IT-experter säger att marknaden för "intelligenta" hus i Ryssland aldrig kommer att bli massiv och under det kommande decenniet är det osannolikt att det kommer att gå längre än elitbostäderna i Moskvaregionen. I framtiden kommer en liten del av befolkningen med höga inkomster i regionerna att bli en möjlig konsument av marknaden, men för den breda massan kommer "smarta hem" att förbli en färgstark bild på sidorna av tabloider och internetresurser. Är det så? Redan nu är infrastrukturen för en vanlig invånares bostad en ganska komplex kombination av olika tekniska system. X10-standarden hjälper till att kombinera dem till ett nätverk utan globala kostnader.
funktioner för smarta hem
Den vanligaste och enkla funktionen är ljusstyrning. Det intelligenta systemet låter dig fjärrstyra varje belysningsarmatur. Utan att gå upp kan du slå på eller stänga av belysningen i vilket rum som helst eller i hela huset på en gång, justera ljusstyrkan på nattbelysningen i korridoren, landskapslampor. "Smart hem", inklusive ljuset i olikaplatser enligt en viss algoritm, kommer att skrämma bort inkräktare, och simulera närvaron av ägare i händelse av att de lämnar.
Automatisk styrning kommer att bibehålla de inställda temperaturparametrarna i rummet, styra värmeenheter eller luftkonditionering och ventilationssystem. Det smarta hemmet kan kontrollera brand- och säkerhetsutrustning och i nödfall skicka ett meddelande till ägarens telefon eller relevanta strukturer med röst eller SMS.
Hur allt började
X10 är en av de första öppna industristandarderna som utvecklades för hemautomationssystem av Pico Electronics (Glenrothes, Skottland) 1975. Till en början var företaget engagerat i design och produktion av mikrokretsar och miniräknare. Den första erfarenheten av att utöka omfattningen av produktionen var mycket framgångsrik kommersiellt. X10-plattformen blev snabbt populär bland utvecklare av smarta hem och gav en påtaglig skjuts till utvecklingen av denna industri. Försök att skapa ett liknande gränssnitt gjordes av andra företag, men var inte särskilt framgångsrika.
För sin tid är X10 ett protokoll med god brusimmunitet. Populariteten främjades av jämförande billighet av utrustningen, inriktning av utvecklare till hushållsautomation, underhåll och teknisk support. På den nordamerikanska kontinenten är standarden fortfarande efterfrågad och utbredd. Efter utvecklaren började ett brett utbud av X10-kompatibla enheter produceras av jätteföretagen IBM ochPhilips.
Idag har Pico Electronics blivit X10 INC (USA) med PowerHouse varumärke.
Utrustningsklassificering
X10 nätverkshårdvara är en samling enheter som är sammankopplade via ett standardnätverk eller radiokanal. Grundsystemet måste innehålla:
- Sändare - styrenheter som genererar och skickar kommandon, styrmoduler (med datorgränssnitt eller fristående), programmerbara timers med olika tidsintervall, fjärrkontroller (infraröd eller radio).
- Mottagare - ställdon som utför mottagna kommandon: lampmoduler och patrondimmer, dimmer- och sockelblock, alla typer av frekvensomriktare
I fallet med att bygga ett större nätverk eller bygga ut ett befintligt, används ofta hjälputrustning:
- Sändtagare som tar emot kommandosignaler från fjärrkontroller med ytterligare konvertering till X10-kommunikationsprotokollet innan de skickas till elnätet.
- Repeaters och signalförstärkare.
- Filter som minskar effekterna av elektromagnetiska störningar.
- Interfasbryggor, för 380 V-nätverk (passiva eller aktiva, för byggnader över 300 m22).
- Mätanordningar som förenklar installation och driftsättning, sensorer (rörelse, ljus, etc.).
Utrustning tillverkad av olika företag har ofta liknande utseende, funktionalitet och jämna märkningar. Enheterha en annan design beroende på kraven för placering; för in-line montering, DIN-skena montering i standard elskåp, mikromoduler för infällda kopplingsdosor. Du kan starta hemautomation med några grundmoduler, och sedan gradvis skala upp och utöka funktionaliteten genom att lägga till nya hårdvaruenheter.
Exempel på elementet bas
En typisk X10-modul är baserad på en programmerbar mikrokontroller. Enligt en viss algoritm styr den funktionen hos enhetens elektroniska krets, som matar de genererade signalerna som tas emot från den externa strömförsörjningen till dess ingång och omvandlar utgångspulserna för omvänd överföring till nätverket. Mikrodatorer kan vara massproducerade kontroller (som PIC eller AVR från Microchip respektive Atmel).
X10 lamprelämoduler används ofta för ljusstyrning i smarta hemkoncept. Det finns två modifieringar: ansluten till ett vanligt uttag för anslutning av golvlampor, bordslampor (LM12) eller gjorda i form av en adapter mellan en belysningspatron och en vanlig glödlampa med E27-sockel, upp till 100 W (LM15S).
