'/>
recent
كهربائي Smart

البنية التحتية لكهرباء المنازل للشبكة الذكية

 

عالم التشغيل الآلي للمنزل






يتطور عالم التشغيل الآلي للمنزل بسرعة

 يتم إضافة المزيد والمزيد من المنتجات والميزات إلى منازلنا لجعلها أكثر راحة وملاءمة. يعد المنزل الذكي أحد أحدث الاتجاهات في أتمتة المنزل. المنزل الذكي عبارة عن شبكة مترابطة من الأجهزة والأجهزة المتصلة التي يمكن للمستخدم التحكم فيها ومراقبتها عن بُعد. 

أحدثت تقنية المنزل الذكي

ثورة في طريقة عيشنا وعملنا، لقد أدت القدرة على التحكم في منازلنا وأجهزتنا عن بُعد ، عبر هواتفنا أو أجهزتنا الأخرى ، إلى تغيير حياتنا. اليوم ، دخلت العديد من أكبر الأسماء في مجال التكنولوجيا إلى السوق، قامت كل من Amazon ،Google، Apple، Microsoft باستثمارات كبيرة في إصداراتها الخاصة من المنزل الذكي. اعرف اكثر

لكن هذا جلب معه مجموعة من التحديات الجديدة. 

عندما تفكر في التشغيل الآلي للمنزل ، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن على الأرجح هو منظم الحرارة. سواء كنت تفضل الحفاظ على الحرارة أو إيقاف تشغيلها عند المغادرة ، فإن منظم الحرارة الخاص بك قد جعل حياتك أسهل قليلاً. ولكن ماذا عن الأشياء الأخرى التي يتكون منها منزلك ، مثل الأضواء والأقفال والأجهزة الخاصة بك؟ يتم التحكم في منظم الحرارة من خلال الأسلاك الكهربائية في منزلك ، مما يعني أنه إذا حدث خطأ ما ، فأنت عالق. تطورت تقنية المنزل الذكي بسرعة خلال العقد الماضي ، لا سيما في مجال البنية التحتية الكهربائية. اليوم ، تحتوي العديد من المنازل على أجهزة تحكم عن بعد أو منظمات حرارة يمكن التحكم فيها من بعيد باستخدام تطبيق هاتف ذكي ، ولكن الخطوة التالية للصناعة هي دمج الكهرباء في المنزل. هذه التقنية ، المعروفة باسم إنترنت الأشياء ، أو IoT ، تمكن الأجهزة الموجودة في الأشياء اليومية ، مثل مفاتيح الإضاءة وأجهزة تنظيم الحرارة ، من الاتصال بالإنترنت والتحكم فيها عن بُعد. تتمتع إنترنت الأشياء بإمكانية تحسين حياة المستهلكين والشركات بعدة طرق ، مثل تحسين كفاءة المباني وتقليل هدر الطاقة ، ولكن هناك أيضًا مخاوف أمنية. تتطور البنية التحتية للكهرباء المنزلية استجابةً لحاجة المستهلكين للراحة والملاءمة في منازلهم ، مع تقليل فواتير الطاقة أيضًا. تشمل التغييرات الأكثر وضوحًا منظمات الحرارة ومصابيح الإضاءة التي يمكن التحكم فيها عن بُعد ، جنبًا إلى جنب مع الأجهزة الأخرى التي يمكن التحكم فيها عن طريق الصوت أو الإيماءات. ومع ذلك ، فهذه ليست سوى غيض من فيض. سيشمل الجيل القادم من التكنولوجيا المنزلية الكثير من السيارات الكهربائية ، والتي ستتطلب كميات كبيرة من الطاقة لشحنها.

نظريًا - تعد أتمتة المنزل مجالًا تجاريًا مهمًا في الأيام الحالية ، وقد أدرك العديد من المنتجين هذا الواقع وبدأوا في إنشاء أنواع مختلفة من الترتيبات التي تركز على هذا السوق. ستقدم الورقة طريقة سهلة لفهم إطار المنزل الذكي الذي يوفر المرحلة الأساسية للمحاور البعيدة المنعزلة (باستخدام ابتكار أنظمة المنزل الذكي المدمج مع لوحة التحكم الدقيقة من العديد من المنتجات)، والتي يمكنها جمع المعلومات وإرسال البيانات أكثر من ذلك والتحكم عمليًا في أي جزء من المنزل (مع الأخذ في الاعتبار أنه تم وضع نقطة اتصال شرعية) ، بالإضافة إلى القدرة على الوصول إلى تلك المحاور وبياناتها من خلال واجهة مستخدم رسومية عبر المراحل (مزيج من قاعدة معلومات Java و MySQL). سيتم الإشارة إلى إطار العمل باسم "كهربائي سمارت في جيبك" في هذه المقالة. 


