Experții IT spun că piața caselor „inteligente” din Rusia nu va deveni niciodată masivă și că în următorul deceniu este puțin probabil să depășească locuințele de elită din regiunea Moscovei. În viitor, o mică parte a populației cu venituri mari din regiuni va deveni un posibil consumator al pieței, dar pentru mase largi, „casa inteligentă” va rămâne o imagine colorată pe paginile tabloidelor și resurselor de pe internet. E chiar asa? Deja, infrastructura locuinței unui locuitor obișnuit este o combinație destul de complexă de diferite sisteme de inginerie. Standardul X10 va ajuta la combinarea acestora într-o singură rețea, fără costuri globale.
Funcții pentru casă inteligentă
Cea mai comună și simplă funcție este controlul luminii. Sistemul inteligent vă permite să controlați de la distanță fiecare corp de iluminat. Fără să te ridici, poți aprinde sau stinge iluminarea în orice cameră sau în toată casa deodată, regla luminozitatea iluminării de noapte a coridorului, lămpile de peisaj. "Smart home", inclusiv lumina în diferitelocuri conform unui anumit algoritm, vor speria intrușii, simulând prezența proprietarilor în cazul plecării acestora.
Controlul automat va menține parametrii setați de temperatură în cameră, controlând dispozitivele de încălzire sau sistemele de aer condiționat și ventilație. Casa inteligentă poate controla echipamentele de incendiu și de securitate și, în caz de urgență, poate trimite o notificare către telefonul proprietarului sau structurilor relevante prin voce sau SMS.
Cum a început totul
X10 este unul dintre primele standarde deschise din industrie dezvoltate pentru sistemele de automatizare a locuinței de Pico Electronics (Glenrothes, Scoția) în 1975. Inițial, compania a fost angajată în proiectarea și producția de microcircuite și calculatoare. Prima experiență de extindere a domeniului de producție a avut un mare succes comercial. Platforma X10 a câștigat rapid popularitate în rândul dezvoltatorilor de case inteligente și a dat un impuls tangibil dezvoltării acestei industrii. Încercările de a crea o interfață similară au fost făcute de alte companii, dar nu au avut mare succes.
Pentru vremea lui, X10 este un protocol cu imunitate bună la zgomot. Popularitatea a fost promovată de ieftinitatea comparativă a echipamentelor, orientarea dezvoltatorilor către automatizările casnice, întreținerea și suportul tehnic. Pe continentul nord-american, standardul este încă solicitat și răspândit. În urma dezvoltatorului, o gamă largă de dispozitive compatibile X10 a început să fie produsă de corporațiile gigantice IBM șiPhilips.
Astăzi Pico Electronics a devenit X10 INC (SUA) cu marca comercială PowerHouse.
Clasificarea echipamentelor
Hardware-ul de rețea X10 este o colecție de dispozitive interconectate printr-o rețea electrică standard sau un canal radio. Sistemul de bază trebuie să includă:
- Transmițătoare - controlere care generează și trimit comenzi, module de control (cu o interfață de computer sau autonome), cronometre programabile cu intervale de timp diferite, telecomenzi (infraroșu sau radio).
- Receptoare - actuatoare care execută comenzile primite: module de lămpi și variatoare cu cartuș, blocuri de dimmer și prize, tot felul de unități.
În cazul construirii unei rețele mai mari sau extinderii uneia existente, se folosesc adesea echipamente auxiliare:
- Transceiver care primesc semnale de comandă de la telecomenzi cu conversie ulterioară la protocolul de comunicație X10 înainte de a fi trimise la rețeaua electrică.
- Repetoare și amplificatoare de semnal.
- Filtre care reduc efectele interferențelor electromagnetice.
- Poduri interfazate, pentru rețele de alimentare de 380 V (pasive sau active, pentru clădiri de peste 300 m22).
- Dispozitive de măsurare care simplifică instalarea și punerea în funcțiune, senzori (mișcare, lumină etc.).
