Система управления микроклиматом помещений внутри здания. Разработка системы управления микроклиматом в теплице

Система микроклимата включает в себя управление отоплением, вентиляцией и кондиционированием, то есть помогает поддерживать комфортный для человека, растений, животных и различного оборудования уровень параметров воздуха: температуры, влажности и химического состава в жилых и производственных помещениях. Также управление микроклиматом позволяет снизить общее потребление энергии, за счет рационального использования ресурсов. Контроль микроклимата осуществляется с помощью различных инженерных устройств: кондиционеры, вентиляторы, радиаторы и прочие другие. Устройства не должны конфликтовать друг с другом, поэтому необходимо обеспечить слаженное управление и настройку всех исполнительных устройств. Исходя из требований для помещения, можно реализовать различные сценарии работы системы микроклимата (например, разная логика поддержки температуры при наличии и отсутствии людей в здании).

В данной дипломной работе реализована модель управления отоплением и кондиционированием в квартире, а также организована система теплого пола. Эти системы имеют некоторые общие элементы в принципах проектирования, но и также различны в определенных моментах, которые наглядно продемонстрированы в ходе реализации данного проекта.

Пользователь может выставить желаемую температуру в помещении, которая будет поддерживаться за счет включения/выключения обогревателя и кондиционера, используя сенсорную панель или интерфейс контроллера LogicMachine4. Также реализована функция автоматического отключения системы микроклимата при открытом окне и возможность вручную отключить систему. Это позволяет экономить энергоресурсы. Система теплого поля работает почти по такому же принципу, как и система отопления/кондиционирования, то есть пользователь выставляет нужную температуру, и она поддерживается с помощью обогревателя пола.

Исходя из технического задания были выбраны следующие компоненты для реализации системы управления микроклиматом и теплым полом:

• 1. EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3);
• 2. EVIKA Контроллер 8-ми датчиков температуры Pt100/1000 (IPT8-KNX);
• 3. Сенсорная панель InZennio Z38i;
• 4. Реле WAGO 788-304 (3 шт.);
• 5. Датчик температуры PT1000;
• 6. Геркон.

Для начала рассмотрим реализацию системы микроклимата, которая включает в себя кондиционирование и отопление, на основании температуры, выставленной пользователем. Множество компаний производит различные виды термостатов разной ценовой категорией и имеющих отличный друг от друга функционал. В качестве управляющего микроклиматом устройства использована сенсорная панель InZennio Z38i, которая имеет множество дополнительных возможностей, включая функцию термостата и встроенный датчик температуры. Панель Z38i сравнивает значение, полученное с датчика со значением выставленным пользователем и на основании этого, включает/выключает кондиционер или обогреватель; в данном проекте вместо них задействованы два реле WAGO 788-304, имеющие красный светодиод, срабатывающий при замыкании контактов. Разумеется, необходима еще настройка дополнительных параметров панели (например, "коридор" гистерезиса температуры). Таким образом, пользователь сможет вручную включать или выключать всю систему микроклимата, а также будет происходит автоматическое отключение системы при открытом окне, которое реализовано с помощью геркона.

Существуют несколько способов реализации логики системы отопления/охлаждения. Один из них - принцип пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД) регулятора (рис. 27). Выходной сигнал регулятора u определяется тремя основными слагаемыми, каждый из которых отвечает за определенную функцию:

где Кp, Кi, Кd -- коэффициенты усиления пропорциональной, интегрирующей и дифференцирующей составляющих регулятора соответственно.

Рис. 27.

В данном случае не столь важен математический принцип работы ПИД-регулятора, а точнее, расчет значений коэффициентов, так как есть готовые библиотеки на языке программирования LUA или прописанный алгоритм в работе устройств для реализации ПИД-регулятора в домашней автоматике.

Вторым вариантом организации системы микроклимата является принцип двухточечного термостата (рис. 28).

Рис. 28.