ستقترح هذه المقالة إجابة محتملة لإطارعمل حوسبة منزلية متحكمة عن بُعد يتميز بالذكاء وسهولة الفهم والترتيب. 

هذه الورقة مهمة لاقتراح مشروع العام الماضي في الهندسة غير المقيدة للذكور (هندسة أنظمة الكمبيوتر). شروط التسجيل - أتمتة المنزل ، وشبكات الاستشعار اللاسلكية ، وجافا ، و MySQL ، و Arduino ، و ZigBee I. العرض التقديمي مع التحسين السريع للابتكار ، كانت هناك رغبة مستمرة في إيجاد طرق لتوسيع هذا الابتكار ودمجه في كل جزء من الوجود اليومي. تعلم اكثر

المهمة في مساحة المعيشة أو المنزل:

البنية التحتية للمنازل الذكية


تتمثل إحدى وجهات النظر المهمة في مساحة المعيشة أو المنزل حيث كان هناك العديد من التطورات التي تعمل بوصول بسيط ونشاط لمرافق المنزل. من هذا التوسع الابتكاري ، تم تصور فكرة أتمتة المنزل وبدأت في التطور إلى أنواع عديدة من أطر عمل الميكنة المنزلية ، بعضها مباشر مع عناصر لا تذكر ، والبعض الآخر يصاحب الكثير من التعقيد الذي يغطي كل التفاصيل الصغيرة في المنزل. تكمن المشكلة في التفكير في إطار عمل يتم تسليط الضوء عليه تمامًا مثل الأطر المعقدة والأكثر أهمية ، وهو أساسي بما يكفي لترتيب العميل النهائي. ينقل الترتيب مشكلة أخرى ، حيث تتطلب معظم الأطر الحالية الأسلاك المسبقة للمنزل الأمر الذي يتطلب بالتالي إنشاءًا ماهرًا وامتدادات طويلة مكلفة للعمل. تشمل الإجابة عن ذلك استخدام الابتكار عن بُعد لتحل محل الأسلاك.  

العمل ذي الصلة كان هناك العديد من التعهدات لتجميع نوع معياري من المعدات والواجهات الإلكترونية والمراسلات المتوقع أن تصنع إطارًا للحوسبة المنزلية. 

علاوة على ذلك ، يتضمن جزء من المعايير الرئيسية المستخدمة عمومًا ما يرافق: X10 هو معيار صناعي عالمي ومفتوح للمراسلات بين الأدوات الإلكترونية المستخدمة في أتمتة المنزل، يستخدم بشكل أساسي ابتكار خطوط الطاقة لإرسال الإشارات والأوامر. يمكن أن تعتمد سرعة نقله على 50-60 قطعة.

الأدوات والأطر

 (على سبيل المثال الإضاءة ، التحكم في الوصول إلى المنزل ، التحويل لاأطر العمل والأجهزة المنزلية) ، والتي يمكن بعد ذلك في هذه المرحلة التحدث مع بعضهم البعض والقيام بالأنشطة المثالية، أو من ناحية أخرى ، قم بالعمل كمحفزات لمناسبات معينة، سعات نقلها هي أكثر جدارة بالملاحظة من الاتفاقيات السابقة الأخرى التي تستخدم التردد اللاسلكي فقط، يمكن أن تصل إلى 9.6 - 40 كيلوبت / ثانية مع وصول يصل إلى 75 مترًا. 

ZWave
يعمل على فكرة المنظمات عبر القسم ، والمنظمة

يمكن أن تبدأ بأداة منفردة ومنظم وبعد ذلك

يمكن إضافة أدوات إضافية ومنظمين .أعرف أكثر

يجب "تضمين" الأداة الذكية في المؤسسة قبل أن تتمكن من ذلك

مقيدًا من قبل العميل ، يشتمل نظام المطابقة عمومًا على

الضغط على سلسلة من الأزرار الموجودة على المنظم والجهازلتضاف إلى المنظمة. 