Echipamentele produse de diferite companii au adesea aspect, funcționalitate și chiar marcaje similare. Dispozitiveau un design diferit în funcție de cerințele de plasare; pentru montaj în linie, montare pe șină DIN în dulapuri electrice standard, micro-module pentru cutii de joncțiune încastrate. Puteți începe automatizarea locuinței cu câteva module de bază, apoi creșteți treptat și extindeți funcționalitatea prin adăugarea de noi unități hardware.
Exemple de element de bază
Un modul tipic X10 se bazează pe un microcontroler programabil. Conform unui anumit algoritm, controlează funcționarea circuitului electronic al dispozitivului, care alimentează semnalele generate primite de la sursa externă de alimentare la intrarea sa și convertește impulsurile de ieșire pentru transmisia inversă în rețea. Microcalculatoarele pot fi controlere produse în serie (cum ar fi PIC-uri sau AVR-uri de la Microchip și, respectiv, Atmel).
Modulele relee lămpii X10 sunt utilizate pe scară largă pentru controlul luminii în conceptul de casă inteligentă. Există două modificări: conectat la o priză obișnuită pentru conectarea lămpilor de podea, a lămpilor de masă (LM12) sau realizată sub formă de adaptor între un cartuș de iluminat și un bec standard cu bază E27, până la 100 W (LM15S).
Aparatele electrice de uz casnic sunt controlate folosind module de priză pentru instrumente. De exemplu, modulul AM12 arată ca un modul de lampă, dar nu acceptă comenzi specifice iluminatului (mai multe despre asta mai jos).
Software
Produsele software vor ajuta la implementarea protocolului X10 pe un computernivel superior.
ActiveHome Software - software gratuit pentru computere personale bazat pe sisteme de operare WINDOWS de la dezvoltatorul platformei X10. Pachetul include un număr mare de utilitare și drivere de dispozitiv, precum și o versiune mobilă a programului.
ActiveHomePro - software pentru interfata computer CM-15 (transceiver radio, 433 MHz) cu conectare prin portul USB. Vă permite să controlați iluminatul și electrocasnicele cu sarcina algoritmilor, programelor și cronometrelor necesare de pe un computer personal sau autonom de la o telecomandă fără fir.
X10 Commander (Melloware Inc) este un software distribuit gratuit pentru orice sistem de operare care vă permite să creați un serviciu de control multifuncțional bazat pe un PC și să integrați protocolul X10 pe telefon și pe orice dispozitiv mobil (iOS/Android).
Russian LLC „Home Technologies Laboratory” oferă consumatorilor un dispozitiv convenabil pe platforma X10 - un panou tactil VGA color XTS-36. Dispozitivul independent are o interfață grafică ușor de utilizat. Controlul prin protocol X10 și controlul sistemului de iluminat inteligent rămâne confortabil, cu vizualizare excelentă, dar elimină nevoia ca un computer să ruleze constant în fundal. Kitul vine cu drivere și software pentru prescrierea adresei dispozitivelor X10 și parametrii de bază ai configurației inițiale, pentru compilarea diferitelor scenarii.
X10. Protocolul în detaliu
Mediu fizic pentru schimbul de informații în forțele de securitatefirele electrice reprezintă transmiterea/recepția fragmentelor de oscilații sinusoidale de în altă frecvență (120 kHz) cu o amplitudine de 5 V și o durată de 1 ms / 630 μs în fiecare semiciclu al tensiunii de rețea, în ferestrele formate imediat după traversare. marca zero. În circuitele trifazate, în fiecare fază se formează ferestre similare, adică cu o deplasare de 60 de grade cu utilizarea în continuare a punților de interfaz.
Dacă dispozitivul din fereastra de recepție primește un mesaj cu cel puțin 48 de vibrații, îl consideră drept „unul” logic, în caz contrar – ca „zero” logic. Transmiterea unui bit de informație necesită două semicicluri ale tensiunii de rețea. Mai mult, valoarea inversă este difuzată în a doua, ceea ce nu numai că îmbunătățește imunitatea la zgomot, dar servește și la identificarea codului de sincronizare în timpul transmiterii pachetelor.
