Arukas Kodu, väikehoone peamised süsteemid · 2020-03-17 · Arukas Kodu, väikehoone peamised...
Transcript of Arukas Kodu, väikehoone peamised süsteemid · 2020-03-17 · Arukas Kodu, väikehoone peamised...
Arukas Kodu, väikehoone peamised süsteemid• Audio-Video (multimeedia voog, lokaalne side, sõnumid, ohutusteated)
G.hn Gigabit Home Networking
• Tuleohutus ja valvesüsteem, (video) jälgimissüsteem, läbipääsud
• HVAC
• Valgustuse ja seadmete juhtimine
• Tervishoid ja muu abistav tehnoloogia
(telemeditsiin)
Nende süsteemide (seadmete, rakenduste, teenuste) koostalitlusvõime
tähendab ühiselt, töökindlalt ja ettemääratud moel koos töötamist.
Selleks peab olema tagatud ühiselt vajaliku informatsiooni vahetamine ja
teiste ühiste ressursside jagamine. Arukas kodus peaks see toimuma
kasutajale märkamatult läbi standardiseeritud juhtimise ja
konfigureerimise raamistiku, kasutades standardseid meedia voo ja
jagamise formaate ning protokolle. Koos standardsete autentimis- ja
juurdepääsu kontrollimehhanismidega.ISO/IEC/SC25/WG1 Home Electronic System group
http://www.DLNA.org
HEM
http://www.asrock.com/Networking/X10
Arukas Kodu ja IoT lahendusi toetavad standardiseerimise algatused
jan.2016 UPnP Forum assigned their assets to the OCF www.upnp.org
G.hn "The Global Standard for home networking“ http://www.homegridforum.org
Home Gateway Initiative (HGI Open Platform) http://www.homegatewayinitiative.org
platform and API specs, services through home-cloud integration, ...
Smart Home Abstraction Layer (SHAL)
AllSeen Alliance AllJoyn® Framework allseenalliance.org
okt.2016 AllSeen Alliance merges with Open Connectivity Foundationhttps://openconnectivity.org/
http://www.pcworld.com/article/3104169/internet-of-things/windows-10-moves-closer-to-smart-home-centerpiece-with-iot-deal.html
2016 Wi-Fi Alliance 802.11ah (HaLow) –
new standard optimized (900MHz US, 0.5-0.8km) for Home Automation and IoT
The Thread Group and the OCF will work together to ensure that OCF’s application layer will be fully compatible with
Thread’s low-power, secure and scalable IPv6-based wireless mesh network layer.
Active and Assisted Living - Technologies and Applications. 2016
Chp. 6 ... interoperable living environments http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpAALTA00G/active-assisted-living
http://www.openhab.org/ open source home automation software / integration platform
ISO/IEC 30118 -2018
Koduautomaatika süsteemi loomise mõju igapäevaellu
Säästlikkus:
Kütte ökonoomse režiimi automaatne kasutamine öösel ja siis, kui
elanikud on majast väljas
Valgustuse automaatne sisse- ja väljalülitamine ning intensiivsuse
reguleerimine
jne.
Turvalisus:
Elektriseadmete toitevõrgust väljalülitamine, kui neid ei kasutata
Lekete autom. avastamine ja katkestamine
Murdvarguste ja tuleohu turvasüsteem ning kodusoleku simuleerimine
jne
Mugavus
Hääljuhtimise toe levimine kõikidesse kodu süsteemidesse
Sobiv valgustus automaatselt
Sisekliima hoidmine
Kodumasinate juhtimine
Ühe lülitiga mitmete seadmete välja(sisse)lülitamine
Seadmete oleku kaugseire ja juhtimine
jne
http://www.am.ee/LG-Smart-Home
“How To Smart Home”, A Step by Step Guide to Your Personal Internet of Things, A Key Concept Book by
Othmar Kyas, 5th Edition (http://howtosmarthome.com/ )
2015 ZigBee Brillo
Weave
ThreadOpen
ConnectivityFoundation
Wireless Home Area Network (WHAN)
2014
Apple
HomeKit
(HAP)
2014
Nest Labs
2013
Samsung
SmartThings
2014
Amazon
Echo
(USA)
A Comparative Study of Thread Against ZigBee, Z-Wave, Bluetooth, and Wi-Fi as a Home-Automation Networking Protocol.