Elektriska hushållsapparater styrs med instrumentuttagsmoduler. Till exempel ser AM12-modulen ut som en lampmodul, men stöder inte belysningsspecifika kommandon (mer om det nedan).
Programvara
Programvaruprodukter hjälper till att implementera X10-protokollet på en datortoppnivå.
ActiveHome Software - gratis programvara för persondatorer baserad på WINDOWS-operativsystem från utvecklaren av X10-plattformen. Paketet innehåller ett stort antal verktyg och enhetsdrivrutiner, samt en mobilversion av programmet.
ActiveHomePro - programvara för datorgränssnitt CM-15 (radiotransceiver, 433 MHz) med anslutning via USB-port. Låter dig styra belysning och hushållsapparater med uppgiften att de nödvändiga algoritmerna, scheman och timers från en persondator eller autonomt från en trådlös fjärrkontroll.
X10 Commander (Melloware Inc) är en fritt distribuerad programvara för alla operativsystem som låter dig skapa en multifunktionell kontrolltjänst baserad på en PC och integrera X10-protokollet på din telefon och alla mobila enheter (iOS/Android).
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" erbjuder konsumenter en bekväm enhet på X10-plattformen - en fullfärgs VGA-pekskärm XTS-36. Den fristående enheten har ett användarvänligt grafiskt gränssnitt. X10-protokollkontroll och kontroll av det smarta belysningssystemet förblir bekvämt, med utmärkt visualisering, men eliminerar behovet av att en dator ständigt kör i bakgrunden. Satsen levereras med drivrutiner och programvara för att föreskriva adressering av X10-enheter och de grundläggande parametrarna för den initiala konfigurationen, för att kompilera olika scenarier.
X10. Protokoll i detalj
Fysisk miljö för utbyte av information i säkerhetsstyrkornaelektriska ledningar är sändning / mottagning av fragment av sinusformade högfrekventa svängningar (120 kHz) med en amplitud på 5 V och en varaktighet på 1 ms / 630 μs i varje halvcykel av nätspänningen, i fönster som bildas omedelbart efter korsningen nollmärket. I trefaskretsar bildas liknande fönster i varje fas, d.v.s. med en förskjutning på 60 grader med ytterligare användning av interfasbryggor.
Om enheten i mottagningsfönstret tar emot ett meddelande med minst 48 vibrationer, betraktar den det som en logisk "ett", annars - som en logisk "nolla". Överföringen av en bit information tar två halvcykler av nätspänningen. Dessutom sänds det omvända värdet i den andra, vilket inte bara förbättrar brusimmuniteten, utan också tjänar till att identifiera synkroniseringskoden under paketöverföring.
X10 - ett protokoll där ett enkelt standardpaket (ram, ram) sänds i 11 perioder. Den innehåller:
- synkkod - 2 bitar,
- modulkod - 4 bitar,
- byggkod - 5 bitar.
Varje paket, utan något intervall, sänds två gånger i rad. Innan nästa pakettagning sänds upprätthålls en paus på 3 perioder av nätspänning (med undantag för ljusstyrkans dämpningskommandon som sänds i en kontinuerlig ström).
IR-fjärrkontroller i X10-nätverk använder X10-IR-protokollet vid en bärfrekvens på 40 kHz. Radiokanalen (X10-RF-protokoll), beroende på region, har ett intervall från 310 till 434 MHz.
Adresserings- och kommandosystem
Det maximala antalet moduler i ett X10-nätverk är 256. Varje modul har två väljare med 16 fasta positioner.
Den första omkopplaren - hemkoden används för att välja en kategori eller grupp av enheter. Den har bokstavsbeteckningar för positioner från A till P. I den andra indikeras fasta positioner med siffror från 1 till 16 och indikerar en specifik modul i nätverket (enhetskod). Således tilldelas varje enhet ett unikt nummer som består av en bokstav och siffror. Till exempel; A5, M14, etc. Systemkontroller, till skillnad från executive moduler, kräver vanligtvis inte adressering.
En uppfattning om befintliga plattformskommandon och deras motsvarande åtgärder kan erhållas från tabellen.
