Система обеспечения комфорта
Полезная модель относится к области электротехники и вычислительной техники, а также к области обработки и передачи данных для специального применения и может быть использовано для создания автоматических систем обеспечения комфортных условий в жилых, офисных и общественных помещениях, производственных зданиях и, при необходимости, на прилегающих к ним территориях. Технический результат - создании системы автоматического обеспечения комфортных условий в условно ограниченном объеме и/или на условно ограниченной территории, характеризующейся расширенными функциональными возможностями при сохранении простоты, надежностью работы, экономичностью, возможностью оценки реального состояния среды обитания и, при необходимости корректировки, в том числе оперативной, ее параметров.
Для этого в системе, включающей канал информационного обмена с, по меньшей мере, одним входом-выходом, взаимодействующим с, по меньшей мере, одним исполнительным устройством и соответствующим датчиком его управления, причем в качестве исполнительного устройства применяют, по меньшей мере, одно, устройство включения-выключения приборов освещения, при этом канал информационного обмена выполнен в виде самостоятельных электрических проводников или встроенных проводников электрической, телефонной или радиотрансляционной сетей, или беспроводной сети, работающей в диапазоне радиоволн, или в виде их сочетания и дополнительно содержит, по меньшей мере, один из датчиков освещенности и/или регистрации, и/или движения, и/или присутствия, и/или приближения, и/или температуры, и/или качества воздуха, а также, по меньшей мере, один модуль ввода-вывода внешних устройств и/или, по меньшей мере, один модуль GSM-модема, а исполнительные устройства выполнены в виде, по меньшей мере, одного из контактных и/или бесконтактных устройств включения-выключения конечной электрической нагрузки, по меньшей мере, часть которой выполнена с возможностью реализации ручного режима управления, причем датчики и исполнительные устройства выполнены с возможностью программирования логических функций. 1 з.п. ф-лы; 3 ил.
Полезная модель относится к области электротехники и вычислительной техники, а также к области обработки и передачи данных для специального применения и может быть использовано для создания автоматических систем обеспечения комфортных условий в жилых, офисных и общественных помещениях, производственных зданиях и, при необходимости, на прилегающих к ним территориях.
В настоящее время достаточно остро стоит вопрос обеспечения соответствия специально установленным требованиям и нормам условий жизни, пребывания, обстановки, которые обеспечивают удобство, спокойствие и уют. Проблема комфорта в той или иной степени затрагивается при решении множества организационных и технических задач.
Например, известен домофон, который является элементом интегрированной многофункциональной системы контроля и управления в рамках концепции интеллектуального здания, включающий микроконтроллер, подключенный к разнообразным коммутирующим устройствам, датчикам, исполнительным механизмам и устройствам, в качестве которых, в частности, используются приборы наружного и внутриподъездного освещения, обеспечивающие комфортные условия при недостатке естественного освещения [Описание изобретения к патенту РФ 
2257682 от 27.03.2003, МПК7 Н04М 11/02, опубл. 27.07.2005].
Несмотря на обилие выполняемых функций, данное устройство нельзя рассматривать как относящееся к специализированным системам обеспечения комфортных условий, поскольку, лишь одну из имеющихся функций можно рассматривать в качестве таковой, и то, лишь на самом простейшем уровне - на уровне включения-выключения освещения.
Известно техническое решение, имеющее непосредственное отношение к системам обеспечения комфортных условий - устройство для отопления помещений, которое предназначено для организации комфортного режима по тепловым характеристикам в различных помещениях: жилых, общественных, складских и т.п., а также для отопления кабин и салонов подвижного состава, временных стоянок, станций полевых мобильных средств. Устройство включает корпус с теплообменной камерой и блок его управления, отслеживающий температурный режим в обогреваемом помещении [Описание изобретения к патенту РФ 2133918 от 15.02.1995, МПК F24D 3/08, F24D 13/04, опубл. 27.07.1999]. Изобретение решает задачу поддержания микроклимата в помещении, однако, для обеспечения комфортных условий поддержания заданной температуры может быть недостаточно.
