IT-stručnjaci kažu da tržište "inteligentnih" kuća u Rusiji nikada neće postati masovno i da u narednoj deceniji teško da će ići dalje od elitnog stanovanja u moskovskoj oblasti. U budućnosti će mali dio stanovništva s visokim prihodima u regijama postati mogući potrošač tržišta, ali za široke mase "pametna kuća" će ostati šarena slika na stranicama tabloida i internetskih resursa. je li tako? Infrastruktura stanovanja običnog stanovnika već je prilično složena kombinacija različitih inženjerskih sistema. X10 standard će vam pomoći da ih kombinujete u jednu mrežu bez globalnih troškova.
Funkcije pametnog doma
Najčešća i jednostavna funkcija je kontrola rasvjete. Inteligentni sistem vam omogućava daljinsko upravljanje svakim rasvjetnim tijelom. Bez ustajanja, možete odjednom uključiti ili isključiti rasvjetu u bilo kojoj prostoriji ili u cijeloj kući, podesiti svjetlinu noćnog osvjetljenja hodnika, pejzažne svjetiljke. "Pametna kuća", uključujući svjetlo u različitimmjesta prema određenom algoritmu, uplašit će uljeze, simulirajući prisustvo vlasnika u slučaju njihovog odlaska.
Automatska kontrola će održavati zadate temperaturne parametre u prostoriji, kontrolisati uređaje za grijanje ili sisteme klimatizacije i ventilacije. Pametna kuća može kontrolisati protivpožarnu i sigurnosnu opremu i, u slučaju nužde, poslati obavijest na telefon vlasnika ili relevantne strukture glasom ili SMS-om.
Kako je sve počelo
X10 je jedan od prvih otvorenih industrijskih standarda koji je za sisteme kućne automatizacije razvio Pico Electronics (Glenrothes, Škotska) 1975. godine. U početku, kompanija se bavila projektovanjem i proizvodnjom mikro kola i kalkulatora. Prvo iskustvo proširenja obima proizvodnje bilo je vrlo uspješno komercijalno. X10 platforma je brzo stekla popularnost među programerima pametnih kuća i dala opipljiv poticaj razvoju ove industrije. Pokušaji kreiranja sličnog sučelja napravljeni su od strane drugih kompanija, ali nisu bili vrlo uspješni.
Za svoje vrijeme, X10 je protokol sa dobrom otpornošću na buku. Popularnost je promovisana uporednom jeftinošću opreme, orijentacijom programera na automatizaciju domaćinstva, održavanje i tehničku podršku. Na sjevernoameričkom kontinentu standard je još uvijek tražen i široko rasprostranjen. Nakon razvojnog programera, širok spektar X10 kompatibilnih uređaja počele su proizvoditi gigantske korporacije IBM iPhilips.
Danas je Pico Electronics postao X10 INC (SAD) sa PowerHouse zaštitnim znakom.
Klasifikacija opreme
X10 mrežni hardver je skup uređaja međusobno povezanih putem standardne električne mreže ili radio kanala. Osnovni sistem mora uključivati:
- Odašiljači - kontroleri koji generišu i šalju komande, upravljački moduli (sa računarskim interfejsom ili samostalni), programibilni tajmeri sa različitim vremenskim rasponima, daljinski upravljači (infracrveni ili radio).
- Prijemnici - aktuatori koji izvršavaju primljene komande: moduli lampi i patrona za prigušivanje, dimmeri i utičnice, sve vrste pogona.
U slučaju izgradnje veće mreže ili proširenja postojeće često se koristi pomoćna oprema:
- Primopredajnici koji primaju komandne signale sa daljinskih upravljača sa daljom konverzijom na X10 komunikacijski protokol prije slanja u električnu mrežu.
- Repetitori i pojačala signala.
- Filteri koji smanjuju efekte elektromagnetnih smetnji.
- Međufazni mostovi, za mreže od 380 V (pasivne ili aktivne, za zgrade preko 300 m22).
