CASE INTELIGENTE

1. INTRODUCERE

Cum arata casa inteligenta? Cum ar fi daca luminile s-ar aprinde in momentul in care masina intra in curte, usa garajului s-ar deschide automat, in casa sunt 21 de grade Celsius, lumina de pe hol se aprinde odata cu deschiderea usii de la intrare si pe fundal se aude muzica ta preferata, casa fiind „educata“ de la distanta prin telefon sau de la birou prin intermediul calculatorului, cu câteva clipe inainte de a pleca de la birou.
Datorita nivelului tehnologic ridicat, acum este posibil sa visam la o casa, cu adevarat, asa cum ne-am dorit-o, o locuinta capabila sa ne ridice la un alt standard viata.
1.1. Definirea conceptului de SMART BUILDING
Notiunea de casa cu inteligenta („brain“) care sa se adapteze cerintelor persoanelor care locuiesc intr-un asemenea spatiu a aparut inca din 1920, concept introdus de Le Corbusier, arhitect modernist. Odata cu evolutia tehnologica, termenul de SMART BUILDING a capatat noi definitii si utilizari.
Daca in perioada anilor 1970, aceasta notiune era folosita pentru spatiile care incorporau tehnologii de eficientizare a energiei utilizate, mai târziu, odata cu dezvoltarea rapida a PC-ului si a tehnologiilor moderne (perioada 1980), pentru locatiile care detineau obiecte controlabile prin intermediul calculatorului, in zilele noastre acest concept intruneste caracteristicile unui sistem de management al cladirii si asimileaza toate definitiile utilizate anterior.
O cladire inteligenta are componente active (inteligente) care actioneaza in cadrul subsistemelor din alcatuirea spatiului, mai multe astfel de subsisteme fiind capabile de interactiuni in interiorul unui sistem central.
1.2. Definirea termenului de SMART HOME
Termenii de SMART HOME, INTELLIGENT HOME si HOME NETWORKING sunt folositi de mai bine de un deceniu, odata cu introducerea conceptului de interconectare a aparatelor si echipamentelor dintr-o casa. Cea mai buna definitie pentru SMART HOME este: INTEGRAREA TEHNOLOGIEI SI A SERVICIILOR PRIN INTERMEDIUL AUTOMATIZARII PENTRU O CALITATE MAI BUNA A VIETII.
Aldrich, in 2003, clasifica „casele inteligente“ in cinci categorii dupa functionalitate:
• Case care contin obiecte inteligente – case cu obiecte si aplicatii inteligente care sunt capabile sa actioneze intr-un „mod inteligent“;
• Case care incorporeaza obiecte inteligente capabile sa comunice – case care inglobeaza dispozitive si obiecte care actioneaza inteligent si au proprietatea de a intercomunica;
• Case conectate – casele care au in alcatuire retele interne si externe prin care sunt permise accesarea si comunicarea (interactive and remote control of systems);
• Case capabile sa invete (Learning homes) – structura de activitate din spatiul locuintei este inregistrata si odata cu acumularea de informatii, casa o sa fie capabila sa anticipeze si sa raspunda prompt cerintelor utilizatorului;
• Case atente – casele capabile sa inregistreze pozitia utilizatorului si a obiectelor manipulate de acesta, informatia fiind utilizata pentru a controla tehnologia implementata in scopul anticiparii nevoilor viitoare.

