Дипломная работа. Семыкин Н.С._ЭЛм-1702а. Система управления резервными источниками питания
 Скачать 2.1 Mb.
|
|
1.3 Основные типы ветрогенераторов На данный момент преимущественно используют 2 типа ветрогенераторов. Первым из них являются карусельные ветрогенераторы, их оси вращения находятся в вертикальном положении. Их достоинства в сравнении с горизонтальными генераторами (классическими): Выработка электрической энергии даже при наличии лишь небольшого по силе ветра. Отсутствие сложных активных систем, позволяющих направлять ветрогенератор в сторону направления потока ветра, вследствие чего они могут использоваться в местностях с турбулентными воздушными потоками. Наличие промышленных моделей, не нуждающихся в высокой мачте, у которых сама ось для лопастей является мачтой. Поэтому они удобны для обслуживания и установки. Низкий уровень создаваемых установкой шумов (до 30 дБ). 25 Рисунок 8 – Ротор Савониуса, на вращение которого не влияет ветер, вследствие чего получает только треть энергии ветра 26 Рисунок 9 – Ротор Дарье Ветрогенераторы на основе ротора Дарье являются одними из самых распространенных типов. Их вращение происходит из-за разницы аэродинамического сопротивления, вследствие чего происходит постоянная циркуляция циркуляцию воздушных потоков. Преимущества ротора Дарье:отсутствие влияние направления ветра на 27 работу ветрогенератора, вследствие чего не нужны ориентирующие устройства, а также уменьшается стоимость ветряка. Еще у данного вида преобразователя значение КПД достаточно большое, а также быстроходность даже при незначительных скоростях ветра. Недостатки: большие нагрузки на мачту генератора, быстрый износ движущихся деталей, большое количество производимого ротором Дарье шума из-за вибраций лопастей, также часто требуется изначальный разгон лопастей для нормальной работы генераторов. Более совершенным, с устранением некоторых недостатков обычного ротора Дарье, является ротор H-образного типа. У него повышенная надежность конструкции, а также полное отсутствие шумов. Рисунок 10 – Геликоидный ротор (равномерно вращающиеся лопасти, длительный период эксплуатации, высокая цена, сложный монтаж, необходимая скорость ветра 0,7 м/с) 28 Рисунок 11 – Многолопастный ротор (очень высокое значение КПД, наименьшая нагрузка на детали, высокая цена из-за большого числа компонентов генератора) 29 Вторым типом ветрогенераторов являются ветряки горизонтального типа (крыльчатые). Они очень популярны в промышленной выработке электроэнергии. Основные достоинства горизонтальных генераторов: Большая скорость вращения, это позволяет соединяться с генератором, что увеличивает КПД. Простой метод создания ветряка. Большое разнообразие моделей. Главные минусы: Высокий уровень шумового и ультразвукового загрязнения. Это может быть опасно для здоровья людей. Поэтому генерирующие промышленные мощности располагают в местах, где нет жилых построек. Необходимость в применении стабилизаторов и устройств, необходимых для наведения ветряка на потоки ветра. Скорость вращения находится в обратной пропорции к количеству лопастей, поэтому в промышленных моделях редко используют более трёх лопастей. Последний недостаток пытаются устранить уже достаточно длительный промежуток времени. Существует несколько малых моделей ветрогенераторов с достаточно большим значением КПД благодаря оригинальному строению лопастей преобразователя. Данные ветряки способны при ветре со скоростью в 2 метра в секунду, выдавая при этом около 30 Вт энергии. Несмотря на это, потери на трение и другие их виды в сумме составляют около 40% от общего числа выработанной энергии, из-за этого на оставшиеся 18 Вт энергии можно обеспечить только лишь питание энергосберегающей или светодиодной лампочки. 30 Рисунок 12 – Стандартный горизонтальный тип ветряка Парусные ветряки, они же ветряные мельницы, являются одними из самых древних видов источников энергии ветра, используемых человечеством. Такой вид генератора является самым простым по конструкции, но также и очень неэффективным в отношении своего КПД. «Для получения требуемой для потребителя энергии лопасти парусных генераторов должны быть не менее 6 метров в диаметре. Зато для запуска 31 ветряка достаточно ветра со скоростью 1-2 м/с, что хорошо в зоне со слабыми ветрами. Но при этом ветер со скоростью 12 м/с способен значительно повредить конструкцию данного ветрогенератора, также он может полностью сломать