2017 The year of voice
https://www.wareable.com/smart-home/state-of-the-smart-home-in-2017
Google Home (Philips Hue, Nest, Belkin WeMo, Samsung SmartThings, Honeywell,
August Smart Lock and IFTTT)
Amazon Echo ... (Hue, Nest, Hive, WeMo, Wink, Bose, TP-Link, Logitech Harmony ...
Alexa Voice Service https://echosim.io
Apple HomeKit (Hue, Honeywell Lyric, Elgato Eve, August Smart Lock, Netatmo,
Logitech Circle, LIFX)Siri
+ MS Windows 10 Cortana (Nest, SmartThings, Hue, Insteon, Wink)
Google Assistant, Chromecast
Dot2016, Plus, Look2017, Show, Spot, ...
D-Link
Samsung SmartThings open IoT platform (Echo, Netgear, Hue, Osram, Yale, Ggl Home )
+ Bixby voice assistant
Erikaabelduseta võrgulahendused
Fieldbus wireless
IEEE 802.15.4 2.4 GHz, ZigBee Alliance http://www.zigbee.org/
(Ad-hoc) mesh network topology, proaktiivne
konfigureerimine ja rekonf., säästlik (eriti ZigBee PRO Green Power), IPv6
Bluetooth //BLE (Low Energy) (BT v4.0) https://www.bluetooth.org
odavam, 128-bit AES encryption, 10-250 m,
BT v4.2 (12.2014) IP ühilduvus, IPSP lisab IPv62016 V5.0, seadistatav ulatus (kuni 4X suurem), LE compatible, 2017 mesh
6LoWPAN - IPv6 over Low power Wireless (IEEE 802.15.4) Personal Area Networks
HaLow, Z-wave, EnOcean,
Toitevõrgupõhine andmeside (Power-line Communication – PLC)
Homeplug Alliance http://www.homeplug.org (kiire andmeside)
HomePlug Green PHY (Smart Energy IoT) IEEE P1901-2010
jms.
http://www.eliko.ee/smartstreet/
Thread
Liikmed nt: ARM, Atmel, Belimo, Busch-Jaeger, D-Link, Daikin, Danfoss, Dell,
Eaton, Grundfos, HP, htc, Huawei, Intel, Johnson Controls, Leadtek, Legrand, LG,
LiteOn, Logitech, Marvell, Microsoft, Midea, Nest, NXP Semiconductors/Freescale,
Osram, Philips, Phytec, P&G, Qualcomm, Realtek, Bosch, Samsung, Schneider
Electric, Siemens, Silicon Labs, Somfy, Texas Instruments, Tieto, Zipato, Velux,
Verizon, Viessmann, Whirlpool, Yale jpt.
http://threadgroup.org
- IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks
Closed-documentation (paid membership required for access to specifications) royalty-free
networking protocol for Internet of Things (IoT) "smart" home automation devices (250)
to communicate on a local wireless mesh network
AES encryption
ZigBeeIP profiles→
Router, Coordinator & Devises
←Devices Apps
https://youtu.be/1OGoltSxG-s
Certification
st 2015
https://github.com/openthread/openthread
OCF
cloud access
Tüüpmoodulid (sõltumata andmesidest)
Seinalüliti disainiga lülitustoimeid (või dimmerdamist) edastav moodul.