يمكن إخراج الأدوات من :

بالمثل ، يتم إعادة تجزئة هذا لكل أداة في مجال العمل. 

بما أن المنظم يتعلم العلامة القوة بين الأدوات أثناء التفاعل في الاعتبار ، فإن الأدوات نفسها يجب أن تكون في المنطقة الأخيرة المتوقعة قبل إضافتها إلى إطار العمل. على أي حال ، عندما تكون الأداة تمت إضافته إلى المنظمة يمكن أن يصبح محفوفًا بالمخاطروالقضاء عليه دون وجود الوحدة المفيدة. 

من عملاء Z-Wave ذكروا أن منظم Z-Wave يمكنه ذلك تتأذى عمليا من اللمبة التي تتحكم مع الحركة ،

مما سيجعل أي وحدات تحكم تبلغ عن أخطاء فادحة لكل منها

الوقت الذي يتم فيه إرسال أمر من شأنه التأثير على تلك الوحدة (على سبيل المثال ، حزمة

الطلبات / أوامر المشهد / الكل على / الكل ، وما إلى ذلك من الحساسات المستشعرة عن بعد). أنظر الي الخدمات

كما كانت طريقة التعافي من هذه الحالة هي إعادة تعيين جميع المنظمين إلى

إعدادات مصنع المعالجة ثم إعادة تعلم جميع الأدوات بعد . 

الحقائق على الرغم من قدرة إطارات مذهلة التي يختبرها قد تؤدي القدرة على التكيف إلى لارضاء العميل النهائي.

ZigBee هي اتفاقية عامة للمراسلات تهدف:

أجهزة راديو متقدمة قليلة الطاقة منخفضة في ضوء معيار IEEE 802.15.4-

2003 القاعدة المفتوحة لمنظمات المناطق الفردية النائية

(شبكات WPAN). هدف الابتكار ZigBee هو أن تكون أسهل و

أكثر بأسعار معقولة من شبكات WPAN الأخرى ، مثل Bluetooth. 

متوقع لتطبيقات التردد اللاسلكي التي تتطلب معدل معلومات منخفضًا ،

مدة طويلة للبطارية ، وإدارة أنظمة آمنة تسود فيها للمعايير المختلفة التي تم فحصها في هذه الورقة. 

لديها أكثر بروزا

تسارع الإرسال إلى 20 - 250 كيلوبت / ثانية وأكثر جدير بالملاحظة

يصل مداها إلى 1500 متر [2]. النقطة المحورية المستمرة لـ ZigBee

هو إعطاء فكرة منطقية ومفيدة عالميًا يتم حلها الشبكة التي يمكن استخدامها للتحكم الحديث ، مدمجة الكشف ، الاعتبارات السريرية ، أطر التنبيه المختلفة ، البناء الحوسبة وميكنة المنزل وما إلى ذلك. 

المنظمة اللاحقة سوف استخدام تدابير صغيرة للقوة ، قد تستخدم مناطق التطبيق دمج الترفيه المنزلي والتحكم والتوعية المنزلية ،خدمات متعددة الاستخدامات وحوسبة المباني التجارية والوصول إليها التحكم ، والتحكم في عملية المصنع الصناعي. 

على عكس ZWave الشبكة ، يمكن إسقاط أدوات ZigBee الممكّنة

المنظمة مباشرة من القضية بالنظر إلى أنها سابقة

ترتيبها من المنتج والقضاء عليها

لن تؤثر المنظمة على الإطار بأكمله فقط على الجزء

ذات الصلة بهذه الأداة ، على سبيل المثال ، بافتراض أنها مستشعر

يعمل كمحفز لتشغيل أو إيقاف تشغيل أداة أخرى ، كما كانت

ستتأثر هذه الأداة بأي خيبة أمل تحدث في جانب المستشعر.

ثالثا. تعريف القضية

1) يجب أن يكون للإطار خطة مدروسة بقدر ما

أ) الأجهزة بحيث بافتراض أن أحد الأجزاء يتلاشى

أو من ناحية أخرى يجب استبداله فلن يؤثر على الكل

إطار فقط تلك الأجزاء المرتبطة به.

