Часть дипломной работы на тему Исследование и разработка алгоритмов для мобильного приложения по управлению домашней экосистемой

Введение:

Системы, которые позволяют контролировать все установки в доме, развиваются все быстрее и занимают важную нишу в организации бытовых условий человека. Системы управления домом используется в высокотехнологичных зданиях для повышения комфорта и безопасности жизни. Эта интеллектуальная система состоит из датчиков и детекторов, расположенных в разных точках, и интегрированной системы, которая собирает данные и управляет всеми установками в здании. Данные системы используются в жилом, промышленном и сервисном строительстве.
Преимуществами использования систем управления домом являются:
- максимизация функциональности;
- повышение комфорта жителей;
- обеспечение безопасности;
- минимизация эксплуатационных и модернизационных затрат;
- снижение вредных выбросов;
- предотвращение вторжений и краж.
Умный дом реагирует на изменения в помещении и на улице, выбирая наиболее оптимальный вариант функционирования в данный момент времени. Система управления домом отвечает за функционирование электрической, вентиляционной или отопительной установки - в зависимости от того, что выбирает пользователь. Данная система постоянно собирает, архивирует и обрабатывает данные, относящиеся к состоянию конкретных установок, чтобы впоследствии управлять ими (автоматически или полуавтоматически).
Для построения системы управления домом в последнее время используются различные технологии, однако наибольшей популярностью начало пользоваться технология создания мобильных приложений. Это обусловлено тем, что пользователи желают управлять домом через свое мобильное устройство – планшет, смартфон, в редких случаях ноутбук, по той причине, что данное устройство всегда с ними, и при наличии выхода в Интернет, управление домом займет несколько минут.
Предметом исследования данной работы является: функционирование умного дома и определенной выбранной экосистемы.
Объектом исследования являются принципы создания мобильных приложений по управлению умным домом.
Цель работы исследование и разработка алгоритмов для мобильного приложения по управлению домашней экосистемой.
Задачи работы:
- провести обзор возможностей домашней экосистемы
- исследовать мобильные операционные системы
- обосновать выбор инструментов разработки.
- выполнить разработку мобильного приложения
- осуществить отладку и сбор статистических данных разработанного приложения.

Фрагмент текста работы:

Обзор возможностей домашней экосистемы

1.1 Описание возможностей умного дома

Современный дом - это не только здание, выполненное в соответствии с действующими стандартами, но и здание, оснащенное множеством различных электрических устройств, облегчающих повседневную жизнь.
Автоматизация здания – это не только дистанционное управление устройствами в здании, например, системой кондиционирования воздуха или жалюзи, но также встроенная система сигнализации, контроль доступа, управление отоплением и вентиляцией, а также противопожарная защита. Термин «интеллектуальное здание» относится к зданиям (жилым, офисным, промышленным), которые имеют интегрированную систему управления (BMS - Building Management Systems), в том числе несколько автономно работающих систем автоматизации, оснащенных рядом датчиков и детекторов. В результате каждая система имеет информацию об изменении состояния другой, что позволяет осуществлять всестороннее отслеживание всех событий, происходящих в здании, и последовательный контроль над ними (см. рис.1). Это повышает комфорт и безопасность и помогает снизить эксплуатационные расходы. На рынке существует несколько стандартов умного дома, которые часто несовместимы друг с другом. Это могут быть проводные или беспроводные установки.
Рассмотрим особенности стандартов.
Проводные установки обычно состоят из двух шин: шины питания и шины данных. Первый тип шины - это обычно одно или трехфазные электрические установки. Второй - это строки данных, по которым отправляются команды и сигналы обратной связи. Любой элемент системы подключается параллельно к шине питания и данных. Каждый элемент установки (например, лампочка, выключатель, кондиционер, домофон) имеет свой уникальный адрес и просматривается через все остальные элементы. Это позволяет свободно контролировать, например, отопление и освещение, которые расположены в совершенно другой части здания. На рынке на данный момент существует несколько вариантов таких систем.
Instabus KNX / EIB - это децентрализованная система, в которой традиционные выключатели, размыкающие или замыкающие цепи питания, а также датчики и другие элементы управления заменяются полупроводниковыми устройствами. Они обмениваются информацией через единую главную линию вокруг всего здания, соединяя все компоненты системы. Топология KNX / EIB основана на древовидной структуре, которая является расширением шины. Преимущество системы EIB заключается в том, что этот кабель имеет безопасное напряжение 24 В постоянного тока типа SELV (безопасное сверхнизкое напряжение). Этот тип сети характеризуется низким напряжением, питанием от защитного трансформатора, двойной изоляцией от других сетей и отсутствием заземления проводов. Этот тип источника питания обеспечивает симметричную передачу сигнала, что означает дополнительную устойчивость к электромагнитным помехам. Передача данных и питание отдельных исполнительных механизмов осуществляется с использованием одних и тех же кабелей, поэтому передаваемая информация накладывается на напряжение питания [2,3]. Напряжение 230 В подается только непосредственно потребителям (лампы, электрические розетки). Это позволяет организовать любой интерьер и монтаж. Основной частью конструкции является линия, к которой подключены элементы шины (максимум 64), исполнительные механизмы или датчики. После добавления специальных элементов имеется возможность подключить максимум 12 линий к одной шине [2].