IT-stručnjaci kažu da tržište "inteligentnih" kuća u Rusiji nikada neće postati masivno i da u sljedećem desetljeću vjerojatno neće ići dalje od elitnog stanovanja u moskovskoj regiji. 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 sustava. Standard X10 pomoći će ih kombinirati u jednu mrežu bez globalnih troškova.
Značajke pametne kuće
Najčešća i jednostavna funkcija je kontrola rasvjete. Inteligentni sustav omogućuje daljinsko upravljanje svakim rasvjetnim tijelom. Bez ustajanja, možete uključiti ili isključiti rasvjetu u bilo kojoj prostoriji ili u cijeloj kući odjednom, prilagoditi svjetlinu noćnog osvjetljenja hodnika, pejzažne svjetiljke. "Pametni dom", uključujući svjetlo u različitimmjesta prema određenom algoritmu, uplašit će uljeze, simulirajući prisutnost vlasnika u slučaju njihovog odlaska.
Automatsko upravljanje održavat će zadane temperaturne parametre u prostoriji, kontrolirajući uređaje za grijanje ili klimatizaciju i ventilacijske sustave. Pametna kuća može kontrolirati protupožarnu i sigurnosnu opremu te, u slučaju nužde, poslati obavijest na telefon vlasnika ili relevantne strukture glasom ili SMS-om.
Kako je sve počelo
X10 jedan je od prvih standarda otvorene industrije koji je za sustave kućne automatizacije razvio Pico Electronics (Glenrothes, Škotska) 1975. godine. U početku se tvrtka bavila projektiranjem i proizvodnjom mikro krugova i kalkulatora. Prvo iskustvo proširenja opsega proizvodnje bilo je vrlo uspješno komercijalno. Platforma X10 brzo je stekla popularnost među programerima pametnih domova i dala opipljiv poticaj razvoju ove industrije. Druge su tvrtke pokušale stvoriti slično sučelje, ali nisu bili baš uspješni.
Za svoje vrijeme, X10 je protokol s dobrom otpornošću na buku. Popularnost je promovirana usporednom jeftinošću opreme, orijentacijom programera na automatizaciju kućanstva, održavanje i tehničku podršku. Na sjevernoameričkom kontinentu standard je još uvijek tražen i široko rasprostranjen. Nakon razvojnog programera, širok raspon uređaja kompatibilnih s X10 počele su proizvoditi divovske korporacije IBM iPhilips.
Danas je Pico Electronics postao X10 INC (SAD) sa zaštitnim znakom PowerHouse.
Klasifikacija opreme
X10 mrežni hardver je skup uređaja međusobno povezanih putem standardne električne mreže ili radio kanala. Osnovni sustav mora uključivati:
- Odašiljači - kontroleri koji generiraju i šalju naredbe, upravljački moduli (s računalnim sučeljem ili samostalni), programibilni mjerači vremena s različitim vremenskim rasponima, daljinski upravljači (infracrveni ili radio).
- Prijemnici - aktuatori koji izvršavaju primljene naredbe: moduli žarulja i patrona za prigušivanje, dimmer i blokovi utičnica, sve vrste pogona.
U slučaju izgradnje veće mreže ili proširenja postojeće često se koristi pomoćna oprema:
- Primopredajnici koji primaju naredbene signale s daljinskih upravljača s daljnjom konverzijom na X10 komunikacijski protokol prije slanja u električnu mrežu.
- Repetitori i pojačala signala.
- Filtri koji smanjuju učinke elektromagnetskih smetnji.
- Međufazni mostovi, za mreže od 380 V (pasivne ili aktivne, za zgrade veće od 300 m22).
- Mjerni uređaji koji pojednostavljuju instalaciju i puštanje u rad, senzori (pokret, svjetlo, itd.).
Oprema koju proizvode različite tvrtke često ima sličan izgled, funkcionalnost, pa čak i oznake. Uređajiimaju drugačiji dizajn ovisno o zahtjevima za postavljanje; za in-line montažu, montažu na DIN tračnicu u standardne električne ormare, mikro-module za ugradbene razvodne kutije. Automatizaciju doma možete započeti s nekoliko osnovnih modula, a zatim postupno povećavati i proširivati funkcionalnost dodavanjem novih hardverskih jedinica.
Primjeri baze elemenata
Tipični X10 modul temelji se na programabilnom mikrokontroleru. Prema određenom algoritmu, kontrolira rad elektroničkog kruga uređaja, koji generirane signale primljene iz vanjskog napajanja dovodi na svoj ulaz i pretvara izlazne impulse za obrnuti prijenos u mrežu. Mikroračunala mogu biti masovno proizvedeni kontroleri (kao što su PIC-ovi ili AVR-ovi iz Microchipa odnosno Atmela).