Sama toimega tavalülititega ühendatav seinasisese harutoosi põhja mahtuv nn.
mikromoodul
Juhtmevabad puldid (seadistatavate nupufunktsioonidega, patareidega või ilma)
Pistikupessa pistetav või toitejuhtmega keskseade (gateway / hub / controller, ka
valvefunktsioonidega, Internetiga ühendaja)
Inimliidese moodulid (puutetundlikud), pilveteenus, äpid
Turvaandurid (liikumise, ukse-/akna-, klaasipurunemise/põrutuse, CO, valvestamise puldid)
Multifunktsionaalsed andurid (temp., valgustugevus, RH, +turva, ka seinatermostaat
Lülitustoimet täideviiv st.tarbijat S/V lülitav relee1 pistik, mikromoodul, DIN liistu moodul
Dimmerdamist täideviiv2 st. lampi tüüriv pistik, mikromoodul, DIN liistu moodul
Sama mootoriga varjete (Shade) üles/alla juhtimiseks
Ventiilide, klappide asendit tüürivad moodulid
Nutilambid erinevate pesadega (LED, dimmerdatavad, värvimuutvad)
USB pulgad spetsiifilise juhtmevaba andmeside võimaldamiseks arvutitarkvaraga
Kaamerad, targad ukselukud (võtmeta)
Sireenid, signaali leviala laiendajad
1 - ka pooljuhtrelee, ka koos elektrikulu mõõtmisega
2 – võimsus ka väiksem nt.<250W
X10
• Oli enamlevinud maailmas (turul alates 1978. a).
• Seadmed saab valdavalt ise paigaldada; ei vaja täiendavat kaabeldust
• Erineva funktsionaalsusega kontrollerid => paindlik hind
Taimer-kontroller / turvakontroller /
arvutiga juhtimine (arvutimoodul ja tarkvara) /
Internetiühendusega (veebiserveriga) kontroller.
• Telefoni teel juhtimine / jälgimine, kaugjuhtimispuldid
• Signaalid moodulite vahel levivad raadiovõrgu või 240V toitevõrgu kaudu
• Universaalsed vastuvõtu- ja saatja moodulid, mikromoodulid toitevõrgu
pesasse, …EU;433 MHz
• Liikumis- , kontakt-, põrutus- ja suitsuandurid
• Saab integreerida ka X10 toetusega audio/videoseadmeid
• Ühes võrgus kuni 256 seadet
X10 puudused
• Aeglane (reaktsiooni aeg 0.5-1 sek)
• Veakindluseta; “Push and Pray”
• Vähesed seadmed kasutavad “Status”-e kontrolli (reakts.aeg pikeneb veelgi)
• 256 “seadme” aadressi
X10 eelised
• Soodne
• Kasutajasõbralik. Lihtne üles seada, ei vaja kaabeldust.
• Tuntud (100 milj. kodus, esimene omalaadne turul 1978)
• Avatud protokoll, uued tooted ja paremad andmesidelahendused
( INSTEON, PLC-BUS, ...) www.x10-hk.com
http://www.z-wavealliance.org/
868.40 MHz +/- 12 kHz Euroopas (ITU G.9959)
FSK (frequency shift keying) modulation
9.6-100 kbit/s, kuni 30 m otse.
232 seadet ühes võrgus, rohkem sillatud võrkudega
üks võrgu sõlmi haldav Static Update Controller on töökindlusrisk
Ei olnud avatud protokoll. Üle 700 tootja.
Veakindlusega powerline ja RF signaalid korraga, teised seadmed ja majad ei sega.
Insteon võrgus saab kasutada vanu X10 seadmeid. “Mesh” võrk, kus iga seade
töötab, kui repiiter (simulcasting) http://www.eurox10.com/Content/insteon.htm
Kiire; reakts. aeg alla 0.05 s
Valikus on Am. rohkem (ja soodsamaid) seadmeid, kui ZigBee või Z-Wave võrkudele.
Üle 400 seadme kontrolleri kohta. (869.85Mhz narrowband FSK)
„Insteon compared, second edition“ (2012)
http://www.insteon.net
Danfoss, DCS, NEC,
Tridium, D-Link,
Sigma Designs,
Homeseer, Düwi,
Merten, Intel
Horstmann,
Panasonic,
Samsung,
Honeywell, Huawei...01.2013 Z-Wave Alliance Announces 1000th Certified Product
2018. >2400 interoperable products
Sigma Designs announced 2016 that it has released the interoperability layer of its Z-Wave technology to the public domain.