Помимо установленной температуры, программно задается "коридор" гистерезиса, то есть некоторая дельта возможной температуры. При достижении минимума гистерезиса включается обогреватель, который будет работать до того момента как температура поднимется выше максимума гистерезиса. Обогреватель отключается, и температура начинает падать снова до минимума и т.д. По такому же принципу работает кондиционер. Важно проверить, чтобы устройства охлаждения и обогрева не вступали в конфликт (не включался одновременно и обогреватель, и кондиционер).

Для реализации системы микроклимата, необходимо подключить сенсорную панель InZennio Z38i к шине KNX (вся шина подключена к дросселю и имеет общий блок питания), при этом питания шины достаточно для Z38i и поэтому не требуется подключение непосредственно к блоку питания. Так же, как и в системе управления освещением, реле, отвечающие за обогреватель и кондиционер, подключены к EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3) к "2" и "3" каналам соответственно. Подключение каналов реле WAGO 788-304 к UIO8-KNXv3 полностью аналогично подключению реле, управляющего лампой. Геркон, эектромеханическое устройство, работающее по принципу "ключа", одним концом кабеля подключается к "8" каналу UIO8-KNXv3, а другим к общему "плюсу". Таким образом при создании магнитного поля (прикладывании магнита) контакты геркона будут замыкаться и на канал EVIKA Multiport v3 будет подано напряжение, таким образом с помощью геркона имитируется закрытое/открытое окно.

После того как все устройства корректно подключены и проверены на короткое замыкание мультиметром, необходимо настроить систему, используя программное обеспечение ETS3 Professional. Настройка параметров реле, управляющих обогревателем и кондиционером, в аппликационной программе для EVIKA Multiport v3 (UIO8-KNXv3) аналогична настройке реле, управляющего лампой. Каналы "2" и "3", к которым подключены реле, также настраиваются как бинарные выходы, которые могут выдавать значение либо "0", либо "1". При отправлении значения "1" на канал реле, будет происходить замыкание контактов и включение красного светодиода, что позволит имитировать непосредственно кондиционер и обогреватель. Канал "8", к которому подключен геркон, имеет конфигурацию бинарного входа, по аналогии с выключателем, управляющим светом. Однако настройки параметров различны. Параметр "rising edge" имеет значение "send 0", а "faling edge" - "send 1". Это означает, что при замыкании контакта (окно закрыто) на привязанный групповой адрес будет отправлено значение "0". При размыкании контакта (окно открыто) на этот групповой адрес будет отправлено значение "1". Также этот объект связи связан с объектом, включающим и выключающим систему микроклимата. Панель InZennio Z38i настраивается в соответствии с технической документацией . Распределение объектов связи по групповым адресам представлено на рисунке 29.

Рис. 29.

Пользователь может включить или выключить систему микроклимата в целом, выставить необходимую ему температуру и увидеть в каком состоянии сейчас находится окно (открыто или закрыто). Для реализации дополнительных сценариев (например, включение системы по определенным часам) используется контроллер LogicMachine4.

Для реализации теплого пола используется датчик температуры PT1000, который измеряет температуру пола, исполнительное устройство EVIKA Контроллер 8-ми датчиков температуры Pt100/1000 (IPT8-KNX) для управления системой и реле WAGO 788-304 для имитации механизма обогрева пола. IPT8-KNX по аналогии с другими логическими элементами подключается к общей сети KNX посредством шинного клеммника. Дополнительное подключение к источнику питания не требуется, так как устройство питается от сети KNX. Датчик температуры PT1000 подключается к каналу "1" устройства IPT8-KNX и к общему "минусу". Реле, которое является эмулятором механизма обогрева пола, подключается так же, как и все остальные реле, к устройству Multiport v3 к "6" каналу. Общая схема подключения для системы микроклимата и теплого пола представлена на рисунке 30.