X10 moduli releja svjetiljki naširoko se koriste za kontrolu rasvjete u konceptu pametne kuće. Postoje dvije modifikacije: utaknute u običnu utičnicu za spajanje podnih svjetiljki, stolnih svjetiljki (LM12) ili izrađene u obliku adaptera između rasvjetnog uloška i standardne žarulje s bazom E27, do 100 W (LM15S).
Kućanski električni aparati kontroliraju se pomoću modula utičnica za instrumente. Na primjer, AM12 modul izgleda kao modul svjetiljke, ali ne podržava naredbe specifične za osvjetljenje (više o tome u nastavku).
Softver
Softverski proizvodi pomoći će implementaciji X10 protokola na računalunajviša razina.
ActiveHome Software - besplatni softver za osobna računala baziran na WINDOWS operativnim sustavima od developera X10 platforme. Paket uključuje ogroman broj uslužnih programa i drajvera uređaja, kao i mobilnu verziju programa.
ActiveHomePro - softver za sučelje računala CM-15 (radio primopredajnik, 433 MHz) s vezom preko USB porta. Omogućuje vam upravljanje rasvjetom i kućanskim aparatima uz zadatak potrebnih algoritama, rasporeda i mjerača vremena s osobnog računala ili autonomno s bežičnog daljinskog upravljača.
X10 Commander (Melloware Inc) je besplatno distribuirani softver za bilo koji OS koji vam omogućuje stvaranje višenamjenske upravljačke usluge temeljene na osobnom računalu i integraciju X10 protokola na vaš telefon i sve mobilne uređaje (iOS/Android).
Ruski LLC "Home Technologies Laboratory" nudi potrošačima praktičan uređaj na platformi X10 - VGA touch panel u punoj boji XTS-36. Samostalni uređaj ima grafičko sučelje prilagođeno korisniku. Kontrola X10 protokola i upravljanje sustavom pametne rasvjete ostaje udobna, s izvrsnom vizualizacijom, ali eliminira potrebu da računalo stalno radi u pozadini. Komplet dolazi s drajverima i softverom za propisivanje adresiranja X10 uređaja i osnovnih parametara početne konfiguracije, za sastavljanje različitih scenarija.
X10. Protokol u detalje
Fizičko okruženje za razmjenu informacija u sigurnosnim snagamaelektrične žice je prijenos / prijem fragmenata sinusoidnih visokofrekventnih oscilacija (120 kHz) amplitude 5 V i trajanja od 1 ms / 630 μs u svakom poluciklusu mrežnog napona, u prozorima koji nastaju neposredno nakon križanja nultu oznaku. U trofaznim krugovima, slični prozori se formiraju u svakoj fazi, tj. s pomakom od 60 stupnjeva uz daljnju upotrebu međufaznih mostova.
Ako uređaj u prozoru za primanje primi poruku s najmanje 48 vibracija, smatra je logičnom "jedinicom", inače - logičnom "nulom". Prijenos bita informacija traje dva poluciklusa mrežnog napona. Štoviše, inverzna vrijednost se emitira u drugom, što ne samo da poboljšava otpornost na buku, već služi i za identifikaciju sinkronizacijskog koda tijekom 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 izgradnje - 5 bita.
Svaki paket, bez ikakvog intervala, prenosi se dva puta zaredom. Prije emitiranja sljedećeg preuzimanja paketa, održava se pauza od 3 razdoblja mrežnog napona (s izuzetkom naredbi za prigušivanje svjetline koje se prenose u kontinuiranom streamu).
IR daljinski upravljači u X10 mrežama rade koristeći X10-IR protokol na frekvenciji nosioca od 40 kHz. Radio kanal (X10-RF protokol), ovisno o regiji, ima raspon od 310 do 434 MHz.
Sustav adresiranja i zapovijedanja
Maksimalni broj modula u mreži X10 je 256. Svaki modul ima dva prekidača sa 16 fiksnih položaja.
Prvi prekidač - kućni kod se koristi za odabir kategorije ili grupe uređaja. Ima slovne oznake pozicija od A do P. U drugom su fiksne pozicije 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. Kontroleri sustava, za razliku od izvršnih modula, obično ne zahtijevaju adresiranje.