2. PROVOCARI DIN DOMENIUL SMART HOME

Utilizarea echipamentelor individuale pentru a ajuta oamenii sa-si duca la bun sfârsit activitatile zilnice (tehnologie ajutatoare) este un lucru foarte raspândit. Integrarea acestor echipamente individuale (stand-alone equipment) in cadrul unui sistem unic creste posibilitatea de customizare a spatiului, dar totodata si complexitatea proiectului. Odata cu ritmul ridicat al tehnologiei si cu rapiditatea sa de a patrunde in vietile oamenilor, problema de design a sistemului nu se mai ocupa cu dezvoltarea de noi produse, ci cu modul in care echipamentele deja existente se pot incadra functional in cadrul unei SMART BUILDING.
Mare confruntare in acest domeniu produce modul in care o „casa inteligenta“ este capabila sa comunice cu toate echipamentele sale. Valoarea unei astfel de locuinte nu este data numai de valoarea unui subsistem (de exemplu, sistemul de securitate), ci de intregul sistem si felul in care acesta comunica cu modulele componente.
Exprimarea clara a modului in care a evoluat tehnologia SMART HOME poate sa se faca pe trei mari straturi (domenii):
1. Retea (medii de transmitere a informatiei [Network layer])
2. Platforma (componentele sistemului [Platform layer])
3. Utilizator ([User layer])
Reteaua inglobeaza totalitatea mediilor de transmitere si comunicare aflate in locuinta: cabluri TV, telefonice, de alimentare etc., extra infrastructuri, precum cabluri PC si cabluri de joasa tensiune, IR si RF (comunicarea prin infrarosu si unde radio).
Produsele fiecarui subsistem contin diferite protocoale de comunicatii, dar exista posibilitatea ca doua subsisteme sa nu poata comunica si interactiona datorita diferentelor de protocol.
Pentru o mai buna intelegere a modului in care functioneaza o „casa inteligenta“, sa urmarim figurile alaturate.
2.1.Standarde
Cele mai relevante standarde in cadrul acestui domeniu sunt:
• EIB (European Instal-lation Bus); standard des intâlnit in Europa. Este disponibil pentru linii de alimentare, cabluri de semnal si radio. Versiunea cablurilor de semnal cu acest standard este foarte folosita.
• KNX: este un standard nou aparut prin amalgamarea a trei standarde europene, dintre care si EIB. Se asteapta ca KNX sa inlocuiasca in viitorul apropiat EIB-ul.
• LON (Local Operating Network): standard folosit pentru controlul energiei, automatizarea echipamentelor si in sistemele de acces si control.
• X10: se foloseste la automatizarea aparatelor domestice - lampi, dispozitive de incalzire etc. Protocolul este restrâns ca posibilitati de programare, se limiteaza doar la comenzi de ON/OFF.
• BACnet: dezvoltat in SUA pentru automatizarea unor spatii mari. Pentru moment nu a fost implementat si in Europa.
• Internet Protocol (IP): folosit in procesul de comunicare a sistemului inteligent cu exteriorul, in operatii de control si programare.

3. AVANTAJELE UNEI CASE INTELIGENTE

3.1. Avantajele utilizatorului fata de instalatiile electrice clasice
Confort
Exista mijloace moderne pentru a controla acest sistem, cum sunt telecomanda, grupuri de butoane, control prin computer, telefon sau Internet. O solutie revolutionara o reprezinta controlul prin voce.
Automatizare
O mare parte a functiilor si actiunilor pot fi programate sa functioneze complet automat. Aceasta inseamna ca pornind de la anumite actiuni (modificarea temperaturii, luminii sau miscare) comanda necesara este executata automat (aprinde o lumina, porneste incalzirea, trimite mesaje de text). In cazul inserarii, sistemul este capabil sa coboare jaluzelele, sa aprinda lumina intr-un hol, sa creasca temperatura in camera de zi, sa porneasca televizorul sau sa inchida yala electrica de la usa.
Informatie
Sistemul este conectat la un computer si datorita acestui fapt utilizatorul are accesul imediat la informatii despre toata aparatura din cladire. Sistemul nu numai ca vede unde este aprinsa lumina, care este temperatura in fiecare camera, locul in care senzorii detecteaza miscare, dar poate si sa controleze toata aparatura - numai printr-un click de mouse. Toate acestea sunt posibile si pe Internet din orice colt al lumii.
Economie
Principalele economii le reprezinta cele de energie, care pot fi realizate printr-o reglare adecvata. Sistemul include reglarea caldurii si a aerului conditionat. Economiile pot fi realizate si prin reglarea luminii.
Siguranta
Alarma este parte integranta a acestui sistem, functiile ei sunt pre-programate in unitatea centrala. Componentele sunt reprezentate de senzori PIR, contacte magnetice, tastaturi, sirene. Prin utilizarea modulului GSM este posibil sa transmiteti informatii la o firma de monitorizare sau direct pe telefonul mobil personal.
3.2. Cum functioneaza un astfel de sistem?
Legaturile acestui sistem sunt reprezentate de doua fire care conecteaza toate componentele sistemului (senzorii si unitatile de comutatie). Inima sistemului este reprezentata de unitatea centrala, care controleaza si supervizeaza intreg sistemul. Unitatea centrala este plasata intr-un panou de distributie si poate fi conectata la un computer. Comunicarea dintre unitatea centrala si componentele individuale ale sistemului este realizata prin intermediul acestui BUS. Informatiile sunt transmise si receptate prin BUS si sunt procesate conform unui program prestabilit. Comenzile sunt trimise catre unitatile de comutatie, care apoi executa functiile necesare.
Ce inseamna senzor?
Senzorii (ei sesizeaza o schimbare) sunt in acest caz reprezentati de orice componente sau dispozitive care introduc cerinte (comenzi) in sistem. Acestia sunt: butoane si intrerupatoare de perete, telecomenzi, senzori de lumina ambientala, senzori de temperatura, senzori de miscare (senzor PIR), detectoare de voce, contacte magnetice, contacte izolate etc.
Ce inseamna actuator?
Actuatorii (dispozitivele care executa actiunea) sunt elemente care executa anumite comenzi, controlând astfel diversele aplicatii. Acestea sunt module de comutatie, variatoare de lumina etc. Cineva ar putea spune ca se pot obtine rezultate similare utilizând dispozitive moderne intr-o instalatie clasica. Probabil ca da, dar care ar fi costul?

