Еще совсем недавно экосистема с общим названием «Умный дом» была настоящей экзотикой. Сегодня ситуация в корне изменилась — в основном за счет развития технологий, позволяющих значительно удешевить регистрирующие и операционные устройства, которые связываются между собой для выполнения определенного алгоритма действий [1].
В настоящее время «Умный дом» рассматривается как совокупность электронных и электронномеханических устройств, которые обеспечивают пользователю максимально возможную автоматизацию его бытовой деятельности в рамках его дома или квартиры.
В связи с этим уже сегодня появилась реальная возможность внедрения технологических решений «Умного дома» в эксплуатацию стационарных узлов связи специального назначения, которые представляют собой организационнотехническое объединение сил и средств связи, размещенных в стационарных объектах специального назначения в целях обеспечения связи в ходе управления войсками (силами).
При этом эксплуатацию стационарного узла связи можно представить в виде трех базовых элементов [2]:
- Организация эксплуатации стационарного объекта.
- Организация эксплуатации средств и комплексов связи и автоматизации.
- Организация дежурства на узле связи дежурной смены.
Рассмотрим возможности применения устройств и технологий «Умного дома» в каждой составляющей эксплуатации стационарного узла связи (рис. 1).
Рис. 1. Структурные элементы «Умного узла связи»
В ходе организации эксплуатации стационарного объекта можно выделить следующие направления:
- управление освещением, которое включает автоматическую корректировку работы осветительных приборов, управление ставнями на окнах и жалюзи. Данная опция позволяет максимально оптимизировать расход электроэнергии;
- климатконтроль — представляет собой автоматическую регуляцию температуры и влажности микроклимата во всем здании и в его отдельных помещениях;
- управление энергоснабжением, чтобы оно было беспрерывным и максимально экономичным. Систему можно настроить, чтобы она в случае необходимости автоматически переключалась на резервные и аварийные источники электроснабжения;
- управление водообеспечением, которое включает автоматический контроль и корректировку работы приборов водоснабжения и отведения. Данная опция позволяет максимально оптимизировать расход воды на объекте;
- управление системой жизнеобеспечения — включает создание централизованной системы оповещения и управления, обеспечивающей защиту узла связи от воздействия противника и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, и представляет собой индивидуально заданные настройки для систем видеонаблюдения, контроля и управления доступом на элементы узла связи, а также пожарной и охраннотревожной сигнализаций;
- управление исполнительными устройствами интегрированных инженерных систем через настенные и дистанционные пульты и панели управления (например, управление работой электрических приборов посредствам пультов дистанционного управления).
Организация функционирования средств и комплексов связи и автоматизации должна обеспечиваться за счет автоматизации процессов непосредственной эксплуатации средств связи:
- контроль за состоянием проводных (медных и волоконнооптических) линий связи;
- управление антеннами (антенными полями), которое заключается в автоматической или дистанционной юстировке антенн на корреспондента, регулировке высоты подъема антенн, контроле за состоянием антеннофидерных устройств;
- контроль за состоянием параметров функционирования аппаратуры и каналов связи, в том числе находящихся в отрыве от узла связи (вынесенные его элементы);
- управление резервными и запасными средствами связи и имуществом, организация качественного и количественного контроля за ним.
Контроль за несением дежурства на узле связи дежурной смены может обеспечиваться путем реализации следующих функций:
- обеспечение пропускного режима на узле связи и организация контроля за его действием путем регистрации в электронном аппаратном или техническом журнале;
- управление служебной инфраструктурой, в которую объединены все персональные мультимедийные устройства личного состава дежурной смены, а также обеспечение громкой связи;
- контроль за физиологическим состоянием личного состава дежурной смены (температура, давление и др.).
Рассмотрим технические устройства «Умного дома», которые могут найти применение при разработке «Умного узла связи».
Контроллер
Контроллер — это устройство, выполняющее функцию «мозгового центра» (рис. 2). В нем содержатся электронные компоненты, позволяющие запрограммировать контроллер на прием сигналов, их обработку и управление различными элементами «Умного узла связи» по проводам или «по воздуху».
Рис. 2. Контроллер
Датчики (сенсоры)
Назначение этих элементов — сбор информации о состоянии помещения, в котором они установлены. С помощью датчиков собираются сведения о температуре и влажности воздуха, состоянии средств связи, открывании и закрывании дверей или окон, протечках воды, состоянии освещенности и многом другом (рис. 3).
Рис. 3. Вид датчиков
Датчик движения
Обычно это инфракрасный сенсор, однако встречаются и другие виды. Датчик движения определяет наличие должностного лица на элементе узла связи. Это информация и для дежурного по узлу связи, который дистанционно может отследить, не появлялся ли ктото, и для автосрабатывания сценариев, касающихся освещения и создания микроклимата в помещении.
Датчик температуры
Данное устройство дает системе «Умного узла связи» информацию о критических точках, которые задает пользователь. При понижении температуры автоматически включится система отопления, при повышении температуры включится кондиционирование.