Канал "6" мультипорта настраивается в режиме бинарного выхода, как и все остальные реле. В аппликационной программе устройства EVIKA Контроллер 8-ми датчиков температуры Pt100/1000 (IPT8-KNX) идет настройка термостата для реализации системы управления теплым полом. Параметры "heating control" и "cooling control" по умолчанию настроены как "enabled" (то есть включены), но так как охлаждение пола не требуется (в отличие от системы микроклимата), то параметр "cooling control" необходимо перевести в режим "disabled". Устройство будет сравнивать полученное от датчика PT1000 значение температуры с установленным пользователем значением и регулировать включение обогрева пола. Далее необходимые объекты связи распределяются по групповым адресам. Распределение объектов связи представлен на рисунке 31.

Рис. 31.

Таким образом, пользователь сможет указать необходимую для поддержания температуру пола, а также выключить систему, если это необходимо.

Систему микроклимата можно расширять, учитывая другие различные факторы, например, влажность воздуха или добавляя сценарии включения отопления по датчику нахождения человека в помещении или по времени суток.

Поиски материалов

C платой микроконтроллера определился и самое время решить, какие мне нужны датчики. Немного поразмышляв, решил в первый раз не делать что-то масштабное (как я люблю говорить «краткость - сестра таланта») и ограничиться тремя основными составляющими микроклимата теплицы - температура, освещенность и влажность почвы. Разберем все по порядку:

С датчиками определился. Самое время подумать о красивом корпусе. Пошарив по волнам интернета нашел вот этого красавца и решил: мой курсач будет в нем.

Но т.к. в нем есть отверстие под дисплей, у меня не осталось выбора как «добавить» в курсовую индикацию с помощью дисплея. Мною было принято решение использовать простой в обращении lcd 1602:

Разбираясь, как он работает натолкнулся на очень , где все подробно описано. Все пины подключал по примеру в статье. Код также прилагается.

В качестве источника питания использую крону на 9В. С материалами покончено. Приступаем к разработке.

Разработка

Датчики сделал отдельно от основного корпуса:

Буду рад любой критике.

• Введение
• 3. Разработка структуры
• 3.2.1 Датчики
• 3.2.2 Устройство управления
• 3.3 Алгоритм работы системы
• 4. Разработка схемы
• 4.1 Выбор микроконтроллера
• 4.2 Структура микроконтроллера ATmega 8535
• 4.3 Описание выводов микроконтроллера ATmega 8535
• 4.5 Выбор датчика влажности
• 4.6 Выбор средств индикации
• 4.7 Выбор ключевых элементов
• Заключение
• Библиографический список
• Приложения

Введение

На значительной территории нашей страны в связи с продолжительной, нередко суровой зимой и коротким, не всегда теплым летом складываются неблагоприятные условия для выращивания теплолюбивых растений в открытом грунте.

Для расширения возможности выращивания растений и снабжения населения свежими продуктами питания, особенно овощами, в неблагоприятные периоды года применяют различные сооружения защищенного грунта, в которых искусственно создаются необходимые условия для роста и развития растений. По степени удовлетворения потребностей растений в комплексе факторов жизнеобеспечения или по технологической сложности сооружения защищенного грунта подразделяют на парники, утепленный грунт и теплицы.

В сооружениях защищенного грунта необходимо стремиться к созданию оптимальных параметров среды выращивания. К сожалению, в простейших теплицах на приусадебных участках в основном на солнечном обогреве не всегда этому уделяется должное внимание. В результате растения в таких теплицах постоянно находятся в стрессовых условиях. Ночью, как правило, растения переохлаждаются, днем в солнечную погоду перегреваются. Особенно усугубляются неблагоприятные воздействия в теплицах, расположенных на садово-огородных участках, значительно удаленных от мест постоянного проживания владельцев. В таких теплицах, посещаемых, как правило, лишь в выходные дни, нет возможности оперативно вмешаться в формирование климата, в результате чего он нередко далек от оптимального. Правильный тепловой режим в теплицах позволяет повысить урожайность в 2-3 раза.

