenos informacijskega signala po napajalnih napeljavah - je tudi glavni vir njegovih težav.
Počasna hitrost. Prenos ukaza traja približno sekundo, torej je zamuda pri izvedbi ukaza res opazna tudi pri krmiljenju ene naprave. In v procesu izdelave vgrajenega scenarija lahko zamuda postane nadležno nesprejemljiva. Ker je hitrost prenosa informacij vezana na frekvenco napajalne napetosti, je ni mogoče povečati.
Nizka odpornost proti hrupu. Obilje gospodinjskih aparatov v sodobnem domu dramatično poveča raven motenj v električnem omrežju, negativno vpliva na razmerje signal/šum, kar posledično vpliva na kakovost izmenjave informacij med moduli X10. Od tod posledice - neizvajanje ukazov ali napačno preklapljanje. Pri gradnji velikih omrežij je težavo mogoče omejitinaslovno polje, saj se bo na protokol X10 lahko povezalo samo 256 naprav.
Nesinhronizirana oprema za oddajanje lahko povzroči prekrivanje paketov in kolizije, zaradi česar se nobeden od ukazov ne izvede. Nemogoče je radikalno izboljšati situacijo.
Ni postopkov nadzora dostopa, ni zaščite pred nepooblaščenimi dejanji tretjih oseb. In končno, nemogoče je ustvariti zapletene sheme za nadzor gospodinjskih aparatov in razsvetljave z izvajanjem funkcije samodiagnoze sistema in njegovih komponent.
X10 modifikacij
Naštete pomanjkljivosti so večinoma odpravljene v naslednjih generacijah sistemov za avtomatizacijo doma t.i. bus arhitekture (signali se prenašajo po posebej namenjenem/položenem vodilu z nizkonapetostno napajalno napetostjo).
Po drugi strani so razvijalci in proizvajalci strojne opreme X10 sprejeli ukrepe za izboljšanje in spreminjanje obstoječe platforme. Rezultat je bil format X10Extended z razširjenim naborom navodil. Nedvomna prednost spremenjene platforme je bila ureditev postopka dostopa do oddajnikov do debla, odprava kolizij in razširitev funkcij ukaza Exteded Code 1 s spremembo formata paketa.
Nadaljnja modifikacija X10Extended je privedla do oblikovanja formata A10, ki je znatno razširil naslovno polje (do 4096 modulov) in dodal več funkcij storitev (na voljo samo na napravah, ki jih je izdelal razvijalec). Protokola A10 in X10 sta popolnoma združljiva, kar omogoča delovanje obeh vrst modulov v istem sistemu.
Če povzamemo, se je težko strinjati, da je prvi vmesnik za avtomatizacijo doma v zadnjih petdesetih letih zastarel. Poskusi posodobitve, ki spominjajo na krpanje strehe v deževnem obdobju, ne morejo korenito popraviti razmer. Toda proračunske značilnosti platforme jo še vedno ohranjajo na trgu pametnih sistemov, oprema X10 pa se aktivno proizvaja in prodaja.
Domača podjetja napovedujejo nov val priljubljenosti vmesnika. Potrošnikom je na voljo široka paleta tako samostojnih naprav kot že pripravljenih rešitev za pametni dom, ki temeljijo na platformi X10.
