"Умный дом": возможности, пример разработки и задачи проектирования

11.11.2010

Системы "Умный дом" -- автоматизированные системы управления и контроля давно перестали быть экзотикой. Преимущества установки таких систем заключаются не только в удобном управлении бытовыми приборами, но и в сокращении расходов воды и электричества.

Настоящая статья являет собой пример разработки таких систем, решаемые задачи при их проектировании и изучение возможностей применения и интеграции продукции компании ISS в комплексных проектах автоматизации.

Компания "ИнтеллектСтрой" образована в 2004 году выпускниками и ведущими специалистами кафедры Автоматики и телемеханики Пермского государственного технического университета.

Основными направлениями деятельности являются разработка, внедрение и сопровождение автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления (АСДКиУ) инженерными системами зданий, а так же автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) промышленных и гражданских объектов.

Отличительной особенностью компании "ИнтеллектСтрой" является интеграция различных направлений деятельности в рамках одного предприятия.

Для расширения фронта выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ компанией "ИнтеллектСтрой" в 2006 году организована научно-исследовательская лаборатория "Интеллектуальные средства автоматизации" на базе кафедры АТ ПГТУ с привлечением к проектам профессорско-преподавательского состава кафедр вуза, а так же студентов с целью подготовки квалифицированных кадров.

В 2009г. сотрудники компании "ИнтеллектСтрой" столкнулись с новым типом задач, включающих в себя интеграцию системы "Интеллектуального здания" с системой видеонаблюдения наделённой интеллектуальной составляющей.

В результате анализа аналогичных систем были выбраны системы компании ISS ввиду их высоких технических характеристик, большого опыта внедрения и оптимального соотношения цена-качество. Большую роль в принятии решения оказала презентация продукции компании ISS на международной выставке MIPS 2007 Москва.

В ходе общения со специалистами компании ISS выяснилось, что в Перми открыто региональное представительство компании ISS на базе компании ООО "Адрон".

Наличие в регионе представителя компании положительным образом сказывается на качестве работы, оперативности решения задач, а также повышении имиджа компании в целом.

Руководство и ведущие технические специалисты компании "ИнтеллектСтрой" посетили демонстрационный стенд с представленной продукцией ISS, размещённый в региональном представительстве компании ISS, оценили возможности интеллектуальных систем и пришли к выводу, что на сегодняшний день технические и программные решения, предлагаемые компанией ISS, являются наиболее перспективными для внедрения на объектах, работу с которыми ведет компания "ИнтеллектСтрой".

Результатом переговоров между, руководством компании ООО "ИнтеллектСтрой" и ООО "Адрон" явилось принятие сторонами решения о заключении договора о сотрудничестве с целью совместного продвижения продукции ISS в регионе.

После проведения ряда консультаций с технической службой регионального представительства компании ISS были выбраны компоненты системы наиболее подходящие для изучения и последующего внедрения на объектах.

Следующим этапом сотрудничества двух компаний стало приобретение ООО "ИнтеллектСтрой" демонстрационного комплекта Evaluation Kit компании ISS, состоящего из следующих компонентов -- плата обработки видео TVISS4E (плата на шине PCI-Е), аппаратный USB-ключ, плата ввода/вывода TVISS8IO, программный ключ, диск с программным обеспечением.

Комплект обладает возможностями установки видеоподсистем Video Inspector, SecurOS, включая устройства телеметрии для аналоговых и IP-камер, с подключением интегрированных IP-камер и серверов.

На основе комплекта Evaluation Kit был собран видеосервер, установленный на стендовом оборудовании научно-исследовательской лаборатории "Интеллектуальные средства автоматизации", для изучения на постоянной основе возможностей системы ISS техническими специалистами ООО "ИнтеллектСтрой" и студентами кафедры АТ ПГТУ на предмет интеграции систем ISS в системы управления, диспетчеризации и отработки методик управления процессами.

В настоящее время основной задачей лаборатории является практическая разработка концепции "Интеллектуальное здание".

Лаборатория имеет ряд решений от различных производителей, призванных сделать здание "интеллектуальным". Некоторые производители, такие как SIEMENS, SE, Sauter, изначально ориентированы на такую концепцию. Их продукция учитывает многие аспекты "Интеллектуального здания", а использование "монобренда" уменьшит до минимума проблемы совместимости оборудования. Однако, очень часто приходится совмещать оборудование различных производителей. Некоторые задачи "Интеллектуального здания" один производитель решает лучше, чем другой, некоторые задачи специфичны и мало распространены, и выбор производителя небольшой.

Таким образом, проектировщикам при решении задачи "Интеллектуального здания" неизбежно приходится сопрягать большой перечень оборудования различных производителей.

Самым простым (и порой верным) решением является децентрализация систем "Интеллектуального здания" -- отдельная подсистема для ОВК (Отопление, Вентиляция, Кондиционирование), отдельная -- для освещения, для ОПС (Охранно-Пожарная Сигнализация), для Электроснабжения. Но здание с такой структурой не будет интеллектуальным, если подсистемы не будут взаимодействовать.