Также известны технические решения устройства и способа для управления уровнями характеристик искусственного микроклимата в помещении [Описание изобретения к патенту РФ 2141081 от 30.01.1995, МПК F24F 5/00, F24F 11/00, опубл. 10.11.1999]. Устройство и способ предназначены для управления работой оборудования в системах нагрева, вентиляции и воздушного кондиционирования по управлению искусственным микроклиматом и представляют собой компьютерную систему управления соответствующим оборудованием, которая выполнена в виде многоцелевой или специализированной компьютерной базовой станции с микропроцессором, соединенным с памятью. Задается пользовательская контрольная точка и система определяет, присутствуют ли в помещении люди в любое данное время, и если да, поддерживает температуру в пределах заранее заданных разрешенных границ. Если в помещении нет людей, а температура дрейфует за пределы разрешенных границ, то система разрешает температуре дрейфовать до той из максимально разрешенных границ или до заново определенной границы, которая меньше.
Известные решения позволяют минимизировать потребление энергии, с одновременным достижением заранее заданных условий комфортности, санитарных норм и других критериев, однако это достигается за счет применения разветвленной, достаточно сложной компьютерной системы управления. В результате полученная экономия электроэнергии не позволит компенсировать затраты на приобретение и обслуживание дорогостоящего оборудования.
Заслуживает внимания микропроцессорная информационно-управляющая система «Умный дом», содержащая N групп датчиков, N групп исполнительных устройств и блок управления, состоящий из микропроцессора, имеющего первую группу входов-выходов, которая является первой группой входов-выходов блока управления и группой входов-выходов системы для подключения к внешнему компьютеру, а также вторую группу входов-выходов, при этом введены N блоков обработки и связи и блок питания, включенный в состав блока управления и выход которого является выходом питания блока управления и соединен с входами питания N блоков обработки и связи, при этом группа выходов каждого из N блоков обработки и связи соединена с группой входов соответствующих групп исполнительных устройств, группа входов соединена с группой входов соответствующих групп датчиков, а группа входов-выходов соединена со второй группой входов-выходов блока управления [Описание полезной модели к патенту РФ 53510 от 24.10.2005, МПК Н02Н 7/00, G06F 19/00, опубл. 10.05.2006].
Недостатком устройства является то, что данное техническое решение изложено в максимально обобщенном виде - на уровне постановки задачи. Благодаря этому элементы данной системы можно узнать, практически в любых схемах управления функциями жизнеобеспечения и безопасности. Иными словами, для соответствия критерию «промышленная применимость» известному решению необходима более детальная конструктивная и алгоритмическая проработка. Кроме этого система является централизованной, имеющей блок управления, при отключении которого или выходе из строя которого вся система в целом перестает функционировать, что снижает ее надежность.
Известна многофункциональная контрольно-управляющая система, реализующая, помимо охранных функций еще и функции обеспечения комфорта [Описание изобретения к патенту РФ 2147145 от 31.12.1998, МПК7 G08B 25/00, опубл. 27.03.2000]. Система включает центральное устройство контроля и управления, первый блок ввода-вывода, разнообразные датчики, например, пожарные, наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха, акустические и оптические устройства оповещения, причем входы-выходы центрального устройства контроля и управления соединены через общую шину со входами-выходами первого блока ввода-вывода, кроме этого, центральное устройство контроля через шину, посредством самостоятельных входов-выходов взаимодействует с различными исполнительными устройствами и соответствующими датчиками их управления. В качестве исполнительного устройства применяют, по меньшей мере, устройство включения-выключения приборов освещения и другие, часть из которых способны решать задачи автоматического обеспечения комфортных условий в условно ограниченном объеме и/или на условно ограниченной территории.
Недостатком такого устройства является избыточный параметрический резерв на осуществление слишком большого количества самостоятельных функций, следствием чего является недостаточная надежность системы. Как правило, такие решения реализуются лишь для некоторой части от общего числа выполняемых функций.