Ideju o postojećim naredbama platforme i njihovim odgovarajućim radnjama možete dobiti iz tablice.
| Tim (engleski) | tim (ruski) | Vrsta | Akcija |
| Sve jedinice isključene | Isključi sve potrošače | Grupa | Odspojite sve uređaje s navedenim kućnim kodom koji podržavaju naredbu. |
| Sva svjetla uključena/isključena | Uključite/isključite sva svjetla | Grupa | Uključite/isključite sve rasvjetne module s danim kućnim kodom. |
| Uključeno/isključeno | Omogući/onemogući | Adresa | Prebacite u uključeno/isključeno stanje određenog modula. |
| tamna/svjetlina | Povećanje/smanjenje svjetline | Adresa | Kontrola zatamnjivanja. Broj paketa zaRasponi zatamnjivanja za različite uređaje su različiti. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Postavite određenu razinu svjetline. | Adresa | Omogućuje odabir bilo koje od 32 razine svjetline. |
| Zahtjev za status | Zahtjev status | Adresa | Zatražite status preklopnog modula. |
| Status uključeno/isključeno | Odgovori na upit | - | Odgovor statusa modula. |
| Zahtjev za pozdrav/potvrda | Zahtjev/pošalji odgovor | Grupa | Tehnološki tim za određivanje zasićenosti adresnog prostora drugim sustavima zgrade. |
Ključne prednosti…
X10 je niskobudžetni protokol klase kućne automatizacije koji koristi postojeće električne mreže za prijenos informacija i naredbenih poruka. Nema potrebe za postavljanjem novih komunikacija, što je posebno važno u kućama s finom završnom obradom ili dovršenim popravcima. Možete koristiti mrežno ožičenje ili koristiti radio kanal - raspon opreme koju nude proizvođači omogućuje vam implementaciju obje opcije ili njihove kombinacije. Cijena uređaja, u usporedbi s modernijim platformama, također je ugodno.
Sljedeća prednost je fleksibilnost korištenja i jednostavnost instalacije, koja ne zahtijeva posebne vještine i sposobnosti. Sustav karakterizira izvrsna proširivost i skalabilnost. Moduli su povezani prema principima Plug & Power (plug and play). svipostavka je da se novoj komponenti da jedinstvena adresa. Tada će automatizacija sve učiniti sama.
Podjela svjetlosne infrastrukture na zone uvelike je pojednostavljena. Dovoljno je dodijeliti isto slovo (šifru 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 jednostavnu integraciju s bilo kojim kontrolnim sustavom, mogućnost korištenja pribora za ožičenje trećih strana prilikom projektiranja mreže.
…i nedostaci
Glavna prednost sučelja X10 - prijenos informacijskog signala kroz ožičenje napajanja - također je glavni izvor njegovih problema.
Spora brzina. Prijenos naredbe traje oko sekundu, tj. kašnjenje u izvršenju naredbe je stvarno primjetno čak i pri upravljanju jednim uređajem. A u procesu izrade ugrađenog scenarija, kašnjenje može postati neugodno neprihvatljivo. Budući da je brzina prijenosa informacija vezana uz frekvenciju napona napajanja, nije je moguće povećati.
Niska otpornost na buku. Obilje kućanskih aparata u modernom domu dramatično povećava razinu 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, budući da će se samo 256 uređaja moći spojiti na X10 protokol.
Nesinhronizirana oprema za odašiljanje može dovesti do preklapanja paketa i sudara, što rezultira time da se nijedna od naredbi ne izvrši. Nemoguće je radikalno poboljšati situaciju.
Ne postoje procedure kontrole pristupa, nema zaštite od neovlaštenih radnji trećih osoba. I na kraju, nemoguće je stvoriti složene sheme za upravljanje kućanskim aparatima i rasvjetom uz implementaciju funkcije samodijagnoze sustava i njegovih komponenti.
X10 modifikacije
Navedeni nedostaci uglavnom su ispravljeni u sljedećim generacijama sustava kućne automatizacije tzv. sabirnice (signali se prenose preko posebno namjenske/položene sabirnice s niskonaponskim naponom napajanja).
Zauzvrat, X10 hardverski programeri i proizvođači poduzeli su korake za poboljšanje i modificiranje postojeće platforme. Rezultat je bio X10Extended format s proširenim skupom instrukcija. Nedvojbena prednost modificirane platforme bila je regulacija postupka pristupa odašiljačima u trunk, eliminiranje pojave sudara i proširenje funkcija naredbe Exteded Code 1 promjenom formata paketa.
Daljnja modifikacija X10Extended dovela je do stvaranja formata A10, koji je značajno proširio polje adrese (do 4096 modula) i dodao nekoliko servisnih funkcija (dostupnih samo na uređajima koje je proizveo programer). A10 i X10 protokoli su apsolutno kompatibilni, što omogućuje rad s obje vrste modula u istom sustavu.
Rezimirajući, teško je ne složiti se da je prvo sučelje kućne automatizacije zastarjelo u posljednjih pedeset godina. Pokušaji modernizacije, koji podsjećaju na krpanje krova tijekom kišne sezone, nisu u stanju radikalno ispraviti situaciju. Ali proračunske značajke platforme i dalje je drže na tržištu pametnih sustava, a X10 oprema se aktivno proizvodi i prodaje.
Domaće tvrtke predviđaju novi val popularnosti sučelja. Potrošačima se nudi širok raspon kako samostalnih uređaja tako i gotovih rješenja za pametni dom temeljenih na platformi X10.