ب) البرامج بحيث تساعد في اختبار الوحدة

تحقيق بسيط ، وتقدم بسيط للمستقبل

ترقيات.

2) يجب ألا تكون أجزاء المعدات حصرية ، هذا

هو ضمان أن نظام النماذج الأولية مباشرة إلى الأمام ،

تقليل المجهود وإدراج توقع ضئيل لاستيعاب المعلومات.

3) يجب أن تكون أجزاء الأجهزة منخفضة التحكم

مع جهد جرد أعظم يبلغ خمسة فولت تيار مستمر. هذه

يدمج

أ) ميكروكنترولر

ب) وحدات الاتصال

ج) أجهزة الاستشعار

د) المحركات

4) ستعمل نقطة التفاعل المنتج على قاعدة

يجب أن يكون الكمبيوتر الشخصي واجهة متقاطعة

أو ربما دعم اثنين من أطر العمل الهامة

أ) Microsoft Windows ™

ب) MAC OSX ™

5) يجب أن توضح خطة النموذج السعة

من الأساس لمساعدة أجهزة الاستشعار المختلفة و

المحركات.

6) يجب أن تعرض خطة النموذج جهاز التحكم عن بعد

قدرات تنظيم الشبكة فيما يتعلق بالمدى والقوة

علاوة على ذلك ، القدرة على التغيير من خلال الظروف المختلفة.

7) يجب أن تعطي واجهة المنتج بعض الصور الرسومية

للعميل لفحص الإطار والتحكم فيه

القطع.

8) يجب تخزين واجهة المنتج

علاوة على ذلك ، يمكنك استعادة البيانات بشكل مثالي من خلال مجموعة بيانات

نطاق.

9) يجب أن تعطي واجهة المنتج t

لتغيير حدود معينة لتلبية احتياجاته الحالية. 

10) يجب ألا يكون الإطار العام صعب الترتيب وسهل الاستخدام . الإطار المفاهيمي BEEHOUSE 

المعدات وأجهزة الاستشعار والمشغلات

المعدات المعدات جزء من هذا التعهد مصنوعة من ألواح Arduino ووحدات ZigBee البعيدة وأجهزة الاستشعار والمشغلات. 

يتم تجميع هذه الأجزاء كرمز لمحاور المعدات يسمى BeeHouse Nodes، فيما يتعلق بأغراض النماذج الأولية لهذا المشروع ، سيكون هناك ثلاثة محاور معًا ، كل منها به مستشعر مختلف ومشغل حيث سيحتوي أحد المحاور على مستشعر وسيحتوي الآخر على مشغل المقارنة لهذا المستشعر. 

 ترتيب إطارعمل نموذج BeeHouse

 1) لوحة التحكم الدقيقة: Arduino هي مرحلة تحسين مفتوحة المصدر في ضوء عائلة Atmel ATMega microcontroller  


يمكن أن تعترف بأنواع مختلفة من المساهمة من شمولها من خلال أجهزة الاستشعار والتعاون معها من خلال محركات الأضواء وأنواع مختلفة من المشغلات. 

 لوحة تحسين Arduino

 1. ترتيب إطار عمل نموذج BeeHouse تأتي لوحة تحسين Arduino في عدة عوامل هيكلية ، أشهرها Mega و Duemilanove و Nano و Mini [8]. تم اختيار Duemilanove لهذا المشروع لأنه يتضمن قبولًا بسيطًا للمسامير لتوصيل الدوائر الخارجية والأجزاء بالإضافة إلى منظم RS-232 المتأصل إلى USB المستخدم لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة والمراسلات بين اللوحة وأي جزء من البرمجة يتطلب ذلك . 

يتم تضمين Mega في المقابل مع توسيع دبابيس IO الإضافية والذاكرة وقوة المعالجة ، إذا كان سبب هذا التعهد هو إنشاء منظم بؤري للروبوتات الذكية الأصطناعية، فسيتم تجهيز Mega لتلبية الاحتياجات ، على أي حال ، فإن قوة Mega الفاحشة ليست كذلك مطلوب في هذه المرحلة من وضع النماذج الأولية. 

تأتي أوراق Nano و Mini في حزم صغيرة وفقًا لما توصي به أسمائهم ، وهي مخصصة لمزيد من الترتيبات المزروعة وغير العادية لاستخدام الطاقة ، إذا كان من المقرر صنع عنصر نفعي تمامًا ، فستكون هذه الأوراق رائعة لهذا السبب. 