Задача, решаемая полезной моделью и достигаемый технический результат заключаются в создании системы автоматического обеспечения комфортных условий в условно ограниченном объеме и/или на условно ограниченной территории, характеризующейся расширенными функциональными возможностями при сохранении простоты, надежностью работы, экономичностью, возможностью оценки реального состояния среды обитания и, при необходимости корректировки, в том числе оперативной, ее параметров.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в системе обеспечения комфорта, включающей канал информационного обмена с, по меньшей мере, одним входом-выходом, взаимодействующим с, по меньшей мере, одним исполнительным устройством и соответствующим датчиком его управления, причем в качестве исполнительного устройства применяют, по меньшей мере, одно, устройство включения-выключения приборов освещения, при этом канал информационного обмена выполнен в виде самостоятельных электрических проводников или встроенных проводников электрической, телефонной или радиотрансляционной сетей, или беспроводной сети, работающей в диапазоне радиоволн, или в виде их сочетания и дополнительно содержит, по меньшей мере, один из датчиков освещенности и/или регистрации, и/или движения, и/или присутствия, и/или приближения, и/или температуры, и/или качества воздуха, а также, по меньшей мере, один модуль ввода-вывода внешних устройств и/или, по меньшей мере, один модуль GSM-модема, а исполнительные устройства выполнены в виде, по меньшей мере, одного из контактных и/или бесконтактных устройств включения-выключения конечной электрической нагрузки, по меньшей мере, часть которой выполнена с возможностью реализации ручного режима управления, причем датчики и исполнительные устройства выполнены с возможностью программирования логических функций.
Кроме этого, конечная электрическая нагрузка в системе выполнена в виде, по меньшей мере, одного из приборов освещения, и/или отопления и/или вентиляции, и/или кондиционирования воздуха, и/или электророзетки для подключения бытовых приборов, и/или приводов, по меньшей мере, одного из устройств открытия-закрытия фрамуги окна и/или открытия-закрытия жалюзи, и/или открытия-закрытия наружных ставней.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
- на фиг.1 показана структурная схема системы обеспечения комфорта;
- на фиг.2 показан пример реализации системы для случая производственного (складского) помещения и части прилегающей территории;
- на фиг.3 показан пример реализации системы обеспечения комфорта для случая жилого помещения.
Система обеспечения комфорта, включает канал 1 информационного обмена с, по меньшей мере, одним входом-выходом 2, взаимодействующим с, по меньшей мере, одним n-канальным исполнительным устройством 3 и соответствующим n-канальным датчиком 4 его управления, причем в качестве исполнительного устройства 3 применяют, по меньшей мере, одно, устройство включения-выключения приборов освещения 5, при этом канал 1 информационного обмена дополнительно содержит, по меньшей мере, один из датчиков 4: освещенности - 6 и/или регистрации - 7, и/или движения - 8, и/или присутствия - 9, и/или приближения - 10, и/или температуры - 11, и/или качества воздуха - 12, а исполнительные устройства 3 выполнены в виде, по меньшей мере, одного из контактных и/или бесконтактных устройств (условно не показаны) включения-выключения конечной электрической нагрузки 13, по меньшей мере, часть которой выполнена с возможностью реализации ручного режима управления.
Канал 1 информационного обмена выполнен в виде самостоятельных электрических проводников или встроенных проводников электрической, телефонной или радиотрансляционной сетей, или беспроводной сети, работающей в диапазоне радиоволн, или в виде их сочетания, что условно показано на фигурах чертежей, как просто линия или тройная линия - в зависимости от масштаба изображения.
Датчики 4, измеряющие параметры окружающей среды и исполнительные устройства 3 выполнены с возможностью программирования логических функций, а канал 1 информационного обмена дополнительно содержит, по меньшей мере, один n-канальный модуль 14 расширения аналогового и/или дискретного ввода-вывода внешних устройств 15 с логическими или аналоговыми сигналами управления и/или, по меньшей мере, один модуль GSM-модема 16, по меньшей мере, одно программируемое устройство 17 контроля и управления, которое, в свою очередь может быть связано с персональным компьютером 18 и/или с сетью Интернет 19. В системе может быть предусмотрен источник резервного питания 20.
Конечная электрическая нагрузка 13 выполнена в виде, по меньшей мере, одного из приборов: освещения - 5, и/или отопления - 21, и/или вентиляции - 22, и/или кондиционирования воздуха - 23, и/или электророзетки 24 для подключения бытовых приборов, и/или приводов - 25, по меньшей мере, одного из устройств: открытия-закрытия фрамуги окна - 26 и/или открытия-закрытия жалюзи - 27, и/или открытия-закрытия наружных ставней - 28.
Остановимся на особенностях полезной модели.
Минимальными показателями комфортности, в зависимости от типа помещения и прилегающей территории можно считать грамотное сочетание естественного и искусственного освещения, а в помещениях, дополнительно, - соответствующие специальным нормам состояние отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
При избытке, недостатке или отсутствии естественного света освещение в помещении может регулироваться за счет жалюзи 27, наружных ставней (ограничение-увеличение светового пространства) 28 и искусственного света. Вне пределов помещения освещенность при ее недостатке регулируют искусственными источниками 5.