Существуют многочисленные системы автоматизированного управления микроклиматом теплиц. Как правило, такого рода системы, содержат полный комплекс управления микроклиматом:

· температура и влажность воздуха

· инфракрасный термометр листа

· температура и влажность почвы

· температура стекла

· температура зоны плодоношения

· температура в контурах отопления

· концентрация СО2 и т.д.

· ультразвуковой датчик ветра

· бесконтактный датчик осадков

Такие системы, конечно, хороши и эффективны, но обладают вполне ощутимым недостатком - высокой стоимостью. Использование такого рода систем в промышленной агротехнике оправдана: территория теплиц огромна, а такая система позволяет экономить на персонале, получать большой урожай, что позволяет увеличить прибыль, а, следовательно, окупить систему.

Особенностью агротехники нашей страны является то, что 70% населения сами обеспечивают себя овощами в летний и осенний период за счет выращивания культур на приусадебных участках. Естественно, что в таких условиях выращивания человек не может постоянно контролировать микроклимат в теплице, но и покупать дорогостоящую систему тоже нет возможности. Многие из дачников используют подручные, не всегда надежные и эффективные свойства - гидроцилиндры для автоматического открывания форточек при слишком высокой температуре, бочку с небольшим отверстием для полива и прочее. Эти приспособления не дороги, но малоэффективны и не надежны (гидроцилиндры часто выходят строя, течет масло, уплотнительное кольца быстро приходят в негодность, температура, при которой открывается форточка, измеряется эмпирически и т.д.). Поэтому необходимо создать простую систему управления основными параметрами микроклимата: температура и влажность.

1. Формирование требований пользователя к АС

Наша система должна отвечать следующим основным требованиям:

1. должна быть максимально простой и недорогой.

2. иметь понятную систему управления, не требующую особых знаний и навыков.

3. иметь возможность реконфигурирования микроклимата под ту или иную выращиваемую культуру.

4. не должна предъявлять особых требований к конструкции теплицы и максимально от нее не зависеть.

5. обеспечивать надежную и устойчивую работу всех элементов системы

2. Разработка концепции АС

После включения системы производится выбор выращиваемой культуры. Далее считывается температура, выводится на индикатор, анализируется. В случае необходимости - ее корректировка (включение нагревателя или проветривание), потом считывается влажность, анализируется и принимается решение о необходимости полива.

Каждый режим характеризуется своими параметрами, представленными в таблице 1.

Таблица 1.

3. Разработка структуры

3.1 Описание функций, которые выполняет система

Для разработки структурной схемы системы контроля микроклимата теплицы, кратко опишем функции, которые должна выполнять разрабатываемая система:

1. Начальный запуск системы

2. Выбор необходимого для поддержания типа микроклимата.

3. Прием данных с датчиков и обработка этих данных в соответствии с алгоритмом.

4. Вывод текущих параметров микроклимата среды.

5. Формирование выходных сигналов для запуска исполнительных устройств проветривания или нагрева, полива.

3.2 Основные модули

Исходя из требований технического задания и функций, которые должна выполнять разрабатываемая система, можно выделить основные модули, из которых должна состоять вычислительная система.

3.2.1 Датчики

Датчики - являются неотъемлемой частью системы, они используются для того, чтобы система могла в реальном времени реагировать на изменения внешних параметров по заранее разработанному алгоритму.

Так как мы проектируем систему, которая будет использоваться в небольших теплицах, поэтому ограничимся одним датчиком температуры и одним - влажности. Однако при выборе устройства управления следует учесть возможность подключения дополнительных датчиков с целью уточнения данных или с целью увеличения функциональных возможностей.

3.2.2 Устройство управления

Устройство управления является главной частью системы, оно необходимо для сбора и обработки информации поступающей с системы датчиков, выработки управляющих сигналов для исполнительных устройств, а также вывода информации на устройство индикации.

3.2.3 Пульт управления и устройство визуальной индикации

Пульт управления и устройство визуальной индикации необходимы для выбора типа микроклимата, для визуального вывода текущей температуры и влажности в теплице.