Honeywell, ABB, Beckhoff, CABA, Caleffi, Delta, EKE, Eltako, GE,
Lenovo, LonMark, NEC, MK Electric, Omron, Osram, OPUS greenNet,
PEHA, Sauter, SchneiderEl, Siemens, Somfy, Thermokon
Toshiba, Viessmann, WAGO, Texas Instruments, Tridium
üle 1500 (2016)
http://www.enocean.com
ISO/IEC 14543-3-1x energy harvesting wireless technology
Hooldus- ja patareivabad innovaatilise energia hankimise lahendusega
väikese energiatarbega juhtmevabad seadmed (andurid, täiturid).
Toitevõrku kasutavad teatud andurid, täiturid, kontrollerid,
ulatuse ( < 30 m ruumides) suurendamise repiiterid
ja teistesse võrkudesse (KNX,BACnet,LON,TCP/IP) pöördumise lüüsid(gateways).
868.3 MHz Euroopas (1% duty cycle ASK modulation), 125kbit/s,
unikaalne 32-bitine serial id #
Üle 400 partneri EnOcean Alliance’s.
https://www.enocean-alliance.org
http://www.greenelectric.eu/EnOcean-Technology-Shop
Joined the AllSeen Alliance in 02.2015
https://youtu.be/O1skGq6ui6c?list=PLgRnC5aagAtknJdSj-hz5FNS-CQ28-Lr0
http://ee.farnell.com/enocean?
10.2016 Dolphin portfolio, also w ZigBee or BLE w NFC (2017)
ZigBee
ZigBee Alliance http://www.zigbee.org/
“Avatud” standard
IEEE 802.15.4 2.4 GHz on MAC,
(Ad-hoc) mesh network topology, 250 Kb/s, CSMA/CA
(koordinator, ruuter, lõppseade, algselt 250 võrgusõlme)
(TAC Andover, Siemens APOGEE ,EATON,)
proaktiivne konfigureerimine ja rekonfigureerimine, säästlik 3.6V Li bat. c 5 a
Seni erinevate valdkondade standard profiilid:ZigBee Building Automation products, ZigBee Remote Control products,
ZigBee Smart Energy products, ZigBee Health Care products,
ZigBee Home Automation products, ZigBee Light Link products,
ZigBee Telecom Services products, ZigBee Gateway products, ZigBee PRO+elements designed for larger (1000 nodes), more complex networks,
such as centralized data collection, network scalability, automated address management and group addressing.
Kodukasutajale Hue, Smart+, IKEA, ST http://www.control4.com , http://www.somfypro.com/zigbee
2012 ZigBee PRO Green Power+energy harvesting or self-powered devices that don’t rely on batteries
2015 uus ZigBee 3.0
kaotas erinevate profiilide vajaduse, uued turvameetodid, PRO ühilduvus,
2016 collaboration with the energy harvesting EnOcean protocol
https://www.silabs.com/documents/public/presentations/ew-2018-dotdot-unifies-iot-device-networks.pdf
Z-wave
ZigBee Green Power
https://www.postscapes.com/internet-of-things-protocols
Fibaro seeria
Z-wave juhtmevaba andmesidega “kõik ühes” keskse kontrolleriga.
c 50€
c 600 €
Seadistamine kaugpöörduse abil.
Stseenide loomine seadistamisega (IF-THEN) või programmeerimisega
Home Center2 Gateway annab kaugpöörduse ja teavituse
võimalused.