Отопление регулируется за счет встроенной системы отопления 21 и, как правило, переносных электрических обогревателей (та же поз.21). За счет кондиционирования можно понизить температуру, изменить влажность воздуха.
Вентиляция разделяется на естественную и принудительную, и может регулироваться за счет открытия-закрытия фрамуги окна 26, включения-выключения различных электроприводных вентиляционных установок 22.
Канал 1 информационного обмена можно рассматривать, как самостоятельный объект в системе управления. Он может быть выполнен в виде самостоятельных электрических проводников, проложенных в помещении независимо от других коммуникаций, или встроенных проводников электрической, телефонной или радиотрансляционной сетей, или беспроводной сети, работающей в диапазоне радиоволн, или в виде их сочетания.
У каждого типа канала 1 обмена есть свои достоинства и недостатки. Самостоятельные электрические проводники обеспечивают автономность системы и ее независимость, однако их необходимо «встроить» в имеющийся интерьер помещения. Встроенные проводники электрической сети незаметны, но они находятся под опасным для здоровья напряжением, например, 220 В. Встроенные проводники телефонной сети также незаметны, но, зачастую, они уже используются в качестве проводников сигналов нескольких частот одновременно (телефон - линия Интернет и др.).
Проводники радиотрансляционной сети также незаметны, но в последнее время они практически не встречаются в новостройках. Беспроводная сеть - не видна, но для ее организации требуется соответствующее аппаратное обеспечение.
Децентрализованность канала 1 информационного обмена достигается за счет применения протокола обмена данными и командами с возможностью инициирования обмена любым устройством, подключенным к нему.
Имеющиеся входы-выходы 2, позволяют обеспечить взаимодействие канала 1 с исполнительными устройствами 3 и соответствующими датчиками 4 их управления. Для того, чтобы сформировать простейшую работоспособную систему обеспечения комфорта в качестве исполнительного устройства 3 к каналу 1 обмена достаточно подсоединить датчик освещения 4; 6 и одно устройство 3 включения-выключения приборов освещения. При этом датчик 4 и исполнительное устройство 3 выполнены с возможностью программирования логических функций, иначе к каналу 1 потребуется подключать некое программируемое устройство 17 контроля и управления.
По мере необходимости (для обеспечения более высокого уровня комфорта) канал 1 информационного обмена дополнительно следует оснастить специальными датчиками 4 регистрации - 7 (может быть построен на основе ультразвукового отражения (сонара), инфракрасного отражения, инфракрасного прерывателя, инфракрасного дальномера, измерения емкости пространства, измерения электромагнитных волн и др., например, см. «Автомат управляет освещением» //Радио, 12, 1986, стр.36-37), движения -8, присутствия - 9, приближения - 10 (также может быть построен на основе ультразвукового отражения (сонара), инфракрасного отражения, инфракрасного дальномера, измерения емкости пространства, измерения электромагнитных волн и др.), температуры - 11 или качества воздуха - 12, - всеми вместе или в любом сочетании - в зависимости от требуемого уровня комфорта. Перечисленные датчики 6-12 формируют команды на исполнительные устройства 3, в качестве которых могут выступать разнообразные контактные или бесконтактные устройства включения-выключения конечной электрической нагрузки 13, например, такой, как приборы освещения 5, отопления 21, вентиляции 22, кондиционирования воздуха 23 или электророзеток 24 для подключения бытовых приборов, таких, например, как утюги, микроволновые печи, персональные компьютеры и т.д., или разнообразных приводов 25 - открытия-закрытия фрамуги окна 26, открытия-закрытия жалюзи 27 или открытия-закрытия наружных ставней 28. Во избежание блокировки системы в случае отключения электричества и при невозможности оперативно перейти на резервный источник питания 20 предусмотрена возможность ручного режима управления части конечной электрической нагрузки 13 системы, например, можно вручную открыть-закрыть фрамугу окна 26, жалюзи 27 и т.д. Такая система в полном объеме выполняет свои функции и при этом является достаточно простой, а значит наиболее надежной в эксплуатации и экономичной.