его» [12]. Рисунок 13 – Парусный ветряк 1.4 Системы резервного питания Основная задача, которую возлагают на автономную систему электрического питания, это обеспечение бесперебойной работы всего оборудования, находящегося в доме с данной системой. Когда происходит сбой или экстренное отключение подачи электроэнергии от стационарной электросети, тогда система с резервным электроснабжением обеспечивает потребности находящихся в доме электроприборов до тех пор, пока не произойдет восстановление основного источника питания. В автономных 32 системах питания могут использоваться различные виды источников питания, которые способны на обеспечение независимого электроснабжения от основной сети. Основным назначением у современных источников резервного питания является осуществление постоянного доступа к электричеству даже при проблемах с основным источником электроэнергии. Резервные источники бесперебойного питания выполняют следующие функции: контроль электросети; фильтрацию скачков напряжения; зарядку аккумуляторов. Когда значения питающей системы имеют критические параметры или электроэнергия совсем отсутствует, автоматика подключает инвертор, который берет ток от аккумуляторной батареи. Инвертором служит для преобразования постоянного в переменный ток. Основным источником постоянного тока с заданным напряжение в 12 вольт является как аккумуляторная (АКБ), так и солнечная батареи. Примером недорогого инвертора является инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение из батареи со значением в 12В в переменное напряжение величиной 220В. У данных типов инверторов выходной сигнал недостаточно хорош для техники, у которой присутствуют преобразователи питания, которые от такого напряжения сильно нагреваются, из-за чего сокращается срок их службы. У хороших инверторов на выходе имеется «чистый синус», качество которого регламентируется по ГОСТу, как правило, выходное напряжение с таких инверторов по качеству иногда превосходит сигналы с городской линии. 33 Рисунок 14 – График напряжения идеального и недорого инверторов Для преобразования энергии в инверторе применяются аккумуляторные батареи, разряжающиеся с течением времени. Их заряжают при помощи зарядного устройства, подключенного к генератору или городской сети. Более современным решением является заряд АКБ от источников альтернативной энергии. Инвертор является источником резервного питания, впоследствии от которого при обрыве основной сети запитывает приборы домашней бытовой техники, например холодильник, телевизор, систему освещения. Современное резервное бесперебойное электроснабжение частного дома возможно при помощи солнечных батарей. Система батарей является экологичным способом получения электрической энергии для питания сети. Элементы солнечной батареи состоят из фотоэлектрических модулей, которые покрывают стеклом. Данное стекло имеет определённую текстуру и 34 позволяет поглощать много солнечного света. Ветрогенератор можно применять в качестве источника получения электроэнергии только на территории, где есть ветер. Сейчас данный источник энергии редко используется в качестве резервного электроснабжения загородного дома по причине неблагоприятных для работы условий. Газогенераторные электростанции для снабжения электроэнергией Газогенераторные электростанции могут работать на природном и сжиженном газе. Они подключаются к газовой системе. Стоимость работы данных источников электропитания обычно значительно ниже, чем у других генераторов. Газогенераторные электростанции имеют: синхронный, асинхронный аккумулятор; встроенную систему автоматического управления; Чаще всего электростанции предназначены для бесперебойной длительной работы в авторежиме с возможностью контроля дистанционно. Вредных выбросов от данных приборов меньше. Автономной называется такая система, при которой отсутствует питание от городской сети, электроэнергия берется от альтернативных источников: солнечных батарей, ветрогенераторов, гидрогенераторов. Режим работы такой системы проводится по циклу от питания нагрузок до заряда от источников энергии. На повторение данного цикла влияют емкость АКБ, а также потребляемая нагрузками мощность. Схемы автономных систем резервного и бесперебойного питания жилого помещения на основе альтернативных источников энергии представлены на рисунках 15 – 16. 