http://www.automatedhome.co.uk/reviews/fibaro-z-wave-home-center-2-mega-review.html
HC ühildub IP
kaameratega
Liikum., RH
Temp.,
Valgus
andur c 65€
c 60€
http://www.vesternet.com/z-wave-fibaro
RGBW kontroller; 4 AI ja 4 PWM (LED dimmer) out 12/24V,144/288W c 60 €
c 50€
http://www.indome.ee/e-pood/
+Elektrikulu arvestamise rakendused
46€
Univ. 2 DI ja 4 OneWire Temp.andur 40 €
c 70€
c 65€
http://www.am.ee/Fibaro-Home-Center-2
HC Lite 279 €
http://www.indome.ee
MultisensorLiikum., Temp., RH,
Valgus.,UV
Põrutus. , andur c 60€
Z-Wave Vera Plus Controller
Z-Wave + ZigBee + BT
Philips Hue
Bridge 2.0 Zb Light Link
c 60 €
Aeotec Z-Stick gen5
Rasberry Pi
www.openremote.org
www.openhab.org/
open source soft
Samsung SmartThings Hub
+ Home Remote App
(free for Win10, 8)
https://ifttt.com/channels
c 100 $
c 150 £
+ Apple HomeKit, Nest, Amazon Echo
või
+ KNX,
(X10),
EnOcean
If This Then That
IFTTT - Avatud veebiteenus, mis ühendab erinevaid pilveühendusega
seadmeid ja rakendusi koostalitlusse.
Saab suhtlema panna seadmeid, mis otse omavahel ei suhtleks nt:
Philips Hue, Honeywell evohome, Nest, OnHub, HomeSeer, Whirlpool, LG,
Samsung kodumasinad, WeMo, Amazon Alexa(USA-s), SmartThings,
Weather, Android Location / Wear, ...
Tootja on lisanud oma toodetele Channel-id, mida saab selleks kasutada
https://ifttt.com/services
Triggers & Actions:
If current temperature rises above 21°C, then enable a quick action
If you exit an area, then ...
If your Nest thermostat is set to away mode, then turn off your lights
If fridge door is left open, then receive a notification
If Motion Detector triggers, then write log on Google Drive spreadsheet
http://www.live-smart.co/feature/use-ifttt-connect-two-smart-devices
IFTTT vs. Stringify: Which is the best service to connect all your smart-home devices?
eQ-3 homematic IP
Ruumipõhine küttejuhtimine, turvasüsteem ja el.tarvitite juhtim.
868.3 MHz raadiosidega, IPv6, AES-128 encr.,
Pilveteenuse server Saksamaal +API ja Äppiga seadistamine
Hääljuhtimise (Echo, GoogleH) kasutamisega.
Access Point
- keskseadehttp://www.eq-3.com/products/homematic-ip.html
+termoajamid
Pistikuadapterid
Välistemp.
RH ja tuule
andurid
Küttekulude sääst kuni 30%
2x1,5V AA
2 aastat
Seinatermostaadid ja lülitid
(seinale | harudoosi | süvis- )
Põrandakütte j. 6/10
Radiaatoritermostaadid
c 50 €
c 50 €
c 30 €
c 55 €
Akna-/uksekontaktid,
Liikumisanduridhämaranduriga
c 65 €
16 A
c 44 €
2x1,5V AA
2 aastat
dimmer-hämardid(harudoosi | süvis- )
< 80 W
c 70 €
< 1150 W
arvestigac 70 €
1x1,5V AA
2 aastat
c 70 €
+Aknalingi
asendiandur
c 170 / 260 €
c 95 €
16 A, arvestiga*
c 95 €
Multi IO moodul
c 160 €
c 80 €
2 x 0-10V, 16 A, 8 A,
https://mysmahome.com/company/41906/eq-3s-homematic-ip-ensures-data-security-smart-home-environment/
EBTS.fi
Tähtkujulise tsentraliseeritud struktuuriga madalapingeline juhtimissüsteem
Kõikide kodu süsteemide (küte, ventil., valgustus, signalisat. elektritarvikud)
juhtimiseks, tarbimise (ka veetarbimine) ja hoolduse jälgimiseks
Veebibrauseripõhine kasutajaliides töötab ka tahvelarvutitel ja nutiseadmetel.
Seadistamisel abiks viisardid.
