Установка и настройка системы "Умный Дом" на примере жилого дома

Рост популярности автоматизированных систем, таких как «Умный дом», обусловлено также стремлением человека к комфорту и удобству. Дополнительной привлекательностью является безопасность, будь то противопожарная система или сигнализация с дистанционным освещением. «Умный дом» является современным инструментом повышения уровня комфорта и жизни, так как часть процессов происходит автоматически, а остальной можно управлять удаленно, что делает ее актуальной для изучения и совершенствования [1].

. Современное общество живет в век высоких технологий. Инновационные технологии входят в каждую часть нашей жизни. Практически все люди используют новшества научно-технического прогресса в целях уменьшения затрат, силы и времени. Одна из популярных и развивающихся тенденций на сегодня является, такое понятие как «Умный дом». «Умный дом» предназначен для максимально комфортной жизни людей посредством использования современных высокотехнологических средств. Дополнительной привлекательностью является то, что система «умный дом» может обеспечить такую важную функцию, безопасность, будь то противопожарная система или сигнализация. Целью выпускной квалификационной работы является анализ и выбор технологий построения систем «Умный дом», с помощью которой можно просматривать показания с различных датчиков, и управлять бытовыми приборами и освещением. Задачи, которые планируется решить в рамках проектирования:  анализ существующих систем и готовых решений «умный дом»;  изучений разнообразных технологий «умный дом»;  выбор и описание оборудования для разворачивания системы «умный дом»;  проектирование и разработка системы для конкретного объекта. Необходимость в разработке данного проекта обусловлена высокими требованиями к комфорту проживания и системам безопасности владельцев коттеджей территориях частной застройки. Применяя технологии умный дом можно решить ряд проблем и автоматизировать процессы:  организовать дистанционное управление территорией (регулировать освещение, организация автоматического полива и т. д.);  обеспечить постоянный контроль за территорией и имуществом;  позволяет аварийное отключение электричества и водоснабжение на отдельных участках, тем самым предотвратив материальный ущерб. Тем самым технология умного дома позволяет повысить комфорт проживания и обеспечит уменьшение рутинных и бытовых хлопот путем их автоматизации. В заключении работы планируется рассмотреть вопросы техники безопасности при эксплуатации системы «Умный дом». В работе были использованы методы научного анализа, классификации, обобщения, сравнения, дедукции. Специальные методы, применяемые в исследовании: системный анализ, компьютерное и математическое моделирование, информационно-аналитические технологии. При написании работы использовались научные труды следующих авторов: Аверченкова В. И., Алексанова А. К., Анина Б. Ю., Башлы П. Н., Беленькой М.Н., Бурняшова Б.А., Герасименко В. А., Зайцева А. П., Мельникова В. В., Осипова В. Ю., Партыки Т.Л., Садердинова А. А. и других. Теоретическая и практическая значимость происходят из необходимости дальнейшего поиска более современных и эффективных способов защиты информации, разработанных и успешно внедряемых на практике. Структурно работа состоит из пяти частей, введения, заключения и списка использованных источников.  

В ходе выполнение ВКР последовательно решен спектр поставленных задач, позволяющий создать современную систему типа умный дом для разворачивания на реальном коттедже. В начале работы произведено исследование и анализ модели «Умный дом», рассмотрены системы и устройства, которые в него входят. При изучении концепции интеллектуальной системы управления были сформулированы основные требования и характеристики ее реализации. Были выбраны основные системы и технологии, которые включены в проект «умного дома». Далее произведен анализ технологи построения системы умный дом, учитывая, что объект уже построен и произведен ремонт, принято решение разворачивать систему на беспроводной технологии. В ходе сравнительного анализа определена технология Z-Wave на оборудовании Fibaro. Далее в проекте проведен анализ производителей, наиболее полно представленных на рынке беспроводного оборудования в г. Новосибирск. В ВКР был сделан анализ сети беспроводного доступа Wi-Fi. В качестве выбора оборудования для реализации проекта отдано предпочтение в пользу фирмы Ubiquiti. Обоснование выбора оборудования производилось с учетом технических характеристик, возможности применения и стоимости реализации. В ходе работы были выявлены основные преимущества, которые предоставляются владельцу «умного дома»:  снижение потребления ресурсов;  высокий уровень комфорта;  обеспечение необходимого взаимодействия всех автоматизируемых систем;  снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций;  повышение оперативности, простоты и удобства управления. Для связи контроллера с устройствами внешнего интерфейса выбраны следующие технологии:  Wi-Fi;  проводная сеть LAN. Произведены расчеты нагрузок на сеть, выполнена оптимизация нагрузки на сеть путем установки оптимизированного времени для опроса приборов учета сети. В технической части проекта рассмотрен вариант построения сети «Умный дом» с установлением беспроводных датчиков и 2 точек доступа. Выбор обусловлен условиями технических параметров оборудования. Также проектом произведен расчет зоны эффективной изотропной излучаемой мощности, и зона покрытия сети и дальности связи на скоростях 300 и 54 Мбит/с. Проектом также произведён расчет необходимой производительности роутера исходя из заданных видов передаваемого трафика. Произведённый расчет показал что коммутатор должен обладать производительностью и скоростью скорости коммутации пакетов, не менее чем 0,2 млн. пак./сек. По произведённым расчетам и выбранному оборудованию составлена схема организации связи, на которой представлено все задействованное оборудование и пути прохождения трафика. Также проектом составлена аппликация размещения оборудования в коттедже. Далее в проекте приведен план логического разделения сети на сегменты VLAN. В заключении проекта рассмотрены вопросы техники безопасности и охраны труда.  

