СИСТЕМА УДАЛЕННОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Предложенная полезная модель относится к средствам удаленного контроля и управления, преимущественной областью использования данного решения будут управляемые системы и оборудование жилых и производственных зданий.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого решения выбрана система для удаленного контроля бытовой техники, описанная в патентной заявке US 2004203387. Известная из US 2004203387 система включает пульт дистанционного управления - мобильный терминал с пользовательским интерфейсом и устройством передачи данных, а также шлюз - устройство переадресации команд. Устройство передачи данных связано через радиочастотный узкополосный канал с шлюзом, который в свою очередь ретранслирует полученные им команды на модули управления других производителей или на соседние шлюзы для расширения зоны охвата. Управляемыми электрическими устройствами являются средства бытовой техники, такие как: телевизор музыкальный центр, DVD-плеер и т.п. Данное известное решение обеспечивает удаленное управление, однако, в связи с тем, что в качестве конечных коммутирующих устройств используется оборудование сторонних производителей, аппаратно поддерживающее строго определенный тип устройств, предложенное в US 2004203387 решение не обеспечивает универсальности в выборе контролируемого оборудования и задания алгоритмов его работы. Кроме того, не предусмотрены механизмы обратной связи, что делает невозможным организацию гибкой логики работы системы в целом. Для увеличения зоны охвата использованы инфракрасные повторители команд, что в свою очередь, ввиду низкой помехоустойчивости инфракрасных сигналов, не может гарантировать высокую стабильность работы системы, и накладывает существенные ограничения на выбор мест для установки шлюзов, которые обязаны быть смонтированы в пределах прямой видимости друг относительно друга.
Предложенное решение устранит недостатки известных систем удаленного контроля и управления и позволит создать систему, обладающую повышенной надежностью в эксплуатации.
Указанный выше технический результат достигается при использовании системы удаленного контроля и управления, которая включает терминал управления с устройством передачи данных, связанным через радиочастотный узкополосный канал связи, с по меньшей мере, одним устройством управления нагрузками, соединенным, с одним или более, управляемым электрическим устройством; согласно предложенному решению использован программируемый терминал управления с графическим пользовательским интерфейсом управления системой, устройство передачи данных связано с устройством управления нагрузками через двусторонний канал связи, устройство управления нагрузками является коммутирующим программируемым устройством, соединено, с по меньшей мере, одним датчиком и/или средством наблюдения, образует электрическую цепь с подключенными к нему устройствами и включает средства контроля электрической мощности подключенных устройств и средства контроля перехода фазы электрического тока через ноль.
В качестве терминала управления может быть использован персональный компьютер, программируемый клиентский терминал с сенсорным экраном или иные технические средства, которые позволят использовать графический пользовательский интерфейс для управления работой системы. Терминал управления может быть дополнительно подключен, например, к серверу хранения данных, к сети беспроводной мобильной связи, например формата GSM, и/или к сети Интернет. В большинстве случаев устройство передачи данных будет подключено к терминалу управления разъемно, через универсальную последовательную шину (USB интерфейс). Устройство управления нагрузками может быть соединено с любым оборудованием, получение данных от которого, и управление которым необходимо пользователю. Таким оборудованием могут быть извещатели пожарной сигнализации, различные средства охранной сигнализации, средства видеонаблюдения, датчики контроля температуры, влажности, освещенности, бытовые электрические приборы, электрические двигатели, электромагниты. Дополнительным средством контроля устройства управления нагрузками может быть один или несколько портативных приемопередатчиков инфракрасных сигналов. Устройство, передачи данных связано с устройством управления нагрузками с использованием стандартного протокола связи, например, протоколов типаKNX/EIB, CAN, LonWorks или X10, также, для связи между оборудованием, входящим в состав предложенной системы может производиться с использованием защиты данных от несанкционированного постороннего доступа. Система может быть использована в качестве одной из составных частей средства обслуживания задания жилого или производственного назначения.
Предложенная система (см. схему) состоит из нескольких функциональных уровней: уровень многофункциональных пользовательских терминалов, радиочастотный канал связи, уровень беспроводных устройств управления нагрузками, уровень датчиков и исполнительных механизмов, уровень удаленного управления (факультативно), сетевой уровень (факультативно). Центральным узлом системы является программируемый терминал управления 1 с графическим пользовательским интерфейсом управления системой. Графический пользовательский интерфейс соответствует облику конкретной системы, управление которой будет осуществляться с центрального узла системы, где управляемая система может быть отображена схематично, в виде трехмерных моделей, с использованием средств анимации иным необходимым образом. В качестве терминала управления 1 может быть использован персональный компьютер, в таком случае для управления оборудованием системы пользователь выбирает необходимые функции мышью или трекболом на экране компьютера. Также может быть использован программируемый клиентский терминал с сенсорным экраном, в этом случае выбор функций обеспечивается нажатием на участки экрана. Очевидно, что возможно применение иных технических средств, которые обеспечат централизованное управление работой системы с использованием графического пользовательского интерфейса. Терминал управления 1 может быть подключен к сети Интернет 10 и/или беспроводным линиям мобильной связи 11, (предпочтительно стандарта GSM) (сетевой уровень), таким образом, обеспечивается удаленный доступ к самому терминалу и «множественный» удаленный доступ к управляемым средствам. С использованием такого удаленного доступа (уровень удаленного управления) к терминалу управления 1 может быть подключен сервер хранения данных из баз данных/баз знаний которого могут производиться загрузки настроек системы, мобильный терминал пользователя (с функциями управления через мобильный графический интерфейс, управления и отправки оперативных уведомлений с использованием формата GSM), дополнительный удаленный пользовательский терминал (панельный терминал для тяжелых условий эксплуатации), модуль конфигурирования для удаленной настройки параметров системы.