Для расширения эксплуатационных возможностей системы в ее состав, к уже имеющимся устройствам, могут быть введены дополнительные элементы - в одиночку, все вместе или в требуемом сочетании - такие, как: модуль 14 ввода-вывода внешних устройств 15 (для подключения, например, кнопок местного управления, датчиков с дискретными или аналоговыми выходами и т.д.), модуль 16 GSM-модема (для приема-передачи сообщений через мобильную связь), программируемое устройство 17 контроля и управления, в том числе связанное с персональным компьютером 18 и/или с сетью Интернет 19. Что касается последних устройств, то с их помощью система может оценивать реальное состояние среды обитания и, при необходимости оперативно корректировать параметры ее комфортности. Следует отметить, что в качестве устройства контроля и управления также могут выступать различные программируемые логические контроллеры, пульты дистанционного управления и системы визуального наблюдения и контроля.
В зависимости от задачи, которую необходимо выполнить, в состав системы могут входить различные элементы и в различных комбинациях. Система может конфигурироваться на один из датчиков 6-12 или комплекс различных датчиков 6; 7; 8; 9; 10; 11 или 12 объединяя их с помощью логических функций. Таким образом можно балансировать между функциональной насыщенностью и стоимостью системы в целом.
В результате, система обеспечения комфорта будет производить автоматическое включение и выключение разнообразных источников света 5, приводов 25 или другого электрооборудования в помещении и на прилегающей к нему территории по одному или нескольким из событий, поступивших:
- от датчика освещения 6;
- от датчика регистрации 7, производящем подсчет людей проходящих через дверной проем 29-33;
- от датчика движения 8, фиксирующем движение объекта;
- от датчика присутствия 9, фиксирующем минимальные движения объекта;
- от датчика приближения 10, фиксирующем изменение расстояния до объекта;
- от датчика температуры 11;
- от датчика качества воздуха 12, определяющего наличие газов, пыли, влажности или дыма, а также:
- от таймера;
- от кнопок местного управления;
- от команды, пришедшей с линии управления;
- от команды, пришедшей с GSM-модема;
- от команды, пришедшей из сети Интернет.
События также могут объединяться с помощью логических функций.
Полезную модель можно проиллюстрировать на следующих типичных примерах.
Пример 1.
Иллюстрирует одну из простейших и наименее затратных схем реализации системы, которой является система обеспечения комфорта, например, такого производственного помещения, как склад - фиг.2.
Внутри помещения с выходом на прилежащую территорию проложен канал 1 информационного обмена в виде электрических проводников типа витой пары. Канал 1 подключен к источнику питания (на фиг.2 условно не показан) и объединяет логически программируемые, настроенные соответствующим образом датчики 4 освещенности - 6 и движения - 8 (и/или присутствия - 9), и исполнительные устройства 3 с конечными электрическими нагрузками 13, в качестве которых выступают электрические лампочки 5.
Данная система работает следующим образом.
В зависимости от времени суток датчик 4; 6 через канал 1 передает информацию на исполнительное устройство 3, которое при недостаточности естественного освещения включает одну или несколько электрических лампочек 5 на прилегающей к складу территории.
При отсутствии в помещении людей освещение в нем отсутствует, либо горит дежурное освещение. При входе в помещение людей реагирует датчик 4 движения - 8 (или присутствия - 9) и включается основное освещение. Пока люди присутствуют в помещении - освещение включено. Как только последний человек выйдет из зоны действия датчиков 8 или 9 освещение отключается.
Аналогичным образом решаются и более сложные задачи. Каждое включение в систему дополнительных функций позволяет более полно решить задачу обеспечения комфортных условий, соответствующих предъявляемым к помещениям и прилегающей территории требованиям.
Пример 2.
Путем последовательного введения в состав системы обеспечения комфорта функционально самостоятельных элементов возможно проиллюстрировать такую схему реализации системы, которую можно считать рекомендуемой, например, для типовой многокомнатной квартиры (коттеджа) - фиг.3.