35 Рисунок 15 – Система бесперебойного питания на солнечной энергии Рисунок 16 – Система бесперебойного питания на энергии ветра 36 Во многих случаях инверторная система может заменить генератор. По сравнению с системой резервного питания «просто генератор» система «инвертор + аккумуляторы» имеет такие преимущества: инвертор переключает мгновенно. А генератор с автозапуском запускается секунд 20 или больше; инвертор сам переключает линии питания, а генератору нужен щит АВР (автоввода резерва); инвертор бесшумный, а генератор – нет; инвертор и аккумуляторы можно поставить в доме, они ничего не выделяют в воздух; генератору нужно отдельное помещение или навес; генератор требует бензин и масло; срок службы генератора меньше срока службы инвертора и гелевых аккумуляторов. 1.5 Системы «умного дома» с альтернативными источниками Ниже будет представлена интеллектуальная система управления энергопотреблением, включающая в себя возобновляемые источники энергии, на базе ZigBee и программируемых логических контроллерах (ПЛК). По мере того как энергия, используемая в доме, увеличивается, а системы возобновляемой энергии развертываются, домашняя система управления энергией (ДСУЭ) требует как энергопотребления, так и генерации одновременно для снижения стоимости энергии. Модули измерения энергии на основе ZigBee используются для отслеживания потребления энергии бытовой техникой и источниками освещения. Межсетевой шлюз возобновляемых источников энергии, основанный на 37 ПЛК, используется для мониторинга производства энергии возобновляемых источников энергии. Домашний сервер собирает данные о потреблении и генерации энергии, анализирует их для оценки энергии и контролирует использование энергии дома для снижения стоимости энергии. Удаленный сервер управления энергией объединяет данные об энергии с многочисленных домашних серверов, сравнивает их и создает полезную статистическую аналитическую информацию. Рассматривая как потребление энергии, так и ее генерацию, предполагается, что архитектура ДСУЭ оптимизирует использование энергии в домашних условиях и приведет к экономии затрат на внутридомовую энергию. Как потребление энергии, так и генерация должны одновременно учитываться, чтобы сэкономить стоимость энергии на дому. Несколько исследований предложили ДСУЭ. Была изучена оптимизация потребления энергии на дому по линии электропередачи с помощью ПЛК, чтобы обеспечить легкий доступ к домашнему энергопотреблению. Тут используется модуль управления устройством для работы с сетевыми бытовыми приборами, он не учитывает потребление энергии. Была предложена ДСУЭ, которая контролирует, сравнивает и контролирует бытовые приборы. Она не рассматривает возобновляемые источники энергии. По мере развертывания системы солнечной и ветровой энергетики, системы энергоменеджмента изучаются для улучшения интеллектуальной домашней техники. Они рассматривают только возобновляемые источники энергии, а не потребление их энергии. Домашний сервер собирает данные по потреблению энергии через ZigBee и данные по выработке энергии через контроллер возобновляемых источников энергии (КВИЭ). Рассматривая потребление и генерацию этой энергии, домашний сервер оптимизирует использование энергии в домашних условиях. Несмотря на многочисленные усилия в сфере энергоэффективности 38 бытовых приборов, можно добиться еще более рационального использования энергии. В доме есть две связи энергии: потребление и генерация. Многочисленные бытовые приборы и лампы потребляют значительную часть энергии. Возобновляемые виды энергии, такие как солнечная энергия и энергия ветра, генерируют энергию. Поскольку дом потребляет и генерирует энергию, устройство управления, такое как домашний сервер, должно отслеживать и контролировать потребление энергии и генерацию, чтобы минимизировать затраты на энергию. Рисунок 17 – Архитектура ДСУЭ На рисунке 17 показана архитектура ДСУЭ, которая включает в себя: энергопотребляющие бытовые приборы, источники света, источники солнечной и ветровой энергии. В вопросе потреблении энергии, потребление энергии бытовых приборов и источников света отслеживается с помощью 39 блока измерения и обмена энергией (БИОЭ), установленного в каждой розетке и в каждом источнике света. БИОЭ измеряет потребление энергии бытовой техникой и источниками света; он периодически добавляет измеренные значения на домашний сервер. БИОЭ связывается с домашним сервером с помощью ZigBee, который хорошо известен как связь с низким энергопотреблением. Домашний сервер собирает