| Team (engelska) | Team (ryska) | Typ | Action |
| Alla enheter off | Stäng av alla konsumenter | Grupp | Koppla bort alla enheter med den angivna huskoden som stöder kommandot. |
| Alla lampor på/av | Tänd/släck alla lampor | Grupp | Slå på/stänga av alla belysningsmoduler med en given huskod. |
| På/av | Aktivera/Inaktivera | Adress | Överför till på/av-läge för en specifik modul. |
| Dim/Brigth | Öka/minska ljusstyrkan | Adress | Dimmerkontroll. Antal paket fördimringsintervallen för olika enheter är olika. |
| Förinställd dim 1/2 | Ställ in en specifik ljusstyrka. | Adress | Låter dig välja vilken som helst av 32 ljusstyrkanivåer. |
| Statusförfrågan | Request status | Adress | Begär status för växlingsmodulen. |
| Status på/av | Svara på förfrågan | - | Modulstatussvar. |
| Hail Request/Acknowlege | Begär/skicka svar | Grupp | Teknikteam för att fastställa mättnaden av adressutrymmet med andra byggnadssystem. |
nyckelfördelar…
X10 är ett lågbudgetprotokoll för hemautomation som använder befintliga elektriska nätverk för att överföra information och kommandomeddelanden. Det finns inget behov av att lägga nya kommunikationer, vilket är särskilt viktigt i hus med en fin finish eller genomförda reparationer. Du kan antingen använda nätverkskablar eller använda en radiokanal - utbudet av utrustning som erbjuds av tillverkare gör att du kan implementera båda alternativen eller en kombination av dem. Kostnaden för enheter, jämfört med mer moderna plattformar, är också behagligt tilltalande.
Nästa fördel är flexibiliteten i användningen och enkel installation, som inte kräver speciella färdigheter och förmågor. Systemet kännetecknas av utmärkt töjbarhet och skalbarhet. Modulerna ansluts enligt principerna för Plug & Power (plug and play). Alltinställningen är att ge den nya komponenten en unik adress. Då kommer automatiseringen att göra allt av sig själv.
Indelningen av belysningsinfrastrukturen i zoner är avsevärt förenklad. Det räcker att tilldela samma bokstav (byggnadskod) till enheterna i samma grupp, och när motsvarande sändningskommando ges kommer ljuset i denna zon att tändas eller släckas.
Det öppna protokollet är ytterligare ett plus med plattformen, vilket innebär enkel integration med alla kontrollsystem, möjligheten att använda tillbehör från tredje part vid utformning av ett nätverk.
…och nackdelar
Den största fördelen med X10-gränssnittet - överföringen av en informationssignal genom strömledningar - är också huvudkällan till dess problem.
Långsam hastighet. Överföringen av kommandot tar ungefär en sekund, d.v.s. förseningen i utförandet av kommandot är verkligen märkbar även när man styr en enhet. Och i processen att utarbeta det inbäddade scenariot kan förseningen bli irriterande oacceptabel. Eftersom informationsöverföringshastigheten är bunden till matningsspänningens frekvens är det inte möjligt att öka den.
Låg ljudimmunitet. Överflödet av hushållsapparater i ett modernt hem ökar dramatiskt störningsnivån i kraftnätet, påverkar signal-till-brusförhållandet negativt, vilket i sin tur påverkar kvaliteten på informationsutbytet mellan X10-moduler. Därav konsekvenserna - utebliven exekvering av kommandon eller falsk växling. När man bygger stora nätverk kan problemet begränsasadressfält, eftersom endast 256 enheter kommer att kunna ansluta till X10-protokollet.
Osynkroniserad på den sändande utrustningen kan leda till paketöverlappning och kollisioner, vilket resulterar i att inget av kommandona exekveras. Det är omöjligt att radik alt förbättra situationen.
Det finns inga åtkomstkontrollprocedurer, det finns inget skydd mot obehöriga åtgärder från tredje part. Och slutligen är det omöjligt att skapa komplexa system för att styra hushållsapparater och belysning med implementeringen av systemets och dess komponenters självdiagnosfunktion.
X10 modifieringar
De angivna bristerna korrigeras för det mesta i nästa generations hemautomationssystem av den så kallade bussarkitekturen (signaler överförs över en speciellt dedikerad/lagd buss med lågspänningsmatning).
I sin tur har X10-hårdvaruutvecklare och -tillverkare vidtagit åtgärder för att förbättra och modifiera den befintliga plattformen. Resultatet blev X10Extended-formatet med en utökad instruktionsuppsättning. Den otvivelaktiga fördelen med den modifierade plattformen var regleringen av proceduren för åtkomst till sändare till trunk, eliminering av förekomsten av kollisioner och utökade funktioner för kommandot Exteded Code 1 med en förändring av paketformatet.
Ytterligare modifiering av X10Extended ledde till skapandet av A10-formatet, som avsevärt utökade adressfältet (upp till 4096 moduler) och lade till flera servicefunktioner (endast tillgängligt på enheter tillverkade av utvecklaren). A10- och X10-protokollen är absolut kompatibla, vilket gör det möjligt att använda båda typerna av moduler i samma system.
Sammanfattningsvis är det svårt att inte hålla med om att det första hemautomationsgränssnittet har blivit föråldrat under de senaste femtio åren. Försök att modernisera, som påminner om att lappa taket under regnperioden, kan inte radik alt rätta till situationen. Men plattformens budgetfunktioner håller den fortfarande kvar på marknaden för smarta system, och X10-utrustning produceras och säljs aktivt.
Inhemska företag förutspår en ny våg av popularitet för gränssnittet. Konsumenter erbjuds ett brett utbud av både fristående enheter och färdiga smarta hemlösningar baserade på X10-plattformen.