Таким образом, система обеспечения комфорта квартиры будет включать устройство контроля и управления 17, исполнительные устройства 3 для управления лампами 5 по количеству комнат 34-38, датчиков 4 регистрации - 7 по количеству дверных проемов (проходов) 29-33 и датчиков 4 освещения - 6 по количеству комнат 34-38, где имеется естественное освещение, соединенные между собой по каналу 1 информационного обмена. В зависимости от типов ламп 5 будут применяться соответствующие исполнительные устройства 3. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При входе человека через дверной проем 29 в комнату (коридор) 34 датчик 4 регистрации - 7 фиксирует перемещение человека и направление перемещения. Датчик 4 регистрации - 7 передает команду на устройство контроля и управления 17, в котором во внутреннем счетчике для комнаты 34 количество людей прибавляется на единицу. И при условии, что если в комнате 34 количество людей становится больше «0», то устройство контроля и управления 17 передает команду на исполнительное устройств 3 для включения ламп 5, которое, в свою очередь, включает группу освещения в комнате 34. При входе в комнату 34 через дверной проем 29 второго человека, датчик 4 регистрации - 7 также фиксирует его перемещение и направление перемещения и передает команду на устройство контроля и управления 17, в котором во внутреннем счетчике для комнаты 34 количество людей прибавляется еще на единицу. Поскольку количество людей превышает «0» (составляет «2»), команды на исполнительное устройство 3 не формируется и свет в комнате продолжает гореть.
Когда один человек перемещается из комнаты 34 в комнату 35 через дверной проем 30, то датчик 4 регистрации - 7 передает команду о его перемещении на устройство контроля и управления 17, в котором во внутреннем счетчике для комнаты 34 количество людей уменьшается на единицу, а для комнаты 35 количество людей прибавляется на единицу. В случае если количество людей в комнате 35 становится больше «0» и датчик освещенности 6 формирует команду недостаточной освещенности, то устройство контроля и управления 17 передает команду на исполнительное устройство 3, которое, в свою очередь, включает группу освещения 5 в комнате 35. Поскольку количество людей в комнате 34 остается больше «0» (составляет «1»), команда на исполнительное устройство не формируется и свет в комнате 34 продолжает гореть.
Когда человек перемещается из комнаты 34 в комнату 36 через дверной проем 31, то датчик 4 регистрации - 7 передает команду о перемещении человека на устройство контроля и управления 17, в котором во внутреннем счетчике для комнаты 34 количество людей уменьшается на единицу и становится равным «0», а для комнаты 36 количество людей прибавляется на единицу и становится равным «1». Затем устройство контроля и управления 17, при условии что датчик 4 освещенности - 6 реагирует на недостаточную освещенность и передает команду на исполнительное устройство 3, которое, в свою очередь, включает группу освещения 5 в комнате 36 и с предварительно заданной задержкой времени передает команду на исполнительное устройство 3, которое в свою очередь выключает группу освещения в комнате 34. Аналогичным образом система управляет освещением в комнатах 37 и 38.
Таким образом система включает освещение в комнате при недостаточной освещенности и при входе в нее первого человека, оставляет включенным свет при входе в нее последующих людей и выключает свет при выходе последнего человека.
Следует отметить, что количество комнат в квартире может быть от одной и более. В случае применения системы для минимального количества комнат датчики 4 можно конфигурировать непосредственно на адрес исполнительного устройства 3, минуя устройство контроля и управления 17. Здесь и далее по тексту наличие-отсутствие в системе обеспечения комфорта устройства контроля и управления 17 зависит от количества применяемых датчиков 4 и исполнительных устройств 3, включающих конечную нагрузку, например, разные источники света 5 и др. Таким образом для решения минимальной задачи или достаточно простых задач можно существенно уменьшить стоимость системы за счет исключения из нее устройства контроля и управления 17, при этом повысится надежность за счет исключения достаточно сложного промежуточного звена. Одновременно с управлением светом можно передавать команду на включение-отключение розеток 24 в комнатах 34-38, увеличивая тем самым пожаробезопасность помещения, что дополнительно иллюстрирует потенциальные возможности системы.
Для реализации задачи автоматического включения света в коридоре 34 или лестничных пролетах с одним и более проходами в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для управления лампами 5 по количеству помещений, датчики 4 движения - 8 (или присутствия - 9) по количеству дверных проемов (проходов) 29-33 и датчики 4 освещения - 6 по количеству помещений, где имеется естественное освещение. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При движении человека, например по коридору 34, датчик движения 8 фиксирует движение и передает команду на устройство контроля и управления 17, которое, при условии, что датчик 4 освещенности - 6 зафиксировал недостаточную освещенность, передает команду на исполнительное устройство 3 для включения света. После окончания движения, включается отсчет заранее установленного времени, по истечении которого формируется команда на исполнительное устройство 3 для выключения света.