X10 - un protocol în care un singur pachet standard (cadru, cadru) este transmis în 11 perioade. Conține:
- cod de sincronizare - 2 biți,
- cod de modul - 4 biți,
- cod de construcție - 5 biți.
Fiecare pachet, fără niciun interval, este transmis de două ori la rând. Înainte de a difuza următoarea preluare de pachet, se menține o pauză de 3 perioade de tensiune de rețea (cu excepția comenzilor de diminuare a luminozității transmise în flux continuu).
Telecomenzile IR din rețelele X10 funcționează folosind protocolul X10-IR la o frecvență purtătoare de 40 kHz. Canalul radio (protocol X10-RF), în funcție de regiune, are un interval de la 310 la 434 MHz.
Sistem de adresare și comandă
Numărul maxim de module într-o rețea X10 este de 256. Fiecare modul are două comutatoare selectoare cu 16 poziții fixe.
Primul comutator - codul de acasă este folosit pentru a selecta o categorie sau un grup de dispozitive. Are denumiri de litere ale pozițiilor de la A la P. În al doilea, pozițiile fixe sunt indicate prin numere de la 1 la 16 și indică un modul specific în rețea (Codul unității). Astfel, fiecărui dispozitiv i se atribuie un număr unic format dintr-o literă și numere. De exemplu; A5, M14 etc. Controlerele de sistem, spre deosebire de modulele executive, de obicei nu necesită adresare.
O idee despre comenzile platformei existente și acțiunile lor corespunzătoare poate fi obținută din tabel.
| Echipă (engleză) | Echipă (rusă) | Tip | Acțiune |
| Toate unitățile reduse | Opriți toți consumatorii | Grup | Deconectați toate dispozitivele cu codul de casă specificat care acceptă comanda. |
| Toate luminile aprinse/stinse | Aprinde/stinge toate luminile | Grup | Porniți/opriți toate modulele de iluminat cu un anumit cod de casă. |
| Activat/dezactivat | Activare/Dezactivare | Adresa | Transfer în starea pornit/oprit a unui anumit modul. |
| Dim/Luminos | Măriți/scădeți luminozitatea | Adresa | Comandă dimmer. Numar de pachete ptintervalele de reglare a luminii pentru diferite dispozitive sunt diferite. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Setați un anumit nivel de luminozitate. | Adresa | Vă permite să selectați oricare dintre cele 32 de niveluri de luminozitate. |
| Solicitare de stare | Starea solicitării | Adresa | Solicitați starea modulului de comutare. |
| Stare activat/dezactivat | Răspuns la întrebare | - | Răspuns starea modulului. |
| Solicitare/Confirmare | Solicitați/trimiteți răspuns | Grup | Echipă de tehnologie pentru a determina saturația spațiului de adrese cu alte sisteme de clădire. |
Beneficii cheie…
X10 este un protocol de clasă de automatizare a locuinței cu buget redus, care utilizează rețelele electrice existente pentru a transmite informații și mesaje de comandă. Nu este nevoie să puneți noi comunicații, ceea ce este deosebit de important în casele cu un finisaj fin sau reparații finalizate. Puteți folosi fie cablarea rețelei, fie un canal radio - gama de echipamente oferite de producători vă permite să implementați ambele opțiuni sau o combinație a acestora. Costul dispozitivelor, în comparație cu platformele mai moderne, este, de asemenea, plăcut plăcut.
Următorul avantaj este flexibilitatea de utilizare și ușurința instalării, care nu necesită abilități și abilități speciale. Sistemul se caracterizează prin extensibilitate și scalabilitate excelente. Modulele sunt conectate conform principiilor Plug & Power (plug and play). Toateconfigurarea este de a oferi noii componente o adresă unică. Apoi automatizarea va face totul de la sine.
