Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Технология Fieldbus позволяет соединять несколько устройств при помощи всего лишь двух соединительных кабелей. Это существенно снижает сложность схем соединения, а также позволяет снизить общие эксплуатационные расходы системы и обеспечивает большее удобство при работе: чем меньше кабелей используется при подключении устройств, тем меньше устанавливается предохранителей и распределительных щитков. Подключение нескольких полевых устройств к одной шине позволяет также существенно уменьшить число необходимых устройств ввода-вывода и управляющих устройств, электронных модулей. [4]

2.4 Интегрированная система управления информационной, вычислительной и коммуникационной инфраструктурой

Эти системы возникли из-за необходимости обслуживания гетерогенных информационно-технологических сред, когда поддерживается многоплатформенность на всех уровнях: разные компьютеры (мейнфреймы, серверы, рабочие станции и персональные компьютеры), разные операционные системы, разные СУБД, сетевое оборудование от разных фирм-производителей и различного уровня интеллектуальности и т. д.

Основываясь на предоставляемых нижележащими уровнями сервисами, создается последний уровень, в котором все аспекты управления инфраструктурой здания сводятся в единую систему, выполняющую многообразные функции, в число которых входят [1]:

• пожарная сигнализация;

• управление параметрами среды;

• контроль доступа в здание;

• сигнализация взлома;

• управление лифтами;

• телевизионное слежение;

• регистрация времени пребывания;

• управление освещением;

• контроль использования электрической энергии;

• отопление, вентиляция, поддержание микроклимата;

Кроме выполнения целевых функций на нее возлагаются функции управления информационной инфраструктурой [1]:

• контроль доступа к информации и управление безопасностью;

• управление рабочей нагрузкой;

• контроль производительности;

• управление событиями;

• отображение и поддержка бизнес-процессов;

• управление бизнес-приложениями;

• автоматизированное управление хранением данных;

• управление проблемами;

• управление транспортом данных;

• рассылка программного обеспечения;

• управление рассылкой отчетов;

• управление очередями и устройствами печати;

• управление Web-серверами;

• управление сетью;

Последняя функция — управление сетью — включает в себя автоматическое распознавание объектов управления и топологии сети, повышение уровня контроля сетевого оборудования, наличие средств разработки для управления нестандартным сетевым оборудованием, интеграция с уже существующими в здании системами управления сетью и наличие средств ведения политики управления сетью.

Архитектура системы

Контроллеры, верхнего уровня, так называемые сетевые контроллеры подключаются к существующей локальной сети здания и обеспечивают связь с контроллерами нижнего уровня - исполнительными контроллерами [2]. Датчики температуры, влажности и т.п., подключаются к исполнительным контроллерам. К ним же подключается и "оконечное" оборудование - силовые реле моторов и лампы освещения, приводов вентиляционных заслонок, замки дверей и сигнальные лампочки [2].

Раздел 3. Построение макета интегрированной системы управления зданием

Условия создания системы

Так как этой работе ставилось целью рассмотреть вопросы удаленного управления системой интеллектуального дома, то для практического исследования теоритеческих выводов необходима реализация принципов ИЗ в некотором макете интегрированной системы управления. В силу непреодолимых ограничений условий реализации системы, а именно, отсутсвии необходимых средств для реализации уровня структурированных кабельные сетей и уровня системы управления технологической инфрастуктурой здания, то они моделируются с помощью имеющихся в наличие вычислительных и коммуникационных средств. Это персональные компьютеры, локальная сеть стандарта Ethernet на базе стека протоколов TCP/IP и самостоятельно спроектированное устройство, подключающееся к последовательному интерфейсу COM персонального компьютера и выполняющее роль модели датчика и исполнительного устройства. Также не ставится целью достичь соответствия значений различных технических параметров реализованного макета реально существующим стандартам и системам.

Архитектура системы

Физически реализация системы представляет собой макет, состоящий из нескольких компьютеров, объединенных локальной сетью Ethernet, к которым, с помощью последовательного интерфейса, присоединяются спроектированные устройства. Для того, чтобы создать устройства, выполняющие различные функции в интегрированной системе, их алгоритмы работы имитируются на программном уровне. Аппараттурно все устройства идентичны и предоставляют одинаковые функции. На нижеприведеной схеме системы (Рис.1) изображена структура подключения и взаимодействия частей системы.

EthernetRS-232RS-232RS-232Логическоепредставление\65\60mm

Рис. 1

Макет состоит из модулей, которые имитируют работу устройств, подключенных к интегрированной системе. Каждый модуль состоит из компьютера и подключенного к нему через интерфейс RS-232 модуля. Коммуникационная среда интегрированной системы также имитируется на этих компьютерах.

Структура аппаратного модуля

Аппаратный модуль представляет собой смонтированную на картоне электрическую схему, позволяющую реализовать следующие функции:

• отображение состояний устройства:

  • подача питания

  • готовность к работе

  • выполнение специфической функции

• подача сигнала в устройство для имитации пользовательского ввода или срабатывания некоторого датчика

На рис 2. приведена принципиальная схема устройства:

Рис. 2

Выходы данной схемы выводятся на линии последовательного интерфейса RTS, DTR, CD и GND.

Для индикации состояния устройства в данной схеме используются два светодиода, подключенные через резисторы для ограничения тока к двум линиям интерфейса RS-232. На этих линиях контроллер интерфейса позволяет программно выставлять высокий и низкий уровни сигнала, что позволяет управлять состоянием светодиодов.

Для обратной связи используется кнопочный выключатель, размещенный в цепи линии CD (Carrier Detect) - обнаружение несущей, при его замыкании к ней начинает течь ток и контроллер посылает программному обеспечению сигнал обнаружения несущей.