- Mjerni uređaji koji pojednostavljuju instalaciju i puštanje u rad, senzori (pokret, svjetlo, itd.).
Oprema koju proizvode različite kompanije često ima sličan izgled, funkcionalnost, pa čak i oznake. Uređajiimaju različit dizajn u zavisnosti od zahteva za postavljanje; za in-line montažu, montažu na DIN šinu u standardne električne ormare, mikro-module za ugradbene razvodne kutije. Možete započeti kućnu automatizaciju s nekoliko osnovnih modula, a zatim postepeno povećavati i proširivati funkcionalnost dodavanjem novih hardverskih jedinica.
Primjeri baze elemenata
Tipičan X10 modul je baziran na programabilnom mikrokontroleru. Prema određenom algoritmu, kontrolira funkcioniranje elektroničkog kola uređaja, koji generirane signale primljene iz vanjskog napajanja dovodi na svoj ulaz i pretvara izlazne impulse za obrnuti prijenos u mrežu. Mikroračunari mogu biti masovno proizvedeni kontroleri (kao što su PIC-ovi ili AVR-ovi od Microchip-a i Atmel-a, respektivno).
X10 moduli releja lampe se široko koriste za kontrolu rasvjete u konceptu pametne kuće. Postoje dvije modifikacije: utaknute u običnu utičnicu za spajanje podnih svjetiljki, stolnih lampi (LM12) ili izrađene u obliku adaptera između rasvjetnog uloška i standardne sijalice sa bazom E27, do 100 W (LM15S).
Kućni električni aparati se kontrolišu pomoću modula utičnica za instrumente. Na primjer, AM12 modul izgleda kao modul lampe, ali ne podržava komande specifične za osvjetljenje (više o tome u nastavku).
Softver
Softverski proizvodi će pomoći implementaciji X10 protokola na računarnajviši nivo.
ActiveHome Software - besplatni softver za personalne računare baziran na WINDOWS operativnim sistemima od developera X10 platforme. Paket uključuje ogroman broj uslužnih programa i drajvera uređaja, kao i mobilnu verziju programa.
ActiveHomePro - softver za kompjuterski interfejs CM-15 (radio primopredajnik, 433 MHz) sa vezom preko USB porta. Omogućava vam upravljanje rasvjetom i kućanskim aparatima sa zadatkom potrebnih algoritama, rasporeda i tajmera sa personalnog računara ili autonomno sa bežičnog daljinskog upravljača.
X10 Commander (Melloware Inc) je besplatno distribuirani softver za bilo koji OS koji vam omogućava da kreirate multifunkcionalnu uslugu kontrole zasnovanu na računaru i integrišete X10 protokol na vaš telefon i bilo koji mobilni uređaj (iOS/Android).
Ruski LLC "Home Technologies Laboratory" nudi potrošačima praktičan uređaj na X10 platformi - VGA touch panel u punoj boji XTS-36. Samostalni uređaj ima grafičko sučelje prilagođeno korisniku. Kontrola X10 protokola i kontrola sistema pametnog osvetljenja ostaje udobna, sa odličnom vizualizacijom, ali eliminiše potrebu da računar stalno radi u pozadini. Komplet dolazi sa drajverima i softverom za propisivanje adresiranja X10 uređaja i osnovnih parametara početne konfiguracije, za kompajliranje različitih scenarija.
X10. Protokol u detalje
Fizičko okruženje za razmjenu informacija u snagama sigurnostielektrične žice je prijenos/prijem fragmenata sinusoidnih visokofrekventnih oscilacija (120 kHz) amplitude 5 V i trajanja od 1 ms / 630 μs u svakom poluperiodu mrežnog napona, u prozorima formiranim neposredno nakon ukrštanja nultu oznaku. U trofaznim krugovima, slični prozori se formiraju u svakoj fazi, tj. sa pomakom od 60 stepeni uz daljnju upotrebu međufaznih mostova.