4. MODERNIZAREA UNEI LOCUINTE PRIN CONCEPTUL DE SMART HOME

In acest capitol o sa prezint modalitatea de implementare a sistemului INELS pentru un spatiu rezidential de 14x12 m, modul de functionare, necesarul de echipamente si posibile scenarii.
Modulul folosit
INELS BASIC (max. 64 de unitati de automatizare): recomandat pentru instalatiile caselor familiale, vilelor, birourilor sau intreprinderilor mici si mijlocii.
Unitati ale sistemului Inels utilizate:
Element de baza: Cu2-01M
Comanda si reglarea luminii: Da2-22m, LBC2-02m, Lm2-11B
Module de comanda si control pentru dispozitive, aparate, jaluzele si incalzire:
Sa2-02M, Sa2-01B/ Sa2-02B.
Tipologia sistemului
Mod de functionare (exemple scenarii):
Reprezentarea modului de functionare a sistemelor Smart Home poate sa fie exprimata prin structuri logice succesive, ca in urmatoarele exemple.
Scenariu SCURGERI DE GAZE:
IF (SENZOR_GAZ_DEBARA = ON ) THEN:
1. Transmite SMS_ALERTA
2. OFF ALIMENTARE_GAZ
3. OFF SISTEM_ELECTRIC
4. ON VENTILATIE_INCAPERE
Scenariu SECURITATE (SPARGERI):
IF (SENZOR_CONTACT_USA = OFF) & (ALARMA = ON) THEN: {comentariu: daca senzorul de contact usa semnaleaza deschiderea usii fara ca alarma sa fi fost dezactivata}
1. Transmite SMS_ALERTA
2. ON DIFUZOARE_ALARMA (max. value)
3. ON LUMINA_INCAPERI
4. ON SISTEME_SECURIATE_CONEXE
5. ON Transmitere_imagini_camera_supraveghere TO user {comentariu: utilizatorul sa poata evalua situatia}
Scenariu PORNIRE AUTOMATA INCALZIRE INCAPERE
IF (VALOARE (SENZOR_TEMPERATURA) < a ) THEN: {comentariu: valoarea transmisa de catre senzor este mai mica decât o temperatura prestabilita de utilizator}
ON SISTEM_INCALZIRE_INCAPERE
Astfel se pot defini un numar mare de scenarii pe care „casa inteligenta“ sa le urmeze in momentul in care se identifica o situatie care coincide cu datele de intrare ale scenariului.

5. CONCLUZII

Conceptul de „casa inteligenta“ inglobeaza nevoia oamenilor de a avea control, cu o mai mare usurinta si cu o configurabilitate ridicata, asupra spatiului in care isi desfasoara activitatile zilnice. In viitor acest „curent“ va ingloba tehnologii noi care vor fi aliniate la standarde comune globale.

6. BIBLIOGRAFIE

1. http://www.smarthome.com
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_Home
3. http://www.cosmica.ro/automation_kit.php
4. http://www.electronica-azi.ro/articol.php?id_ar=251
5. http://www.smarthouse.ro/sfatul_specialistului.php
6. http://www.avitech.ro
7. http://www.moeller.ro
8. http://homix.ro/solutii.html
9. http://casa.schneider-electric.ro/hol.html
10. http://www.hager.ro/index.php?scr=1024&id=404
11. http://ezinearticles.com/?What-Is-A-Smart-Building?&id=394642
12. http://www.smarterhomes.org.nz
13. http://www.tiresias.org/cost219ter/inclusive_future/(14).pdf
14. http://www.clipsal.co.uk/downloads/Clipsal_Your_Home_Smart_Home_CCP5952.pdf
15. http://www.knx.org/
16. http://www.homeauto.com
17. http:// www.ncs.com.sg
18. http:// www.simplyautomate.co.uk
19. Smart Homes can be Smarter [Juan C. Augusto Chris D. Nugent, School of Computing and Mathematics, University of Ulster at Jordanstown, UK]
20. Powerline communications – the future for smart homes? – [Jon Burroughs, Microchip Technology]
21. http://www.boklok.co.uk
22. http://www.jrf.org.uk
23. http://www.uk.intertek-etlsemko.com
24.http://www.MileHighAutomation.com
25. http://www.smartkontrols.co.uk
26. http://www.siemens.co.uk/smarthomes
27. www.shdir.no/deltasenteret
28. Build Your Own Smart Home [Robert C. Elsenpeter Toby J. Velte]