1. ISO/IEC 11801 Информационные технологии – универсальные кабельные системы зданий. 2. TIA/EIA–569–B. Стандарт телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий: Часть 1. Общие требования 3. Остроух, А.В. Выполнение работ по монтажу, наладке, эксплуатации и обслуживанию локальных компьютерных сетей. Учебник / А.В. Остроух. – М.: Академия, 2018. – 160 с. 4. Олифер, В.Г., Олифер, Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер – СПб.: Питер, 2019. – 992 с. 5. Таненбаум, Э., Уэзеролл, Д. Компьютерные сети. 5–е изд. / Э.Таненбаум, Д.Уэзеролл – СПб.: Питер, 2019. – 960 с. 6. Сергеев, А.Н. Основы локальных компьютерных сетей. Учебное пособие / А.Н.Сергеев – СПб.: Лань, 2018. – 184 с. 7. Куроуз, Дж., Росс, К. Компьютерные сети. Настольная книга системного администратора / Дж.Куроуз, К.Росс – М.: Эксмо, 2019. – 912 с. 8. Новиков, Ю.В., Кондратенко, С.В. Основы локальных сетей. Учебное пособие / Ю.В.Новиков, С.В. Кондратенко – М.: Интуит, 2019.– 406 с. 9. Семенов, А.Б., Стрижаков, С.К. Структурированные кабельные системы / А.Б.Семенов, С.К. Стрижаков – М.: ДМК Пресс, 2017. – 640 с. 10. Кузин, А.В., Кузин, Д.А. Компьютерные сети. Учебное пособие / А.В. Кузин, Д.А. Кузин – М.: Форум, 2018. – 190 с. 11. Куроуз, Дж, Росс, К. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Дж.Куроуз, К.Росс – М.: Эксмо, 2016. – 912 с. 12. Максимов, Н.В., Попов, И.И. Компьютерные сети. 6–е издание / Н.В. Максимов, И.И. Попов – М.: Инфра–М, 2017. – 464 с. 13. Семенов, А.Б. Администрирование структурированных кабельных систем / А.Б. Семенов – М.: ДМК–Пресс, 2019.– 192 с. 14. Гусева, А. И., Киреев, В.С. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / А.И. Гусева, В.С. Киреев – М.: Академия, 2017. – 288 с. 15. Дибров, М. В. Сети и телекоммуникации. Маршрутизация в IP–сетях. В 2 ч. Часть 1 / М.В. Дибров – М.: Юрайт, 2018. – 333 с. 16. Назаров, А. В. Эксплуатация объектов сетевой инфраструктуры /А.В. Назаров – М.: Курс, 2018. – 360 с. 17. Малышев, Роман Алексеевич Локальные вычислительные сети. Учебное пособие / Р.А. Малышев – Рыбинск : РГАТА им. П. А. Соловьёва, 2021 – 114 с. 18. Купустин, Д.А., Дементьев, В.Е. Информационно–вычислительные сети: учебное пособие / Д.А. Капустин, В. Е.Дементьев. – Ульяновск: УлГТУ, 2021. – 141с. 19. Масич, Г.Ф. Сети передачи данных /Г.Ф. Масич – Пермь : Изд–во Перм. нац. исслед. политехн. ун–та, 2014. – 115 с. 20. Ганжа, В.А., Шиманский, В.В. Компьютерные сети. Введение / В.А. Ганжа, В.В. Шиманский – Мн.: БГУИР, 2018. – 155 с. 21. Официальный сайт АО «АЕСП» [Электронный ресурс]. URL: https://www.aesp.ru/ (дата обращения: 08.12.2020). 22. Перечень стандартов СКС [Электронный ресурс]. URL: https://www.ecolan.ru/imp_info/standarts/list/ (дата обращения: 18.04.2021).