Ukoliko uređaj u prijemnom prozoru primi poruku sa najmanje 48 vibracija, smatra je logičnom "jedinicom", u suprotnom - logičkom "nulom". Prijenos bita informacija traje dva poluciklusa mrežnog napona. Štaviše, inverzna vrijednost se emituje u drugom, što ne samo da poboljšava otpornost na buku, već služi i za identifikaciju koda za sinhronizaciju tokom prijenosa paketa.
X10 - protokol u kojem se standardni pojedinačni paket (okvir, okvir) prenosi u 11 perioda. Sadrži:
- sinhronizacijski kod - 2 bita,
- kod modula - 4 bita,
- kod zgrade - 5 bita.
Svaki paket, bez ikakvog intervala, se prenosi dva puta za redom. Prije emitiranja sljedećeg preuzimanja paketa, održava se pauza od 3 perioda mrežnog napona (sa izuzetkom komandi za zatamnjenje svjetline koje se prenose u kontinuiranom toku).
IR daljinski upravljači u X10 mrežama rade koristeći X10-IR protokol na frekvenciji nosioca od 40 kHz. Radio kanal (X10-RF protokol), u zavisnosti od regiona, ima opseg od 310 do 434 MHz.
Adresiranje i komandni sistem
Maksimalni broj modula u X10 mreži je 256. Svaki modul ima dva selektorska prekidača sa 16 fiksnih pozicija.
Prvi prekidač - kućni kod se koristi za odabir kategorije ili grupe uređaja. Ima slovne oznake pozicija od A do P. U drugom, fiksne pozicije su označene brojevima od 1 do 16 i označavaju određeni modul u mreži (Šifra jedinice). Dakle, svakom uređaju je dodijeljen jedinstveni broj koji se sastoji od slova i brojeva. Na primjer; A5, M14, itd. Sistemski kontroleri, za razliku od izvršnih modula, obično ne zahtijevaju adresiranje.
Ideju o postojećim komandama platforme i njihovim odgovarajućim akcijama možete dobiti iz tabele.
| Tim (engleski) | Tim (ruski) | Vrsta | Akcija |
| Sve jedinice su isključene | Isključi sve potrošače | Grupa | Odspojite sve uređaje sa navedenim kućnim kodom koji podržavaju naredbu. |
| Sva svjetla uključena/isključena | Uključite/isključite sva svjetla | Grupa | Uključite/isključite sve module rasvjete sa datim kućnim kodom. |
| Uključeno/isključeno | Omogući/onemogući | Adresa | Prebacite u uključeno/isključeno stanje određenog modula. |
| Dim/Brigth | Povećaj/smanji svjetlinu | Adresa | Dimmer kontrola. Broj paketa zaOpsezi zatamnjivanja za različite uređaje su različiti. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Postavite određeni nivo svjetline. | Adresa | Omogućava vam da odaberete bilo koji od 32 nivoa svjetline. |
| Zahtjev za status | Zahtjev status | Adresa | Zatražite status komutacionog modula. |
| Status uključen/isključen | Odgovori na upit | - | Odgovor statusa modula. |
| Hail Request/Acknowlege | Zahtjev/pošalji odgovor | Grupa | Tehnološki tim za određivanje zasićenosti adresnog prostora sa drugim sistemima zgrade. |
Ključne prednosti…
X10 je niskobudžetni protokol klase kućne automatizacije koji koristi postojeće električne mreže za prijenos informacija i komandnih poruka. Nema potrebe za postavljanjem novih komunikacija, što je posebno važno u kućama sa finom završnom obradom ili završenim popravcima. Možete koristiti mrežno ožičenje ili koristiti radio kanal - asortiman opreme koju nude proizvođači omogućava vam da implementirate obje opcije ili njihovu kombinaciju. Cijena uređaja, u poređenju sa modernijim platformama, također je ugodno.