данные об энергии и мощности из розеток и источников света через точку доступа ZigBee (AP). Он анализирует собранные данные и составляет график использования энергии и мощности для бытовой техники и освещения. Через домашний сервер пользователи могут просматривать информацию об энергии и мощности и определять потребление энергии бытовой техникой и лампами. В части генерации энергии выработка энергии солнечной и ветровой энергетической системы отслеживается через КВИЭ. Солнечная энергетическая система состоит из солнечных панелей, ПЛК-модемов, солнечного инвертора и КВИЭ. Модем ПЛК подключается к каждой солнечной панели; он общается с КВИЭ. Модемы ПЛК отслеживают состояние каждой панели и переводят данные отслеживаемого состояния в КВИЭ. Солнечный инвертор преобразует энергию солнечного постоянного тока в переменную мощность; он анализирует накопленную энергию и изменение мощности. Солнечный инвертор подключен к КВИЭ через последовательную связь. Ветроэнергетическая система включает ветротурбину и ветрогенератор. Инвертор ветра преобразует энергию ветра в переменную мощность. Он анализирует накопленную энергию и изменение мощности. Инвертор ветра подключен к КВИЭ через последовательную связь. КВИЭ собирает данные о состоянии солнечных панелей и двух инверторов. Он передает собранные данные на домашний сервер через Ethernet. Домашний сервер анализирует собранные данные и формирует профиль энергии и мощности. Помимо обеспечения соединения между различными 40 нагрузками, эта система имеет возможность собирать информацию и выполнять команды управления для домашних хозяйств. Она обеспечивает непрерывные наблюдения и получает информацию о профиле нагрузки и питания, убеждая конечного пользователя принять превентивные меры, переключив вспомогательную нагрузку, чтобы сэкономить энергию для экстремальных условий. Эти экстремальные условия определяются пользователями, использующими электроэнергию в обычном состоянии, чтобы избежать полного отключения электроэнергии. Пользователи могут управлять работой всей системы из набора предопределенных состояний в соответствии с их требованиями. Эти операции могут быть дополнительно модернизированы с использованием различных факторов, таких как прогнозирование погоды и нагрузки. Это гарантирует расширенную функцию локальной сети и позволяет потребителям соответственно регулировать свою мощность. Для внесетевых нагрузок постоянного тока предлагается интеллектуальное хранилище. Используется последовательное соединение 2В батарей. Эти аккумуляторные батареи имеют возможность хранить максимальный заряд в виде ампер-часов с разностью потенциалов 2В постоянного тока. В общей сложности 12 ячеек соединены последовательно, поэтому оно может производить 24В постоянного тока. В соответствии с предлагаемым дизайном крыша покрыта солнечной панелью, которая соединяется непосредственно с системой управления энергией. Комбинация солнечных панелей уменьшает падение напряжения солнечного выходного напряжения, а также потери мощности. Линии питания переменного и постоянного тока напрямую связаны с линиями нагрузки переменного и постоянного тока в пределах встроенной проводки дома. Постоянный ток от солнечных панелей подается на ДСУЭ. Эта система принимает энергию, как от солнечной панели, так и от установки и подает питание на три типа нагрузок, как упоминалось ранее. Интеллектуальные беспроводные автоматические 41 выключатели устанавливаются при определенной нагрузке, такие как пакетные и регулярные нагрузки. В зависимости от выработки энергии, ДСУЭ будет распределять мощность между всеми подключенными нагрузками в разных временных промежутках. Он будет получать данные от трансформаторов тока и напряжения, установленных на стороне питания солнечных панелей и с нагрузкой. Графический пользовательский интерфейс устанавливается с помощью ДСУЭ, который позволяет контролировать различные переменные, такие, как выработка энергии солнечными панелями, подключенная нагрузка и напряжение батареи. Используя профиль генерации энергии от солнечной панели, ДСУЭ будет определять приоритеты для каждого типа нагрузки, и электрифицировать конкретную нагрузку. В часы максимальной генерации ДСУЭ будет отправлять уведомления через SMS пользователям для регулирования своих конкретных задач. Эти уведомления основаны на сигналах тревоги и через SMS через GSM – модуль, подключенный к ДСУЭ. Интеллектуальные беспроводные