Датчик влажности воздуха
Для обеспечения необходимого микроклимата эксплуатируемой аппаратуры связи.
Датчик уровня освещенности
Данное устройство — одно из простейших, но при этом очень полезных в системе «Умного узла связи». Встроенный фотоэлемент регистрирует количество света на элементе узла связи, попадающего в комнату, и реализует сценарии искусственной подсветки: заполняющей, точечной, общей.
Датчик вскрытия
Устройство состоит из двух половинок: одна вешается на полотно (саму дверь), другая — на дверной косяк (или оконный проем). Данная схема находит свое применение в системе из соображений безопасности. С ее помощью можно настроить сирену и оповещение. Также данные датчики могут использоваться в системе контроля абонентских сетей.
Датчик протечки воды
Обеспечивает контроль за системой водоснабжения и отведения и не только включает сирену и отсылает оповещение на устройство дежурного по узлу связи, но и может перекрыть воду.
Видеокамера
Одно из самых информативных устройств, обеспечивающих визуальный контроль за происходящим как на узле связи, так и на его территории. Отснятый материал пишется на карту памяти или в облачное хранилище через буфер. В случае спорных ситуаций всегда можно просмотреть видеофиксацию.
Датчик дыма и утечки газа
Пожарные датчики и так имеются на стационарных узлах связи, однако они не имеют, в отличие от «умных» собратьев, оповещать дежурную смену pushсообщением или иным тревожным сигналом на терминальное устройство. Что касается датчика утечки газа, то его необходимо ставить там, где имеется газовое оборудование.
Датчик уровня ГСМ
Устанавливается в топливных баках электроагрегатов (станций) узла связи. Показания выводятся на пульт дежурного по узлу связи.
Датчик индивидуального контроля персонала
Предназначен для обеспечения персонального контроля за физиологическим состоянием личного состава дежурной смены. Надевается на запястье руки при заступлении на дежурство. Показания выводятся на терминальное устройство дежурного по узлу связи.
Датчики радиоактивного и химического контроля
Предназначены для контроля за радиационной, химической обстановкой на узле связи и его территории.
Актуаторы (исполнители)
Актуаторы — это специальные агрегаты, которые настроены на получение сигнала от контроллера. После приема они выполняют различные действия — включают свет, управляют средствами связи, антеннами, поднимают и опускают жалюзи, перекрывают воду и делают многое другое (рис. 4).
Рис. 4. Актуатор (исполнитель)
Реле
Распространенная группа устройств, которые служат для замыкания цепи и подачи электропитания на определенные приборы, бытовую технику и прочие механизмы. Реле обычно подсоединены к сети 220 В. При поступлении сигнала со шлюза ток идет по катушке электромагнита, контакты соединяются и электрический ток поступает к нужному устройству.
Розетки
Отличаются от обычных рядовых розеток тем, что подают питание по сигналу со специального контроллера «Умного узла связи».
Выключатели
С помощью этих устройств задействуют сценарии освещения и другие действия для систем. Как и прочие «умные» элементы, выключатели поддерживают связь по протоколам WiFi, Zigbee и прочим каналам.
Электромеханические движители
К этому классу относятся устройства, отвечающие за различные действия, связанные с перемещением в пространстве. К таким, например, причисляют привод рулонных жалюзи, запорную арматуру водопроводной воды, вращатели антенных устройств и др.
Лампочки и светильники
Осветительные приборы, оснащенные каналами передачи информации, управляются в соответствии с назначенным расписанием или на основе показаний датчиков освещения или движения.
Устройства управления
С помощью устройств управления обеспечивается сбор данных о состоянии системы, а также подаются команды на срабатывание устройств. В роли органа управления предлагается использовать универсальное терминальное устройство с установленным соответствующим ПО (рис. 5).
Рис. 5. Вид универсального терминального устройства управления
Что обеспечит внедрение технологий и средств «Умного дома» при построении «Умного узла связи» [2]:
- безопасность — система контролирует помещение, фиксирует несанкционированный доступ и любые происшествия (потоп, пожар и т.п);
- широкий функционал — управление практически любыми средствами и устройствами на узле связи, создание индивидуальных сценариев автоматизации с учетом геопозиции его элементов, а также управление «умным домом» с помощью голосового помощника;
- простоту управления — для полного контроля за ситуацией;
- автоматизацию процессов эксплуатации узла связи и существенную экономию времени;
- экономию денежных и материальных средств — система отключает устройства, которые не используются, снижается нагрузка на сеть и расход электроэнергии сокращается до 3040%. Многие отказываются от подобных удобств изза того, что оборудование не назовешь дешевым. Тем не менее оно быстро окупается.
Литература:
- Дементьев А. «Умный» дом XXI века: Издательские решения. М., 2016. 96 с.
- Иванов В.Г. Модель технической основы системы управления специального назначения в едином информационном пространстве на основе конвергентной инфраструктуры системы связи. Монография // В.Г. Иванов; СПбПУ. СПб., 2018. 214 с.