Diviziunea infrastructurii de iluminat în zone este mult simplificată. Este suficient să atribuiți aceeași literă (cod de clădire) dispozitivelor din același grup, iar atunci când este dată comanda de difuzare corespunzătoare, lumina din această zonă se va aprinde sau se va stinge.
Protocolul deschis este un alt plus al platformei, care presupune integrarea ușoară cu orice sistem de control, posibilitatea de a folosi accesorii de cablare de la terți atunci când proiectați o rețea.
… și dezavantaje
Principalul avantaj al interfeței X10 - transmiterea unui semnal de informații prin cablare de alimentare - este, de asemenea, principala sursă a problemelor sale.
Viteză mică. Transmiterea comenzii durează aproximativ o secundă, adică întârzierea executării comenzii este cu adevărat vizibilă chiar și atunci când controlați un dispozitiv. Și în procesul de elaborare a scenariului încorporat, întârzierea poate deveni enervant de inacceptabilă. Deoarece rata de transfer a informațiilor este legată de frecvența tensiunii de alimentare, nu este posibilă creșterea acesteia.
Imunitate scăzută la zgomot. Abundența aparatelor de uz casnic într-o casă modernă crește dramatic nivelul de interferență în rețeaua de alimentare, afectează negativ raportul semnal-zgomot, care, la rândul său, afectează calitatea schimbului de informații între modulele X10. De aici și consecințele - neexecutarea comenzilor sau comutare falsă. Când construiți rețele mari, problema poate fi limitatăcâmp de adresă, deoarece numai 256 de dispozitive se vor putea conecta la protocolul X10.
Desincronizarea echipamentului de transmisie poate duce la suprapunerea pachetelor și coliziuni, ducând la executarea niciunei comenzi. Este imposibil să îmbunătățiți radical situația.
Nu există proceduri de control al accesului, nu există protecție împotriva acțiunilor neautorizate ale terților. Și, în sfârșit, este imposibil să se creeze scheme complexe pentru controlul aparatelor de uz casnic și a iluminatului cu implementarea funcției de autodiagnosticare a sistemului și a componentelor sale.
X10 modificări
Deficiențele enumerate sunt corectate în mare parte în următoarele generații de sisteme de automatizare a locuinței din așa-numita arhitectură magistrală (semnalele sunt transmise printr-o magistrală special dedicată/instalată cu o tensiune de alimentare de joasă tensiune).
La rândul lor, dezvoltatorii și producătorii de hardware X10 au luat măsuri pentru îmbunătățirea și modificarea platformei existente. Rezultatul a fost formatul X10Extended cu un set de instrucțiuni extins. Avantajul neîndoielnic al platformei modificate a fost reglementarea procedurii de accesare a emițătoarelor la trunchi, eliminarea apariției coliziunilor și extinderea funcțiilor comenzii Exteded Code 1 cu modificarea formatului pachetului.
Modificarea ulterioară a X10Extended a dus la crearea formatului A10, care a extins semnificativ câmpul de adrese (până la 4096 de module) și a adăugat mai multe funcții de service (disponibile numai pe dispozitivele fabricate de dezvoltator). Protocoalele A10 și X10 sunt absolut compatibile, ceea ce face posibilă operarea ambelor tipuri de module în același sistem.
Rezumând, este greu să nu fii de acord că prima interfață de automatizare a locuinței a devenit învechită în ultimii cincizeci de ani. Încercările de modernizare, care amintesc de peticerea acoperișului în sezonul ploios, nu sunt capabile să redreseze radical situația. Dar caracteristicile bugetare ale platformei o mențin în continuare pe piața sistemelor inteligente, iar echipamentele X10 sunt produse și vândute în mod activ.
Firmele locale prezic un nou val de popularitate pentru interfață. Consumatorilor li se oferă o gamă largă atât de dispozitive autonome, cât și de soluții gata făcute pentru casă inteligentă bazate pe platforma X10.