автоматические выключатели, установленные при определенных нагрузках, дополнительно позволяют потребителям и установке дистанционно управлять избыточной нагрузкой. Эта система помогает одновременно управлять нагрузкой переменного и постоянного тока на основе точного расчета нагрузки. Если общая мощность ВИЭ выше, чем потребность в нагрузке, превышение мощности используется для зарядки батарей. Напротив, если общая мощность ВИЭ меньше нагрузки, требуемая мощность обеспечивается батареями. Кроме того, если батареи полностью разряжены, требуемая мощность подается при помощи различных топливных элементов. Однако в некоторых условиях, например, если батареи полностью заряжены, а потребность в нагрузке меньше мощности ВИЭ, они не смогут работать на максимальной мощности. В качестве ключевого компонента ДСУЭ домашний сервер объединяет 42 всю информацию об энергопотреблении и генерации. С течением времени он создает профили использования энергии и профили генерации энергии. Домашний сервер рассчитывает количество генерируемой возобновляемой энергии на основе прогноза погоды из Интернета. Информация о погоде включает температуру, влажность, количество облаков и скорость ветра. Поскольку на домашнем сервере уже содержатся данные о возобновляемой энергии по сравнению с информацией о погоде, она имеет многочисленные корреляции между выработкой энергии и погодой. Исходя из этих корреляций, домашний сервер оценивает количество генерируемой возобновляемой энергии из прогноза погоды. Цена на электроэнергию в реальном времени может быть получена от утилиты. Домашний сервер может управлять домашним энергопотреблением и контролировать его на основе расчетных данных. Пользователи могут получить различные аспекты анализа энергетической информации и различных рекомендуемых планов контроля для оптимизации использования энергии в домашних условиях. Они могут получить доступ к домашнему серверу через смартфоны, чтобы просматривать информацию о домашней энергии. Если отдельные дома подписывают услугу управления, удаленный сервер управления энергией (УСУЭ) объединяет энергетическую информацию с домашних серверов. УСУЭ анализирует агрегированную информацию и создает новую информацию во многих аспектах. Основываясь на созданной новой информации, УСУЭ предоставляет услугу энергетического портала и помогает домам клиентов сравнить их использование энергии с потреблением других. Пользователи могут определить среднюю энергетическую информацию о домах, о генерации, а также о потреблении. Домашний сервер управляет БИОЭ, установленными в розетках, и источниками света через ZigBee. Домашний сервер контролирует и управляет БИОЭ через блок управления. В таблице устройств используются 43 как домашние приборы, так и источники света, подключенные к ЭМС. Домашний сервер идентифицирует бытовые приборы и источники света, используя эту таблицу. Данные энергопотребления бытовой техники и освещения хранятся в информационной базе данных. Совокупные данные непрерывно собираются с течением времени. Менеджер потребления энергии (МПЭ) анализирует агрегированные данные в течение времени, дня, недели и месяца. Он создает информацию о потреблении энергии, такую как: использование энергии для бытовой техники и освещения; общая схема использования энергии для всего дома. Домашний сервер вычисляет информацию о потреблении энергии дома, используя менеджер потребления энергии. КВИЭ передает данные о состоянии солнечных батарей, солнечного инвертора и инвертора ветра на домашний сервер. Поставляемые данные описывают характеристики каждой солнечной панели, солнечной и ветровой энергетической системы. Сборщик данных собирает доставленные данные и сохраняет их в информационной базе данных. Домашний сервер использует данные о погоде и хранит их в информационной базе данных. Данные о погоде используются для создания соответствия между выработкой энергии и погодой. Менеджер по производству энергии (МППЭ) анализирует производство возобновляемых источников энергии и рисует образцы погодных условий. Генерация солнечной энергии относится к солнечной радиации. Генерация энергии ветра относится к скорости ветра. МППЭ может оценивать производство возобновляемых источников энергии на основе прогноза погоды. Основываясь на расчетной генерации энергии, домашний сервер изменяет расписание домашних устройств, чтобы снизить стоимость энергии. Например, при низком времени генерации возобновляемой