2) الاتصال اللاسلكي: من منطقة العمل المتصلة التي تظهر جزءًا من الإرشادات المتوقعة لهذا المشروع ، تم اختيار اتفاقية ZigBee للإبرازات المفيدة لتطبيقات الروبوتات المنزلية بالإضافة إلى مساحة كبيرة للتحديثات والتحسينات المستقبلية. 

يتم استخدام وحدات Digi® ZigBee المسماة XBee لأغراض هذا المشروع [6]. يتم تنسيق وحدات XBee مع مرحلة Arduino باستخدام لوحة إضافية تسمى حماية XBee. 

3) المستشعرات: قد تتضمن أطر حوسبة المنزل أنواعًا مختلفة من المستشعرات التي يمكن أن تعمل كمحفزات لمناسبات معينة أو شاشة زوايا معينة في المنزل أو عناصره البيئية . 

لكن الجزء الأكبر منها يحتوي على المستشعرات المصاحبة في مثل الطريقة: 

تستخدم مستشعرات درجة الحرارة لقياس درجة الحرارة الشاملة أو من ناحية أخرى درجة حرارة منطقة أو عنصر معين في المنزل. 

تم اختيار 10 كيلو أوم ثرمستور لوحدة درجة الحرارة لهذا المشروع بسبب جودته التي لا تتزعزع ، على الرغم من حقيقة أن أجهزة الاستشعار المختلفة (على سبيل المثال أجهزة الاستشعار المحوسبة) لها بعض النقاط البارزة اللائقة ولكن هذه العناصر ليست بحاجة إلى هذا المشروع. تستخدم مستشعرات الضوء لتحديد مقدار الضوء الذي يتم اعتباره داخل المنزل أو خارجه. 


تم اختيار خلية ضوئية أصغر من المعتاد (GL5528) للوحدة الخفيفة من هذا التعهد وهي مقاومة ثانوية خفيفة تناسب الضروريات والمتطلبات الأساسية لهذا المشروع حيث لا يشعر العميل بالقلق بشأن قوة الضوء بدلاً من ترجمة سواء كانت عالية أو متوسطة أو منخفضة، تستخدم مستشعرات الحركة لتمييز السكان في الغرف أو أي انقطاع غير مرغوب فيه حول حدود المنزل. 

تم اختيار مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) لوحدة الحركة في هذا المشروع ، وهو يقدر ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من الكائنات في نطاق رؤيته ، وبسبب طبيعته المنفصلة ، فإنه يتعرف فقط على الأشعة تحت الحمراء ولا ينتج عنه ما يقلل من استخدام الطاقة. مستشعر SE-10 PIR عبارة عن لوحة مستقلة تقوم بجميع المناولة المطلوبة لتحديد الحركة وبعد ذلك تنقل رسالة فيما يتعلق بالمناسبة. 

4) المشغلات: لمنزل لامع أن يكون لديه خيار التعاون أو القيام بحركات بعد الحصول على بضع مناسبات من المستشعرات أو الطلبات من العميل ، فإنه يحتاج إلى مشغلات ؛ وأكثر المشغلات العادية الموجودة في المنازل الذكية هي التحويلات التي تستخدم للتحكم في الأجهزة والأضواء ، وهي الطريقة الرئيسية لقيادة أجهزة التيار المتردد ذات العبء الثقيل باستخدام متحكم مثل Arduino باستخدام IOs المحوسبة كمحفز. 

تكمن المشكلة في هذا في أنه من الخطر التحطيم بقوة على مستوى التيار الكهربائي بشكل مباشر بدون أي معلومات مشروعة عمليًا أو بعد ذلك مرة أخرى. 

وبالتالي استقرنا على ترتيب خارج الرف الذي يدمج متابعة التردد اللاسلكي.

في المقال السابق تحدثنا بشكل تفصيلي عن مشروع البنية التحتية للكهرباء الذكية للمنزل الذكي، في المقالات القادمة سنرسد باقي مشاريع البنية التحتية للكهرباء الذكية بالمنازل.

يمكنك متابعتنا، والتواصل بنا بوسائل الاتصال المتاحة لنا ،

ردود الفعل عن هذا المقال😊




google-playkhamsatmostaqltradent