При включении питания в такой схеме загорается зеленый светодиод, что говорит о правильном подключении схемы к последовательному порту и его работоспособности.

При инициализации программной части имитации устройства, подается напряжение на линию RTS и DTR, следовательно загорается красный светодиод и гаснет зеленый, что означает успешное включение устройства в интегрированную систему и готовность его выполнять свои функции. Одновременная индикация обоих светодиодов означает выполнение этим устройством его специфической функции.

Выключатель предназначен для передачи устройству сигнала о пользовательском вводе или имитации возникновения некотрого внешнего события (срабатывания датчика).

Структура программного модуля

Программная часть модуля имитации устройства в интегрированной сети представляет собой программу работающую с последовательным портом, написанную на языке Java, и позволяющую программно реализовывать описанные выше действия по управлению аппаратной частью модуля устройства. На рис 3. приведена схема взаимодействия программных модулей во время их работы:

Class {…Dev...…}Class {…Comm...…}0101001001011111010110100110Java ClassJava CommunicationAPIWin32COM driver COM JNI

Рис. 3

Написанный на языке Java класс использует для работы с COM портом стандартный интерфейс программирования Java Communication API. Он в свою очередь через механизмы Java Native Interface использует системный драйвер для работы с COM портом. Экземпляры классов, порожденных от этого класса и реализующих особенности работы различных устройств используются для подключения их в интегрированную систему.

Структура макета интегрированной системы

Макет интегрированной системы создавался на основе платформы Java при использовании средства создания распределенных приложений CORBA. Данное сочетание позволило быстро и с наименьшими затратами создать макет, отвечающий требованиям, предъявляемым к интергрированным системам в концепции интеллектуального дома. Технология CORBA представляет собой среду для функционирования и взаимодействия некоторых CORBA-объектов, предоставляющих друг другу сервисы. Использование механизма CORBA позволяет автоматически получить в создаваемой системе наличие следующих возможностей:

• независимость от аппаратной платформы и коммуникационных протоколов, что позволяет имитировать единство и прозрачность коммуникационной среды интегрированой системы управления;

• служба Имен и Поиска позволяет регистрировать и находить в единой, возможно распределенной базе данных все объекты системы; при этом она также обеспечивает перенос устройств и реконфигурацию сети без дополнительного ручного настраивания системы;

• поддержка транзакций дает возможность поддержки надежной среды взаимодействия между модулями системы

• служба сохранения состояния объектов позволяет в случае потери связи устройства с системой продолжать функционирование по алгоритмам, заложенным в самом устройстве и, при восстановлении связи, корректно возобновлять работу в составе системы;

• служба времени позволяет всем объектам системы синхронизировать свое время и получать реальные временные параметры, происходящих в системе событий;

• служба событий дает возможность различным объектам генерировать и рассылать в системе события, о которых должны быть извещены другие объекты, и получать события от других объектов для возможного изменения режима работы этих объектов

Макет интегрированной системы физически размещается на тех же компьютерах, что и макеты устройств, подключенных к этой системе. На них запускаются вышеперечисленные сервисы для обепечения подключения к ним макетов устройств. Более подробно структура макета интегрированной системы изложена в работе [7].

Проверка работоспособности макета

Работоспособность созданного макета проверялась на базе технических средств СКИБ2. Были созданы три макета устройств, подключаемых к макету интегрированной системы управления, развернут и настроен макет интегрированной системы управления, установлен модуль удаленного доступа к системе через Интернет. С помощью удаленного компьютера, подключенного к сети Интернет был проведен тест по управлению устройствами с помощью интернет-браузера. Были получены положительные результаты и подтвердено правильное функционирование макета.

Заключение

Целью этой этой работы ставилось рассмотрение возможности построения современной интеллектуальной системы управления зданием с удаленным управлением через Интернет. При изучении концепции интеллектуальной системы управления зданием были сформулированы основные требования и характеристики ее реализации. Среди существующих в мире на сегодняшний день реализаций наиболее полно удовлетворют требованиям концепции интеллектуального дома интегрированные системы управления зданием. В рамках своих стандартов они обеспечивают выполнение всех требований ИЗ, обладая при этом несомненными достоинствами:

• длительная и глубокая проработка таких систем множеством разработчиков;

• наличие открытых стандартов, поддерживаемых широким кругом разработчиков;

• экономические выгоды как для создателей систем, так и для их пользователей;

Поэтому данная реализация была выбрана в качестве объекта для создания макета. Макет был создан с применением имеющихся в наличии технических средств. Тестирование и проверка работоспособности макета показала корректную работу модулей и выполнение заложенных в макет функций по удаленному уравлению ИЗ.

Список литературы

1. И.Федоров, «Сколько этажей у интеллектуального здания?» - "Бизнес: Организация, Стратегия, Системы", №10 1999 г.

2. В. Архипов «Системы для «интеллектуального» здания» - "СтройМаркет", № 45 1999 г.

3. А. Авдуевский «Крыша для интеллекта» - «Журнал сетевых решений LAN», №12 1998 г.

4. Информация сайта http://www.fieldbus.narod.ru/

5. И.Г. Смирнов «Должны ли кабельные системы быть структурированными?» - "Вестник связи", №8, 1998 г.

6. Ю. Королев «УМНЫЙ ДОМ: приятная неизбежность» http://www.sf.perm.ru/kd_dop_house.html

7. Новичихин В. Пояснительная записка к УИР.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ed.vseved.ru/

Характеристики

Список файлов курсовой работы