Valmis algoritmid, süsteemide arukaks sidumiseks (kodusolek,
eemalolek, öö, perimeetrivalve, kauglülit., veeleke, tuleoht, teatamine,
trendid jms)
Moodulite paigaldus projekteeritud elektrikilpi (UTP CAT6 kaabliga)
EBTS-100S komplekt (c 75 - 125 m2) al.3500€
Unit interfaces DI DO In (Out) AI / AO 12 V out
CPU-100 USBx2, RS232,Ethernet varutoide
Security Unit** HBUS, keyb 12 4 (0,35A) 6
Control Unit*** HBUS 12 12 (24V 0,5A)
Measurement Unit**
HBUS 4 imp 8 Temp, RH,
CO2, valgus, LE
6 (0…10V) 6
Adjustment Unit HBUS, RS485,RS232 6 (Relee
24V 0,5A)
(6 motors ) 4 (0…10V)
6 (4..20mA)
Uus ebts-140 09.2013
EnOcean andmesidega osad
https://oma.ebts.fi
http://www.eke.fi/liiketoiminta/kotiautomaatio/
evohome
Puutetundliku paneeliga kontroller (kuni 12 tsooni),
868 MHz raadiosidega (< 30m), WiFi + API, Apps
Lihtne nupuvajutusega sidumine (binding) tsoonide ja funktsioonidega
+ spetsialiseeritud moodulid:
Põrandaküttekontroller HCE80(R)/HCC80 (5 tsooni +3) + termoajamid
Radiaatori termostaat-kontroller koos ajuriga HR92
Temperatuuriandurid (DT92E, SP seadistamisega, Y87RF)
Releemoodul BDR91 nt boileri või tsoonide lülitamiseks2x1,5V AA LR6
Välistemp. andur HB85
Seguklapi kontroller HM80 (3T klapile, pumba juhtimine, voo temp
andur)
Küttekulude sääst kuni 30%150m2 eramu aastase küttekuluga c 1500 €; sääst I aastal c 460€,
4 tsooni soetamine tasub ära 1…2 aastaga)
2013
“Optimum Start” / “Optimum Stop”
‘Smart Zoning’ ;…40%
+ GWhttp://sb.evohome.honeywell.com/
http://www.vesternet.com https://theevohomeshop.co.uk/
OSRAM LIGHTIFY Home ja LIGHTIFY Pro
ZigBee
andmesidel
ZB Light Link, EU
ZB Home Autom, US
www.osram.com
Osram Lightify Gateway (Home)
kuni 50 valgustusseadet
30...49 €
Osram Lightify LED
LampClassic A60 8.5W E27
22 €
LIGHTIFY Plug2016
16A
Starter Kit
61 €
16...39 €
http://lightify.osram.com/openSourceSoftwareComponents/public/Lightify/home/
WLAN
WLAN
LAN
LIGHTIFY
PRO
Luminaires
LIGHTIFY
PRO
App
kuni 100
LIGHTIFY Home (REST)
Cloud
https://docs.lightify-api.com/
LIGHTIFY 4 b. Switch2016
SMART+
Philips Hue
38...43 €
Smart lambipirnid ZigBee andmesidel
Koostöövõimeline:
IFTTT,
SmartThings,
Apple HomeKit,
Nest,
Amazon Echo
Osram Lightify lambid1
jms.
Philips Hue Bridge 2.0
55 €*
Philips Hue App
https://www.any-lamp.com/blog/Breaking-News-Philips-HUE-bridge-is-compatible-with-Osram-lamps/
Hue Motion Sensor
40 €
Hue Wireless Dimmer Kit
Zigbee Light link protocol 1.0
Hue LED Starter Kit
75 €
25 €
20 €
C
http://www.akaabel.ee/services/smart-housing
Veel koduautomaatika süsteeme Eestis
http://www.somfy.ee/
http://www.sundecor.ee/tehnoloogia/
http://www.intertechno.at/ (BAUHAUS-is)
http://nutimaja.ee/ (LON,KNX, M-bus, Modbus, RS-232/485, BACnet)
YOGA IB (iseõppiv) http://www.yogasystems.com/
https://oumanplus.ouman.net (demona weebis oma lahenduse uurimine)
http://www.akaabel.ee/home-automation/wireless-home-automation
ZIPABOX 240.-€ (Z-wave,+ZigBee, +EnOcean, +KNX, +3G)
Uponor Smatrix Pulse