Sljedeća prednost je fleksibilnost upotrebe i jednostavnost instalacije, koja ne zahtijeva posebne vještine i sposobnosti. Sistem karakteriše odlična proširivost i skalabilnost. Moduli su povezani prema principima Plug & Power (plug and play). Svepodešavanje je da se novoj komponenti da jedinstvena adresa. Tada će automatizacija sve uraditi sama.
Podjela svjetlosne infrastrukture na zone je znatno pojednostavljena. Dovoljno je dodijeliti isto slovo (šifra zgrade) uređajima iste grupe, a kada se da odgovarajuća naredba za emitiranje, svjetlo u ovoj zoni će se paliti ili gasiti.
Otvoreni protokol je još jedan plus platforme, koji podrazumijeva laku integraciju sa bilo kojim kontrolnim sistemom, mogućnost korištenja pribora za ožičenje treće strane prilikom dizajniranja mreže.
…i nedostaci
Glavna prednost X10 sučelja - prijenos informacijskog signala kroz ožičenje napajanja - također je glavni izvor njegovih problema.
Spora brzina. Prijenos naredbe traje oko sekundu, odnosno kašnjenje u izvršenju naredbe je zaista primjetno čak i kada se upravlja jednim uređajem. A u procesu izrade ugrađenog scenarija, kašnjenje može postati dosadno neprihvatljivo. Budući da je brzina prijenosa informacija vezana za frekvenciju napona napajanja, nije je moguće povećati.
Mala otpornost na buku. Obilje kućanskih aparata u modernom domu dramatično povećava nivo smetnji u elektroenergetskoj mreži, negativno utječe na omjer signala i šuma, što zauzvrat utječe na kvalitetu razmjene informacija između X10 modula. Otuda i posljedice - neizvršavanje naredbi ili lažno prebacivanje. Prilikom izgradnje velikih mreža, problem se može ograničitipolje adrese, pošto će samo 256 uređaja moći da se povežu na X10 protokol.
Nesinhronizirana oprema za odašiljanje može dovesti do preklapanja paketa i kolizija, što rezultira time da se nijedna od naredbi ne izvrši. Nemoguće je radikalno popraviti situaciju.
Ne postoje procedure kontrole pristupa, ne postoji zaštita od neovlašćenih radnji trećih lica. I na kraju, nemoguće je kreirati složene šeme za upravljanje kućanskim aparatima i rasvjetom uz implementaciju funkcije samodijagnoze sistema i njegovih komponenti.
X10 modifikacije
Navedeni nedostaci su uglavnom ispravljeni u narednim generacijama sistema kućne automatizacije tzv. bus arhitekture (signali se prenose preko posebno namjenske/položene magistrale sa niskonaponskim naponom napajanja).
Zauzvrat, X10 hardverski programeri i proizvođači poduzeli su korake da poboljšaju i modificiraju postojeću platformu. Rezultat je bio X10Extended format sa proširenim skupom instrukcija. Nesumnjiva prednost modifikovane platforme bila je regulacija procedure pristupa predajnicima u trank, eliminisanje pojave kolizija i proširenje funkcija naredbe Exteded Code 1 promjenom formata paketa.
Dalja modifikacija X10Extended dovela je do kreiranja formata A10, koji je značajno proširio polje adrese (do 4096 modula) i dodao nekoliko servisnih funkcija (dostupnih samo na uređajima koje proizvodi programer). A10 i X10 protokoli su apsolutno kompatibilni, što omogućava rad sa oba tipa modula u istom sistemu.
Rezimirajući, teško je ne složiti se da je prvi interfejs kućne automatizacije zastareo u poslednjih pedeset godina. Pokušaji modernizacije, koji podsjećaju na krpljenje krova tokom kišne sezone, nisu u stanju radikalno popraviti situaciju. Ali budžetske karakteristike platforme i dalje je drže na tržištu pametnih sistema, a X10 oprema se aktivno proizvodi i prodaje.
Domaće firme predviđaju novi talas popularnosti interfejsa. Potrošačima se nudi širok spektar kako samostalnih uređaja tako i gotovih rješenja za pametne kuće zasnovane na X10 platformi.