3.3 Выбор варианта структуры

В соответствии с определенными выше функциями можно определить общую структуру системы. Устройство управления получает от датчиков температуры, влажности и кнопок управления данные, преобразует их в соответствии с алгоритмом работы и выдает данные на индикаторы для отображения температуры и влажности, а также при необходимости сигналы на ключевые элементы. Ключевые элементы позволяют включать/выключать исполнительные устройства в том порядке, в который установлен в алгоритме.

3.4 Алгоритм работы системы

Алгоритм работы системы позволяет устанавливать критические параметры в соответствии с выбранным режимом, регулирует температуру и влажность в теплице, учитывая особенности каждой культуры.

микропроцессорное управление микроклимат теплица

Рисунок 1 - Алгоритм работы системы

4. Разработка схемы

4.1 Выбор микроконтроллера

Ориентировочно требуется 25 выводов: 12 для организации матрицы индикации на основе двух 7-ми сегментных индикаторов (двухразрядный и трехразрядный), 3 для подключения датчиков, 5 для подключения кнопок управления, 5 для управления исполнительных устройств.

Таким образом, выбор микроконтроллера будет осуществляться из серии "mega". Согласно табл. 1, оптимальным решением будет микроконтроллер ATmega8535, т.к. он обладает достаточным объемом памяти, необходимым количеством выводов, высоким быстродействием и хорошим набором периферии (АЦП, таймеры, внутренний RC-генератор TWI-интерфейс.).

4.2 Структура микроконтроллера ATmega8535

В данном микроконтроллере АЛУ подключено непосредственно к 32-м рабочим регистрам, объединенным в регистровый файл. Благодаря этому АЛУ выполняет одну операцию (чтение содержимого регистров, выполнение операции и запись результата обратно в регистровый файл) за один машинный цикл.

В микроконтроллерах AVR реализована Гарвардская архитектура, которая характеризуется раздельной памятью программ и данных, каждая из которых имеет собственные шины доступа к ним. Такая организация позволяет работать одновременно как с памятью программ, так и с памятью данных.

Рисунок 2 - Архитектура микроконтроллера ATmega8535

Счетчик команд.

Размер счетчика команд составляет 12 разрядов. Напрямую (как регистр) счетчик команд из программы недоступен.

При нормальном выполнении программы содержимое счетчика команд автоматически увеличивается на 1 или на 2 (в зависимости от выполняемой команды) в каждом машинном цикле. Этот порядок нарушается при выполнении команд перехода, вызова и возврата из подпрограмм, а также при возникновении прерываний.

После включения питания, а также после сброса микроконтроллера в счетчик программ автоматически загружается значение $000. Как правило, по этому адресу располагается команда перехода (RJMP) к инициализационной части программы.

При возникновении прерывания в счетчик команд загружается адрес соответствующего вектора прерывания ($001. $014). Если прерывания используются в программе, по этим адресам должны размещаться команды относительного перехода к подпрограммам обработки прерываний. В противном случае основная программа может начинаться непосредственно с адреса $001.

Регистры общего назначения (РОН) микроконтроллера.

Все 32 РОН непосредственно доступны АЛУ, в отличие от микроконтроллеров других фирм. Любой РОН может использоваться во всех командах и как операнд-источник, и как операнд-приемник. Исключение составляют лишь пять арифметических и логических команд, выполняющих действия между константой и регистром (SBCI, SUBI, CPI, ANDI, ORI), а также команда загрузки константы в регистр (LDI). Эти команды могут обращаться только ко второй половине регистров (R16…R31).

Два старших регистра общего назначения формируют 16-разрядный индексный регистр Z, который используется в качестве указателя при косвенной адресации памяти программ и памяти данных. Так как объем адресуемой памяти составляет всего 32 байт, при обращении к ней используется только младший байт (регистр R30). Содержимое старшего байта индексного регистра (регистр R31) при косвенной адресации памяти данных автоматически очищается процессором.