1
n
К терминалу управления 1 подключено устройство передачи данных 2, (совместно образуют уровень многофункциональных пользовательских терминалов), наиболее оптимальным способом подключения устройства является широко известное разъемное подключение 4 через универсальную последовательную шину - USB интерфейс. Устройство передачи данных 2 обеспечивает связь через радиочастотный узкополосный двусторонний канал связи 5 с устройством 3/совокупностью устройств управления нагрузками 3…3, (возможно использование стандартных протоколов KNX/EIB, CAN, LonWorks или Х10 и т.п).
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Устройство управления 3 нагрузками является коммутирующим программируемым устройством для совокупности датчиков и/или средств наблюдения 6…6 (извещатели пожарной сигнализации, средства охранной сигнализации, средства видеонаблюдения, датчики контроля температуры, влажности, освещенности) и управляемых электрических устройств 7…7 (бытовые электрические приборы, электрические двигатели, электромагниты), (уровень датчиков и исполнительных механизмов). В предельном случае устройство 3 будет подключено к одному датчику или средству наблюдения 6 и одному управляемому электрическому устройству 7, Устройство управления нагрузками снабжено средствами контроля электрической мощности 8 подключенных устройств 6…6, 7…7 и средства контроля перехода фазы электрического тока через ноль 9, средства контроля представляют собой типовые электрические схемы. Устройство управления 3, датчики и/или средства наблюдения 6…6 и управляемые электрические устройства 7…7, образуют электрическую цепь. Для контроля и настройки параметров устройства управления нагрузками 3 помимо ручного режима может быть использован портативный приемо-передатчики инфракрасных сигналов, либо совокупность таких передатчиков.
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Работа предложенной системы может быть проиллюстрирована на примере работы системы управления в жилом доме, оборудованным электрическими двигателями рольставень на окнах, воротами с приводом от электрических двигателей, датчиками движения, электромагнитными замки. (В части бытовой техники в здании могут находиться электрические приборы аудио-видео техника, средства кондиционирования воздуха и т.п.). Система обеспечивает гибкое централизованное управление запирающими устройствами, когда в случае обнаружения движения вырабатывается сигнал на закрытие ставень и запирающий устройств. Устройство управления нагрузками 3 устанавливается в наиболее предпочтительное место в Здании, место выбирается исходя из условий распространения радиосигнала, отсутствия помех и т.п., (очевидно, что в здании может быть установлено несколько устройств 3…3, выделенных например, для различного оборудования здания, различных функций). К устройству 3 подключаются в электрическую цепь датчики 6…6, управляемые электрические устройства 7…7 (электрические двигатели и электромагниты), средства контроля потребляемой мощности 8, подключенных устройств 6…6, 7…7. Терминал управления 1 с устройством передачи данных 2 располагается в месте предпочтительном для пользователя. При необходимости терминал 1, устройство передачи данных 2, устройства управления нагрузками 3…3 кодируются на передачу защищенной от постороннего несанкционированного доступа информации.
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Используя графический пользовательский интерфейс терминала 1, пользователь получает от датчиков и/или средств наблюдения 6…6 данные о состоянии систем здания и осуществляет управление работой системы. Программируемый терминал 1 и программируемые устройства управления нагрузками 3…3 обеспечивают в соответствии с заданным алгоритмом оперативное реагирование на сложившуюся ситуацию (например, запирание дверей) и при необходимости оперативную перенастройку режимов работы системы, что должно исключить возможность «обмана» контрольного оборудования. Выработанный терминалом 1 сигнал управления, через устройство передачи данных 2 и двусторонний канал связи 5 поступает на устройство управления нагрузками 3, далее сигнал управления подается на выбранные управляемые электрические устройства 6…6, 7…7. Двусторонний канал связи 5 обеспечивает возможность работы системы в режиме обратной связи, в частности оперативный контроль удаленных устройств 6…6, 7…7 в «ручном» режиме, что является фактором, повышающим надежность системы. Благодаря средствам контроля электрической мощности 8 пользователь в любой момент времени может получить информацию о текущей потребляемой мощности подключенных устройств 6…6, 7…7. При превышении максимально разрешенного тока устройство управления нагрузками 3 автоматически перестает коммутировать напряжение, что позволит избежать поломок подключенных устройств 6…6, 7…7 и повысит надежность работы системы в целом. Средства контроля перехода фазы электрического тока через ноль 9 обеспечивают коммутацию устройств 6…6, 7…7 при прохождении фазы через ноль, что снижает уровень помех при коммутации и, также, очевидно является важным фактором, влияющим на повышение надежности работы системы.
Таким образом, предложенная система удаленного контроля и управления, обладающая повышенной надежностью, простотой использования и легкостью монтажа, при снижении стоимости затрат на установку и обслуживание компонентов системы. В наиболее предпочтительных случаях будет использована в качестве одного из средства обслуживания здания жилого или производственного назначения.