Программа Автоматизация научных исследований

• Название: Программа Автоматизация научных исследований
• Дата: 30.12.2022
• Размер: 1.67 Mb.
• Имя файла: index.docx
• Тип: Программа; #869539
• страница: 4 из 11

Формирование требований

В ходе проектирования элементов системы «умный дом», в рамках данной работы, были определены следующие базовые направления авто- матизации:

1. 
   Управление системой освещения.
   

2. 
   Наблюдение и анализ текущего температурного режима.
   

3. 
   Управление системой отопления.
   

4. 
   Управление системой охлаждения.
   

5. 
   Отображение системы управления в виде web-интерфейса.
   

Также были сформулированы базовые сценарии-последовательности дей- ствий системы:

• 
  в случае, если температура превышает заданный максимум – осу- ществляется включение охлаждения по оптимальному алгоритму;
  
• 
  в случае, если температура опускается ниже заданного минимума – производится включение обогревателя по оптимальному алгоритму;
  
• 
  включение / отключение выбранного потребителя электроэнергии по нажатию кнопки из web-интерфейса;
  
• 
  отключение всех потребителей электроэнергии по нажатию одной кнопки из web-интерфейса;
  

Разрабатываемое решение должно в полной мере обеспечить выпол- нение данных сценариев. В соответствие с вышеизложенным, можно сфор- мулировать требования, которым должна удовлетворять разрабатываемая система домашней автоматизации:

• 
  считывание показаний с датчиков температуры;
  

• 
  управление системой освещения;
  

• 
  управление системой охлаждения и отопления по оптимальному ал- горитму;
  
• 
  разработка интуитивно-понятного web-интерфейса;
  

• 
  графическое отображение показаний с датчиков температуры;
  

• 
  возможность включения/отключения потребителей из web-интерфейса.
  

3. Анализ имеющихся систем управления. Выбор оп- тимального подхода

На сегодняшний день, имеется значительное количество способов ре- шения поставленных в данной работе задач. Существуют следующие под- ходы к их решению:

1. 
   Выбор готовой системы управления «умным домом».
   

2. 
   Разработка собственной системы.
   

Для ответа на вопрос, относительно выбора способа решения, были сфор- мулированы следующие шаги:

1. 
   Составление списка готовых решений (в том числе тех, которые толь- ко частично удовлетворяют поставленным требованиям).
   
2. 
   Анализ и подробное рассмотрение составленного списка.
   

3. 
   В случае, когда решение не подходит для поставленной задачи – изме- нение задачи на альтернативную, не уступающую исходной по функ- циональности.
   
4. 
   Если ни одно из существующих решений не удовлетворяет поставлен- ным задачам – определение целесообразности дальнейших действий:
   
   • 
     разработка общего решения, вместо решения узкой задачи;
     
   • 
     написание тестов и документации.
     

Проведем сравнительный анализ вышеизложенных способов реше- ния поставленных задач.

1. Исследование существующих подходов

Одним из самых распространенных путей решения разработки си- стемы домашней автоматизации является использование готовых систем управления «умным домом». Рассмотрим некоторые из них:

1. 
   Node-Red – представляет собой инструмент с открытым исходным кодом, разработанный компанией IBM, позволяющий создавать при- ложения, соединяя готовые компоненты. Эти компоненты могут быть устройствами, WEB API или онлайн-службами. Существенным недо- статком является отсутствие визуализации [13].
   
2. 
   SmartVISU – оптимальное решение для быстрой и недорогой уста- новки системы KNX. Компоновка/конфигурация виджетов происхо- дит только через конфигурационный текстовый файл, это является
   

значительным недостатком данной системы управления. Преимуще- ством является наличие интуитивно-ясной визуализации [16].

3. 
   MajorDoMo – открытая программная платформа для автоматизации домашних процессов. Является кросплатформенной, но имеет один большой недостаток – ограниченное число решаемых задач. Поддер- живает только самые популярные устройства из линейки соответ- ствующей технологии (например, поддерживает только контроллер RaZZbery из всего многообразия контроллеров технологии Z-wave) [12].
   
4. 
   NetPing – система мониторинга окружающей среды. Разработчиком и производителем устройств является российская компания «Alentis Electronis». Основная сфера применения – удаленный контроль и мо- ниторинг. Позволяет осуществлять весьма ограниченное количество подключаемых датчиков (до 16 датчиков на 1 устройство). Не удоб-
   

ный и относительно интуитивно непонятный встроенный Web-интерфейс. Сам производитель рекомендует использование стороннего программ- ного обеспечения, например Zabbix, Nagios, PRTG Network [14].

5. 
   OpenRemote – система автоматизации жилых и промышленных по- мещений. Позволяет создавать мобильное приложение для «умного дома» без навыков программирования. Поддерживает ограниченное количество технологий, такие как KNX, AMX, Z-Wave. Проще говоря, является конструктором, который служит для создания интерфейса мобильного приложения [15].
   
6. 
   HomeSapiens – интелектуальная система с голосовым управлением. Также, как и OpenRemote, поддерживает ограниченное количество технологий, такие как Z-wave, Gira, ZigBee, x10, C-Bus. Основной ак- цент разработчиков направлен на рекламу голосового управления и удобного интерфейса [10].
   
7. 
   Freedomotic – программное обеспечение с открытым исходным кодом для процессов домашней автоматизации. Является кросплатформен- ной. Основная задача – предоставление энтузиастам возможности са- мостоятельного создания системы управления «умным домом», с ис-
   

пользованием самодельного оборудования или готовых решений по- пулярных архитектур [9].

8. 
   AgoControl – не бесплатная законченная промышленная система. От- лично подойдет для бюджетной системы автоматизации. Поддержи- вает минимальный набор протоколов и сценариев, имеет web-интерфейс [7].
   
9. 
   Fibaro – система домашней автоматизации, поддерживает только бес- проводную технологию Z-Wave. Закрытая система. Удобный для ис- пользования web-интерфейс [8].
   

2. Разработка собственной системы управления «умным до- мом»

Следующим этапом является разработка собственной системы управ- ления «умным домом».

Разработка программного продукта с «нуля» весьма непростая зада- ча, даже с учетом опыта промышленной разработки, потенциала у дан- ного начиная практически нет – с огромной долей вероятности это будет узкоспециализированное решение, жестко привязанное к конкретным ком- понентам системы. В ходе построения архитектуры системы можно допу- стить недочеты, которые в дальнейшем невозможно будет исправить.

Разработка собственного решения требует больших финансовых и временных затрат, по сравнению с использованием «коробочного» продук- та. Также не стоит забывать, что процесс разработки – это очень ответ- ственное занятие, требующее продуманной методологии разработки и чет- кой организации трудового процесса.

3. Объединение первого и второго подходов

Суть этого подхода заключается в использовании готовой платфор- мы, которая служит сервером «умного дома», и реализации собственных модульных «драйверов», посредством которых осуществляется взаимодей- ствие с системами и устройствами разного вида.

Выбор данного подхода позволяет осуществлять реализацию слож-

ных сценариев и создавать графические интерфейсы с минимальными вре- менными затратами.