энергии и в условиях высокой цены работа нескольких домашних устройств может быть перенесена в другое время, когда цена низкая. Домашний сервер решает, какая операция перемещается в соответствии с приоритетом 44 операции. Следующей будет рассмотрена система «умного дома», основанная на технологии датчиков. Умный дом сам по себе не означает «умный», когда дом построен благоприятно к окружающей среде, как он используется, или использует солнечную энергию и перерабатывает сточные воды, но то, что делает его умным – это интерактивные технологии, которые он содержит. Умный дом называется «умным», потому что его компьютерные системы могут контролировать многие аспекты повседневной жизни. Концепция умного дома – это многообещающий и экономически эффективный способ улучшения ухода на дому для престарелых и инвалидов без навязчивого подхода, позволяющий добиться большей независимости, поддержания хорошего здоровья и предотвращения социальной изоляции. Умный дом состоит из бытовой техники, датчиков, приводов и процессоров данных и анализаторов. Домашняя автоматика приборов может быть либо проводной, либо беспроводной. В этой статье предлагается модель умного дома, основанная на Raspberry PI и устройстве на базе Android. Умный дом определяется как дом, в котором есть программируемые электронные элементы управления и датчики, которые регулируют отопление, охлаждение, вентиляцию, освещение и работу оборудования и оборудования таким образом, чтобы реагировать на внутренние климатические условия, чтобы сохранить энергию. Умные дома используют технологии домашней автоматизации, чтобы предоставить домовладельцам интеллектуальную обратную связь и информацию, ежедневно отслеживая многие аспекты дома. Основные элементы умного дома: Внутренняя сеть – проводная, кабельная, беспроводная. Интеллектуальное управление – шлюз для управления системами. Домашняя автоматизация – объекты внутри дома и связь с услугами и системами вне дома. 45 Широкий спектр различных интеллектуальных домашних технологий быстро развивается вместе с разработками в области компьютерных средств управления и датчиков. Умные дома представляют собой захватывающие возможности изменить то, как мы живем и работаем, и одновременно сократить потребление энергии. Есть уже различные реализации умных домов. Большинство реализаций используют беспроводные технологии для связи между бытовой техникой и основным блоком. Главная проблема, которую люди пытаются решить в умном доме - это сделать дом, который поможет людям автоматизировать повседневную деятельность. Например, при настройке домашней температуры, чтобы дом был достаточно освещенным и обеспечивал безопасность дома. С этой идеей люди развивали умные дома, основанные на разных технологиях: Умный дом, основанный на пользовательском микроконтроллере и мобильном приложении. Умная домашняя система использует Bluetooth для связи между мобильным приложением и системой. Это зависит от контроллера, который он использует. Некоторые микроконтроллеры используются больше, чем другие, что делает эти интеллектуальные домашние системы более гибкими. Умный дом, основанный на пользовательском микроконтроллере и компьютере. Умная домашняя система использует Bluetooth для связи между приборами. Он основан на компьютере как точке входа для связи между пользовательской и интеллектуальной домашней системой. Компьютер подключается с помощью провода к микроконтроллеру. Умный дом, основанный на Arduino и мобильном приложении. Умная домашняя система использует Bluetooth для связи между мобильным приложением и Arduino. Эта система является гибкой и масштабируемой. Ограничение этой системы - диапазон Bluetooth. Умный дом, основанный на компьютере. Умная домашняя система 46 использует Wi-Fi для связи между приборами и основным компьютером. Главный компьютер общается с приборами через микроконтроллер. Основное преимущество этой системы заключается в том, что к ней можно подключить неограниченное количество приборов. Некоторые из упомянутых выше решений используют Bluetooth для связи между основным компьютером / микроконтроллером и приборами. Кроме того, некоторые из решений основаны на дистанционном управлении с помощью мобильного телефона, которые также используют Bluetooth для связи между мобильным и основным компьютерами. Умные дома сегодня предлагают аналогичную функциональность конечному пользователю. Эта функциональность основана на следующем: Интеграция с интеллектуальными устройствами. Интеграция с датчиками для отслеживания условий в умном доме. Единая точка управления для всего умного дома. Дистанционное управление умным домом. Система основана на двух основных частях. Первая часть – мобильное приложение на платформе Android. Вторая часть системы – это электронная плата, которая используется для управления. Первый сценарий использования – когда приложение Android используется для связи с электронной печатной платой с использованием Bluetooth в качестве канала связи. Приложение Android, необходимое для использования в этой системе, можно бесплатно загрузить с Google Play (рынок приложений Android). Электронная плата состоит из микроконтроллера, модуля Bluetooth, IC- переключателя реле, а также реле, которые используются для переключения электрических нагрузок на цепь и для переключения источника питания. Приложение Android отправляет команду, полученную модулем Bluetooth, и перенаправляется через последовательный интерфейс USART на микроконтроллер, который выполняет необходимые действия. 47 Микроконтроллер, который используется в этой системе – это ATmega 128, высокопроизводительная и маломощная архитектура RISC на базе 8-битного MCU. Рабочее напряжение этого микроконтроллера составляет 5В. Регулятор напряжения (LM78055) используется для получения желаемого напряжения на этом устройстве. Основным преимуществом этой системы является то, что она проста в использовании и настройке. Наиболее важным недостатком этой системы является то, что она ограничена использованием Bluetooth, поэтому имеет ограничение по диапазону Bluetooth. Другая система основана на микро-сервере Arduino в качестве основного контроллера. Это предполагает использование мобильного приложения на базе ОС Android. В качестве совместимого уровня он использует веб-службы на основе Bluetooth и RESTful. Эта система домашней автоматизации отличается высокой функциональностью и включает в себя некоторые дополнительные функции, такие как аутентификация пользователей, Bluetooth и подключение к Интернету, безопасность, пожарная система с оповещениями о сирене и электронной почте и автоматическое управление бытовой техникой. Основным контроллером является микро-веб-сервер Arduino, который содержит устройство Arduino Mega 2560 и Arduino Ethernet Shield. Он также включает в себя другое оборудование, такое как радиомодуль nRF24L01+, который используется для связи и координации действий с другими сенсорными узлами в среде и модулем Bluetooth. Использование системы – контроль безопасности и наблюдения, блокировка дверей, управление воротами, обнаружение пожара и обнаружение вторжений с сигнализацией и уведомлениями. Он также позволяет провести аутентификацию пользователя для доступа к системе умного дома, он обеспечивает интеллектуальное управление энергопотреблением и управление умным домом. Основным преимуществом этой системы является гибкое и 48 масштабируемое решение, поскольку оно основано на Arduino. Наиболее важным недостатком этой системы является то, что она ограничена использованием Bluetooth, поэтому имеет ограничение по диапазону Bluetooth. Различные значения можно прочитать на мобильном устройстве Android и через сайт, считывающий значения из облачного хранилища данных. Все интеллектуальные устройства подключены к одной и той же сети, используя Wi-Fi-маршрутизатор, и обмениваются данными с основным компьютером в системе, который является Raspberry PI-устройством. Все датчики подключаются непосредственно к Raspberry PI, а Raspberry PI собирает всю информацию от датчиков и отправляет эту информацию в облако, используя существующую сеть Wi-Fi. Это означает, что значения в облаке будут отображаться в режиме реального времени, которые собираются на датчиках. Кроме того, эта же информация отправляется на мобильное устройство Android. Пользователь может отслеживать различные факторы, считываемые в системе, например: температура, влажность, количество света, плотность дыма и т. д. Это дает пользователю четкую картину, такие как условия в умном доме. Если пользователь в радиусе 100 м от сервера, пользователь может отправлять команды на Raspberry PI напрямую через мобильный телефон. Если пользователь не находится в пределах 100 м, пользователь может использовать мобильную станцию для отправки команд на Raspberry PI, и эта связь осуществляется через облако (которое связывается с Raspberry PI). |