IT-eksperter sier at markedet for "intelligente" hus i Russland aldri vil bli massivt, og at det i det neste tiåret neppe vil gå utover eliteboliger i Moskva-regionen. I fremtiden vil en liten del av befolkningen med høye inntekter i regionene bli en mulig forbruker av markedet, men for de brede massene vil «smarthjemmet» forbli et fargerikt bilde på sidene til tabloids og internettressurser. Er det sånn? Allerede er infrastrukturen til boligen til en vanlig innbygger en ganske kompleks kombinasjon av ulike ingeniørsystemer. X10-standarden vil bidra til å kombinere dem til ett nettverk uten globale kostnader.
Smarthjem-funksjoner
Den vanligste og enkleste funksjonen er lysstyring. Det intelligente systemet lar deg fjernstyre hver lysarmatur. Uten å stå opp kan du slå på eller av belysningen i ethvert rom eller i hele huset på en gang, justere lysstyrken på nattbelysningen i korridoren, landskapslamper. "Smart hjem", inkludert lyset i forskjelligesteder i henhold til en viss algoritme, vil skremme bort inntrengere, og simulere tilstedeværelsen av eierne i tilfelle avreise.
Automatisk kontroll vil opprettholde de innstilte temperaturparametrene i rommet, kontrollere varmeenheter eller klimaanlegg og ventilasjonssystemer. Smarthjemmet kan kontrollere brann- og sikkerhetsutstyr og i nødstilfeller sende et varsel til eierens telefon eller relevante strukturer med tale eller SMS.
Hvordan det hele begynte
X10 er en av de første åpne industristandardene utviklet for hjemmeautomatiseringssystemer av Pico Electronics (Glenrothes, Skottland) i 1975. Opprinnelig var selskapet engasjert i design og produksjon av mikrokretser og kalkulatorer. Den første erfaringen med å utvide omfanget av produksjonen var svært vellykket kommersielt. X10-plattformen ble raskt populær blant smarthusutviklere og ga et håndgripelig løft til utviklingen av denne industrien. Forsøk på å lage et lignende grensesnitt ble gjort av andre selskaper, men var ikke særlig vellykket.
For sin tid er X10 en protokoll med god støyimmunitet. Populariteten ble fremmet av komparativ billighet av utstyret, orientering av utviklere til husholdningsautomatisering, vedlikehold og teknisk støtte. På det nordamerikanske kontinentet er standarden fortsatt etterspurt og utbredt. Etter utvikleren begynte et bredt spekter av X10-kompatible enheter å bli produsert av gigantselskapene IBM ogPhilips.
I dag har Pico Electronics blitt X10 INC (USA) med PowerHouse-varemerket.
Utstyrsklassifisering
X10 nettverksmaskinvare er en samling enheter som er koblet sammen via et standard elektrisk nettverk eller radiokanal. Grunnsystemet må inneholde:
- Sendere - kontrollere som genererer og sender kommandoer, kontrollmoduler (med datagrensesnitt eller frittstående), programmerbare tidtakere med forskjellige tidsintervaller, fjernkontroller (infrarød eller radio).
- Mottakere - aktuatorer som utfører mottatte kommandoer: lampemoduler og patrondimmere, dimmer- og stikkontaktblokker, alle typer stasjoner
Ved å bygge et større nettverk eller utvide et eksisterende, brukes ofte hjelpeutstyr:
- Sendere som mottar kommandosignaler fra fjernkontroller med videre konvertering til X10 kommunikasjonsprotokoll før de sendes til strømnettet.
- Repeatere og signalforsterkere.
- Filtre som reduserer effekten av elektromagnetisk interferens.
- Interfasebroer, for 380 V strømnettverk (passive eller aktive, for bygninger over 300 m22).
- Måleenheter som forenkler installasjon og igangkjøring, sensorer (bevegelse, lys osv.).
Utstyr produsert av forskjellige selskaper har ofte likt utseende, funksjonalitet og jevne merker. Enheterha en annen design avhengig av kravene til plassering; for in-line montering, DIN-skinnemontering i standard el-skap, mikromoduler for innfelt koblingsbokser. Du kan starte hjemmeautomasjon med noen få basismoduler, og deretter gradvis skalere opp og utvide funksjonaliteten ved å legge til nye maskinvareenheter.
Eksempler på elementet base
En typisk X10-modul er basert på en programmerbar mikrokontroller. I henhold til en viss algoritme kontrollerer den funksjonen til den elektroniske kretsen til enheten, som mater de genererte signalene mottatt fra den eksterne strømforsyningen til inngangen og konverterer utgangspulsene for omvendt overføring til nettverket. Mikrodatamaskiner kan være masseproduserte kontrollere (som PIC-er eller AVR-er fra henholdsvis Microchip og Atmel).
X10 lamperelémoduler er mye brukt for lysstyring i smarthuskonsept. Det er to modifikasjoner: koblet til en vanlig stikkontakt for tilkobling av gulvlamper, bordlamper (LM12) eller laget i form av en adapter mellom en belysningspatron og en standard lyspære med E27-sokkel, opptil 100 W (LM15S).