Для реализации задачи автоматического управления местным освещением на столе, перед мойкой, перед зеркалом и других местах с радиусом действия, например, до 1,5 м с помощью датчиков 4 приближения - 10 в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для управления лампами 5, и датчики 4 приближения - 10, - по количеству мест, необходимых для освещения. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При приближении человека к определенному месту датчик 4 приближения - 10 фиксирует данный факт и передает команду на устройство контроля и управления 17, которое передает команду на исполнительное устройство 3 для включения света. При отдалении человека от места нахождения датчик 4 приближения - 10 фиксирует это событие и передает команду на устройство контроля и управления 17, которое затем включает отсчет заранее установленного времени и по истечении этого времени формирует команду на исполнительное устройство 3 для выключения света.
Для реализации задачи автоматического управления жалюзи 27, шторами (та же поз.27), наружными ставнями 28 или другими устройствами защиты от солнца в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для управления приводом 25 для жалюзи 27 или штор по количеству окон и датчиков 4 освещения - 6. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При снижении освещения ниже минимально установленного, например, после заката солнца, датчик 4 освещения - 6 отправляет команду на устройство контроля и управления 17, которое формирует команду на закрывание жалюзи 27 на исполнительное устройство 3. При увеличении освещения датчик 4 освещения - 6 формирует команду для открытия жалюзи 27, например, на определенный угол, а при увеличении освещения выше максимально установленного датчик 4 освещения - 6 также формирует команду для частичного закрытия жалюзи 27. Также возможны другие комбинации управления приводом 25 жалюзи 27, штор или наружными ставнями 28.
Для реализации задачи автоматического управления форточками 26, фрамугами (та же поз.26) или другими устройствами закрывающими окна от проникновения воздушных масс в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для управления приводом 25 для форточек 26 - по количеству окон, датчики 4 качества воздуха - 12 и другие необходимые датчики. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При ухудшении качества воздуха, например задымленности, увеличении пыли, влажности, СО2 или других газов, датчик 4; 12 отправит команду на устройство контроля и управления 17, которое формирует команду для открывания форточек 26 на исполнительное устройство 3. А при улучшении качества воздуха датчик 4; 12 отправит команду для закрывания форточек 26. Данную задачу можно расширить, применив дополнительно датчики 4 температуры - 11 и другие, объединив их с помощью логических функций.
Для реализации задачи автоматического управления нагревательным прибором 21 в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 4 для его управления и датчики 4 температуры - 11. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При снижении температуры ниже минимального значения, датчик 4 температуры - 11 отправляет команду на устройство контроля и управления 17, которое сформирует команду для включения нагревательного прибора 21 на исполнительное устройство 3. С помощью устройства контроля и управления 17 возможно задание температурного профиля. Например, возможны варианты, когда в утреннее и вечернее время заданная температура будет выше, а в дневное и ночное время заданная температура будет ниже. В присутствии людей в комнате, что определяется по подсчету количества людей датчиками 4 регистрации - 7, задается комфортная для человека температура. В отсутствии людей задается минимально допустимая для помещения температура.
Для реализации задачи автоматического управления вентилятором 22 в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для его, датчики 4 температуры - 11 и/или датчики 4 качества воздуха - 12, и/или датчики 4 регистрации - 7. Датчиком 4 качества воздуха - 12 может быть, например, датчики влажности, дыма, СО, СO2, метана и другие - в любой комбинации. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
Датчики 11 и 12 передают команду об измеренном или предельном значении фиксируемого параметра на устройство контроля и управления 17, которое после обработки значений передает команду на исполнительное устройство 3 для управления вентилятором 22. В зависимости от задачи, включение вентилятора 22 возможно в заданное время, при увеличении температуры, увеличении влажности, увеличении задымленности, увеличении вредных и опасных газов, увеличения в комнате количества людей, которые подсчитываются с помощью датчика 4 регистрации - 7. Отключение вентилятора 22 возможно при снижении одного или нескольких из перечисленных параметров. С помощью устройства контроля и управления 17 возможно объединить показания нескольких датчиков 7, 11 и 12 логическими функциями.