В лаборатории рассматривается несколько таких подсистем. Одна из них -- распознавание лиц. Для построения подсистемы распознавания лиц используется продукция фирмы ISS: модуль Face Inspector (входит в состав ПО SecurOS), плата обработки видео TVISS4E, плата ввода/вывода TVISS8IO (для связи с остальными подсистемами).

С помощью камеры Wateс WAT-902 Ultimate с объективом 5-50 мм, осуществляется "захват" и распознавание лица входящего человека.

Через графический интерфейс (SCADA Trace Mode 6) настраивается реакция системы на распознанные лица. Для каждого известного системе лица можно определить личные настройки.

Программное обеспечение SecurOS компании ISS выполняет функцию видео идентификации лиц посредством сравнения захваченных лиц со своей базой. В рамках этого программного обеспечения имеется возможность написания сценариев (макросов и скриптов), которые позволяют реагировать необходимым образом на распознанные лица и управлять релейными выходами платы TVISS8IO.

Данная плата предназначена для контроля состояния охранных шлейфов и управления внешним оборудованием -- дверьми, световой и звуковой сигнализацией. В лаборатории используется возможность управления релейными выходами.

Написанный специалистами компании "ИнтеллектСтрой" макрос управляет состоянием 4х выходов. При распознавании лица А замыкается первое реле, при распознавании лица Б -- второе, при наличии распознанного лица в базе -- третье и при отсутствии распознанного лица в базе -- четвертое.

Контроллер с модулями ввода/вывода Beckhoff установлен на стендовом оборудовании.

К контроллеру подключается плата ввода/вывода TVISS8IO как показано на рисунке. Контроллер распознает состояние реле платы TVISS8IO с помощью модулей DI. Таким образом, в контроллер передается информация, распознан ли человек А (замкнуто реле 1), или распознан человек Б (замкнуто реле 2), либо распознанный человек находится в базе (замкнуто реле 3), либо распознанный человек не находится в базе (замкнуто реле 4).

Контроллер по средствам протокола TCP/IP подключается к серверу "Интеллектуальное здание", на котором установлена Scada-система Trace Mode, реализующая программное взаимодействие с системой Face-инспектор. (по необходимости происходит включение/выключение режима распознавания). Сервер "Интеллектуальное здание" связан с системой MultiRoom, с помощью которой происходит звуковое оповещение о процессе распознавания человека.

Модуль Face-инспектор так же используется студентами для изучения влияния различных факторов (таких как усы, борода, очки, шарфы, головные уборы, грим и т.д.) на качество распознавания лица человека, ведется статистическая обработка полученных данных, выявляются слабые стороны программного модуля, составляются рекомендации по увеличению качества распознавания лица.

Релейные сигналы воспринимаются дискретным модулем контроллера Beckhoff.

Данный котроллер является объединяющим звеном всех подсистем лаборатории, имея в своем составе не только дискретные и аналоговые модули ввода/вывода, но и интерфейсные модули -- RS-232, DALI, LON, MODBUS и др.

Через такие интерфейсные модули происходит управление подсистемами: ОВК (кондиционер и проточно-вытяжная установка), освещение (диммирование люминесцентных потолочных светильников), мультирум и др.

Контроллер находится под управлением программы, прошитой в его памяти. Принятый через релейные сигналы код распознанного лица воспринимается программой, которая в свою очередь реагирует на него, посылая команды другим подсистемам. Например, если был распознан человек А, то программа получит его код и, в соответствии со своим алгоритмом, включит приточно-вытяжную установку и выставит необходимый уровень освещения.

Если был распознан человек В, то система помимо приточно-вытяжной установки может включить и кондиционер с заданной температурой 21°С.

Построены алгоритмы взаимодействия с остальными подсистемами -- освещением, ОВК, голосовым оповещением.

Для изучения совместимости программного обеспечения и оборудования различных производителей лаборатория "Интеллектуальные средства автоматизации" располагает демонстрационным стендом оборудования Clipsal C-Bus, который осуществляет следующие функции:

• контроль присутствия по датчику движения;
• управление освещением по движению;
• управление люминесцентной лампой;
• плавное включение/выключение (диммирование) ламп накаливания;
• диммирование люминесцентных светильников;
• регулирование производительности вентилятора;
• контроль и регулирование температуры;
• контроль и регулирование уровня освещенности.

Управление стендом осуществляется с пульта ДУ, клавишных панелей, а так же рабочего места оператора компьютера.

Все работы в научно-исследовательской лаборатории "Интеллектуальные средства автоматизации" выполняются студентами кафедры "Автоматика и Телемеханика" Пермского государственного технического университета с привлечением преподавательского состава ВУЗа.

В ходе выполнения лабораторных работ студенты приобретают ценные навыки программирования систем домашней автоматизации, сталкиваются с применением шинной структуры АСУ.

В новом учебном году студентами кафедры "Автоматика и Телемеханика" запланировано продолжить изучение модуля Face-инспектор а так же начать изучение модуля Авто-Инспектор.

В настоящий момент службой технической поддержки регионального представительства компании ISS, ООО "Адрон" проводятся консультации по вопросам подбора оборудования (видеокамер), особенностей его установки и настройки модуля Авто-Инспектор.

Количество показов: 5934
 
Компания:  ISS