Elektriske husholdningsapparater styres ved hjelp av instrumentkontaktmoduler. AM12-modulen ser for eksempel ut som en lampemodul, men støtter ikke lysspesifikke kommandoer (mer om det nedenfor).
Programvare
Programvareprodukter vil hjelpe med å implementere X10-protokollen på en datamaskintoppnivå.
ActiveHome Software - gratis programvare for personlige datamaskiner basert på WINDOWS-operativsystemer fra utvikleren av X10-plattformen. Pakken inkluderer et stort antall verktøy og enhetsdrivere, samt en mobilversjon av programmet.
ActiveHomePro - programvare for datamaskingrensesnitt CM-15 (radiosender/mottaker, 433 MHz) med tilkobling via USB-port. Lar deg styre belysning og husholdningsapparater med de nødvendige algoritmer, tidsplaner og tidtakere fra en personlig datamaskin eller autonomt fra en trådløs fjernkontroll.
X10 Commander (Melloware Inc) er en fritt distribuert programvare for ethvert operativsystem som lar deg lage en multifunksjonell kontrolltjeneste basert på en PC og integrere X10-protokollen på telefonen og eventuelle mobile enheter (iOS/Android).
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" tilbyr forbrukere en praktisk enhet på X10-plattformen - et fullfarget VGA-berøringspanel XTS-36. Den frittstående enheten har et brukervennlig grafisk grensesnitt. X10-protokollkontroll og kontroll av det smarte lyssystemet forblir komfortabelt, med utmerket visualisering, men eliminerer behovet for at en datamaskin konstant skal kjøre i bakgrunnen. Settet leveres med drivere og programvare for å foreskrive adressering av X10-enheter og de grunnleggende parameterne for den innledende konfigurasjonen, for kompilering av ulike scenarier.
X10. Protokoll i detalj
Fysisk miljø for utveksling av informasjon i sikkerhetsstyrkeneelektriske ledninger er overføring / mottak av fragmenter av sinusformede høyfrekvente oscillasjoner (120 kHz) med en amplitude på 5 V og en varighet på 1 ms / 630 μs i hver halvsyklus av nettspenningen, i vinduer dannet umiddelbart etter kryssing nullmerket. I trefasekretser dannes tilsvarende vinduer i hver fase, dvs. med en forskyvning på 60 grader ved videre bruk av interfasebroer.
Hvis enheten i mottaksvinduet mottar en melding med minst 48 vibrasjoner, anser den den som en logisk "en", ellers - som en logisk "null". Overføringen av en bit informasjon tar to halvsykluser av nettspenningen. Dessuten blir den inverse verdien kringkastet i den andre, som ikke bare forbedrer støyimmunitet, men også tjener til å identifisere synkroniseringskoden under pakkeoverføring.
X10 - en protokoll der en standard enkeltpakke (ramme, ramme) sendes i 11 perioder. Den inneholder:
- synkroniseringskode – 2 biter,
- modulkode - 4 biter,
- byggekode - 5 bits.
Hver pakke, uten noe intervall, sendes to ganger på rad. Før neste pakketaking sendes, opprettholdes en pause på 3 perioder med nettspenning (med unntak av kommandoer for dimming av lysstyrke som sendes i en kontinuerlig strøm).
IR-fjernkontroller i X10-nettverk bruker X10-IR-protokollen med en bærefrekvens på 40 kHz. Radiokanalen (X10-RF-protokoll), avhengig av region, har et område fra 310 til 434 MHz.
Adresse- og kommandosystem
Maksim alt antall moduler i et X10-nettverk er 256. Hver modul har to velgerbrytere med 16 faste posisjoner.
Den første bryteren - Hjemmekoden brukes til å velge en kategori eller gruppe enheter. Den har bokstavbetegnelser for posisjoner fra A til P. I den andre er faste posisjoner indikert med tall fra 1 til 16 og indikerer en bestemt modul i nettverket (Enhetskode). Dermed blir hver enhet tildelt et unikt nummer som består av en bokstav og tall. For eksempel; A5, M14 osv. Systemkontrollere, i motsetning til executive-moduler, krever vanligvis ikke adressering.
En idé om eksisterende plattformkommandoer og deres tilsvarende handlinger kan fås fra tabellen.
| Team (engelsk) | Team (russisk) | Type | Handling |
| Alle enheter av | Slå av alle forbrukere | Gruppe | Koble fra alle enheter med den angitte huskoden som støtter kommandoen. |
| Alle lys på/av | Slå alle lys på/av | Gruppe | Slå av/på alle belysningsmoduler med en gitt huskode. |
| På/av | Aktiver/deaktiver | Adresse | Overfør til på/av-tilstand for en bestemt modul. |
| Dim/Brigth | Øk/reduser lysstyrken | Adresse | Dimmerkontroll. Antall pakker fordimmeområdene for forskjellige enheter er forskjellige. |
| Pre-Set Dim 1/2 | Angi et spesifikt lysstyrkenivå. | Adresse | Lar deg velge hvilket som helst av 32 lysstyrkenivåer. |
| Statusforespørsel | Forespørselsstatus | Adresse | Be om status for byttemodulen. |
| Status på/av | Svar på forespørsel | - | Modulstatussvar. |
| Hail Request/Acknowlege | Be om/send svar | Gruppe | Teknologiteam for å bestemme metningen av adresseområdet med andre bygningssystemer. |
Nøkkelfordeler…
X10 er en lavbudsjetts protokoll for hjemmeautomasjon som bruker eksisterende elektriske nettverk til å overføre informasjon og kommandomeldinger. Det er ikke nødvendig å legge ny kommunikasjon, noe som er spesielt viktig i hus med fin finish eller fullførte reparasjoner. Du kan enten bruke nettverkskabler eller bruke en radiokanal - utstyrsutvalget som tilbys av produsenter lar deg implementere begge alternativene eller en kombinasjon av dem. Kostnaden for enheter, sammenlignet med mer moderne plattformer, er også hyggelig.