Для реализации задачи автоматического управления кондиционером 23 в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для его управления и датчики 4 температуры - 11 и влажности (одна из функций датчика 12). Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
При увеличении температуры или влажности выше максимально заданных, датчики 11 и 12 отправляют команды на устройство контроля и управления 17, которое формирует команду для включения кондиционера 23 на исполнительное устройство 3. При снижении температуры или влажности датчики 11 и 12 формирует команды для отключения кондиционера 23. С помощью устройства контроля и управления 17 также возможно задание температурно-влажностного профиля. Например, в утреннее и вечернее время будет установлена комфортная для человека температура и влажность, а в дневное и ночное время кондиционер 23 будет отключаться. Также, в присутствии в комнате людей, которое определяется по подсчету количества людей датчиками 4 регистрации - 7, задается комфортная для человека температура и влажность. В отсутствии людей кондиционер 23 отключается.
Для реализации задачи автоматического управления электророзетками 24, в которые могут быть включены бытовые электроприборы, в систему будут дополнительно включены исполнительные устройства 3 для их управления, модуль GSM-модема 16, модуль ввода вывода 14 и/или датчик 4 регистрации - 7. Алгоритм работы системы для данного случая следующий.
Ко входам модуля ввода вывода 14 могут быть подключены кнопки ручного управления. Датчики модуля ввода-вывода 14 передают команду об измеренном или предельном значении на устройство контроля и управления 17, которое после обработки значений передает команду на исполнительное устройство 3 управления розетками 24. Отключение розеток 24 можно осуществить кнопками ручного управления, с устройства контроля и управления 17, выполненного, например, в виде пульта управления, в заданное время, а в отсутствие в комнате людей, зафиксированном датчиками 4 регистрации - 7, - дистанционно через мобильную связь или сеть Интернет.
Для всех перечисленных выше вариантов возможно применение модуля ввода-вывода 14, ко входам которого могут подключаться любые дискретные или аналоговые датчики. К таким же входам модуля ввода-вывода, но на других каналах могут быть подключены кнопки ручного управления. Так же всеми перечисленными выше нагрузками возможно управление с помощью мобильного телефона, посредством модуля GSM-модема 16 и/или с удаленного персонального компьютера через сеть Интернет 19, подключенную к устройству контроля и управления 17 или к персональному компьютеру 18.
Возможно решение и множества других задач на основе данной системы, связанных, например, с контролем протечек воды и утечек газа управления замками дверей, управления наружными ставнями, управления аудио-видео и бытовой техникой, контролем пожарного состояния помещения, решения вопросов безопасности и охраны, путем, например, имитации присутствия людей в помещении и т.д., но в этом случае система утратит свою специфику, увеличится ее стоимость, усложнится порядок эксплуатации и технического обслуживания.
В результате использования полезной модели становится возможным создание системы автоматического обеспечения комфортных условий в условно ограниченном объеме и/или на условно ограниченной территории, которая характеризуется расширенными функциональными возможностями при сохранении простоты, надежностью работы, экономичностью, возможностью оценки реального состояния среды обитания и, при необходимости корректировки, в том числе оперативной, ее параметров.
1. Система обеспечения комфорта, включающая канал информационного обмена с, по меньшей мере, одним входом-выходом, взаимодействующим с, по меньшей мере, одним исполнительным устройством и соответствующим датчиком его управления, причем в качестве исполнительного устройства применяют, по меньшей мере, одно устройство включения-выключения приборов освещения, при этом канал информационного обмена выполнен в виде самостоятельных электрических проводников или встроенных проводников электрической, телефонной или радиотрансляционной сетей, или беспроводной сети, работающей в диапазоне радиоволн, или в виде их сочетания и дополнительно содержит, по меньшей мере, один из датчиков освещенности и/или регистрации, и/или движения, и/или присутствия, и/или приближения, и/или температуры, и/или качества воздуха, а также, по меньшей мере, один модуль ввода-вывода внешних устройств и/или, по меньшей мере, один модуль GSM-модема, а исполнительные устройства выполнены в виде, по меньшей мере, одного из контактных и/или бесконтактных устройств включения-выключения конечной электрической нагрузки, по меньшей мере, часть которой выполнена с возможностью реализации ручного режима управления, причем датчики и исполнительные устройства выполнены с возможностью программирования логических функций.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что конечная электрическая нагрузка выполнена в виде, по меньшей мере, одного из приборов освещения, и/или отопления, и/или вентиляции, и/или кондиционирования воздуха, и/или электророзетки для подключения бытовых приборов, и/или приводов, по меньшей мере, одного из устройств открытия-закрытия фрамуги окна, и/или открытия-закрытия жалюзи, и/или открытия-закрытия наружных ставней.