Den neste fordelen er fleksibiliteten i bruk og enkel installasjon, som ikke krever spesielle ferdigheter og evner. Systemet er preget av utmerket utvidbarhet og skalerbarhet. Modulene kobles til etter prinsippene for Plug & Power (plug and play). Alleoppsettet er å gi den nye komponenten en unik adresse. Da vil automatiseringen gjøre alt av seg selv.
Inndelingen av belysningsinfrastrukturen i soner er kraftig forenklet. Det er nok å tildele samme bokstav (byggekode) til enhetene i samme gruppe, og når den tilsvarende kringkastingskommandoen er gitt, vil lyset i denne sonen slå seg på eller av.
Den åpne protokollen er et annet pluss ved plattformen, som innebærer enkel integrasjon med ethvert kontrollsystem, muligheten til å bruke tredjeparts kablingstilbehør når du designer et nettverk.
…og ulemper
Den største fordelen med X10-grensesnittet - overføringen av et informasjonssignal gjennom strømledninger - er også hovedkilden til problemene.
Langsom hastighet. Overføringen av kommandoen tar omtrent et sekund, det vil si at forsinkelsen i utførelsen av kommandoen er virkelig merkbar selv når du kontrollerer en enhet. Og i prosessen med å utarbeide det innebygde scenariet, kan forsinkelsen bli irriterende uakseptabel. Siden informasjonsoverføringshastigheten er knyttet til frekvensen til forsyningsspenningen, er det ikke mulig å øke den.
Lav støyimmunitet. Overfloden av husholdningsapparater i et moderne hjem øker dramatisk nivået av forstyrrelser i strømnettet, påvirker signal-til-støy-forholdet negativt, noe som igjen påvirker kvaliteten på informasjonsutvekslingen mellom X10-moduler. Derav konsekvensene - ikke-utførelse av kommandoer eller falsk veksling. Ved bygging av store nettverk kan problemet være begrensetadressefeltet, siden bare 256 enheter vil kunne koble til X10-protokollen.
Usynkronisert på sendeutstyret kan føre til pakkeoverlapping og kollisjoner, noe som resulterer i at ingen av kommandoene blir utført. Det er umulig å radik alt forbedre situasjonen.
Det er ingen tilgangskontrollprosedyrer, det er ingen beskyttelse mot uautoriserte handlinger fra tredjeparter. Og til slutt, det er umulig å lage komplekse ordninger for å kontrollere husholdningsapparater og belysning med implementering av selvdiagnosefunksjonen til systemet og dets komponenter.
X10 modifikasjoner
De oppførte manglene er for det meste korrigert i de neste generasjonene av hjemmeautomatiseringssystemer med såk alt bussarkitektur (signaler sendes over en spesielt dedikert/lagt buss med lavspent forsyningsspenning).
I sin tur har X10-maskinvareutviklere og -produsenter tatt skritt for å forbedre og modifisere den eksisterende plattformen. Resultatet ble X10Extended-formatet med et utvidet instruksjonssett. Den utvilsomme fordelen med den modifiserte plattformen var reguleringen av prosedyren for å få tilgang til sendere til bagasjerommet, eliminering av forekomsten av kollisjoner og utvidelse av funksjonene til Exteded Code 1-kommandoen med en endring i pakkeformatet.
Ytterligere modifikasjon av X10Extended førte til opprettelsen av A10-formatet, som betydelig utvidet adressefeltet (opptil 4096 moduler) og la til flere tjenestefunksjoner (bare tilgjengelig på enheter produsert av utvikleren). A10- og X10-protokollene er absolutt kompatible, noe som gjør det mulig å betjene begge typer moduler i samme system.
Opsummert er det vanskelig å ikke være enig i at det første hjemmeautomatiseringsgrensesnittet har blitt foreldet de siste femti årene. Forsøk på modernisering, som minner om lapping av taket i regntiden, er ikke i stand til å rette opp situasjonen radik alt. Men budsjettfunksjonene til plattformen holder den fortsatt i markedet for smartsystemer, og X10-utstyr produseres og selges aktivt.
Innlandske firmaer spår en ny bølge av popularitet for grensesnittet. Forbrukere tilbys et bredt utvalg av både frittstående enheter og ferdige smarthusløsninger basert på X10-plattformen.