Регистры ввода/вывода (РВВ) микроконтроллера.

Регистры ввода/вывода (РВВ) располагаются в так называемом пространстве ввода/вывода размером 64 байт. Все РВВ можно разделить на две группы: служебные регистры микроконтроллера и регистры, относящиеся к периферийным устройствам (в том числе порты ввода/вывода). Размер каждого регистра - 8 бит.

Сторожевой таймер используется для защиты от аппаратных сбоев, например, если программа перешла в бесконечный цикл.

Регистр команд содержит команду, которая выбирается из FLASH-памяти программ для выполнения.

Начальная синхронизация происходит с приходом на вход синхронизатора сигнала RESET.

4.3 Описание выводов микроконтроллера ATmega 8535

Рисунок 3 - Выводы микроконтроллера ATmega 8535

Таблица 3. Описание выводов микроконтроллера ATmega8535

4.4 Выбор температурного датчика

В качестве датчика температуры был выбран датчик DS1621.

Основные его свойства:

· Прямое преобразование температуры в цифровой код, без дополнительных АЦП

· Возможность передачи данных через одно-, двух - проводной интерфейс

· Возможность адресации нескольких датчиков на одной шине

· Заводская калибровка и встроенная коррекция нелинейности, не нужно дополнительной подстройки

· Широкий диапазон измерения температуры (-55 … +125°С)

· Высокое быстродействие (время преобразования от 0.5 до 2 с)

· защита от агрессивной среды

4.5 Выбор датчика влажности

В качестве датчика влажности был выбран HIH 4000-003. Он обеспечивает широкий диапазон измерений, высокую надежность и низкую стоимость. Возможно прямое подключение к АЦП микроконтроллера благодаря стандартному размаху выходного сигнала (от 1.0 до 4.0 В).

4.6 Выбор средств индикации

В системе нам необходимо визуально отображать текущую температуру в теплице и выбранный режим работы.

Для этого будем использовать семисегментные индикаторы. Можно предположить, что возникнет такая ситуация, когда в теплице будет отрицательная температура, поэтому для визуализации текущей температуры возьмем трехразрядный семисегментный индикатор. Основных рабочих режимов у нас пять, поэтому для отображения рабочего режима используем одноразрядный семисегментный индикатор. Будем использовать индикаторы BA56-12 и LDD3051.

4.7 Выбор ключевых элементов

В качестве ключевых элементов выберем симистор, который как раз и предназначен для коммутации нагрузки на переменном токе. Так как коммутируем мы силовую высоковольтную цепь, 220 вольт, а контроллер у нас низковольтный, работает на пять вольт.

Поэтому во избежание эксцессов нужно произвести потенциальную развязку. То есть сделать так, чтобы между высоковольтной и низковольтной частью не было прямого электрического соединения.

Например, сделать оптическое разделение. Для этого существует специальная сборка - симисторный оптодрайвер MOC3041. В качестве симистора взят ВТ 139.

4.8 Выбор исполнительных устройств

В системе микропроцессор должен управлять открытием двери/фрамуг, поливом и обогреванием теплицы.

Для полива будем использовать капельную систему. Электромагнитный клапан предназначен для включения или выключения подачи жидкости, а так же для подачи горячей воды в трубы при отоплении теплицы, при подаче на него соответствующего электрического сигнала. Будем использовать клапан 2W21.

Для проветривания теплицы необходимо на дверь, боковую фрамугу и фрамугу в крыше поставить 3 мотор-редуктора, для открытия или закрытия фрамуг. Будем использовать IG32p-02.

4.9 Выбор дополнительных элементов

Для питания микропроцессора от сети 220 В необходима схема согласования, так как процессор питается от постоянного напряжения в 5В. Будем использовать трансформатор понижающий Б3800.

В качестве диодного моста будем использовать схему DB157.

В качестве стабилизатора напряжения будем использовать LM340K-5.

В схеме необходимо использовать 5 транзисторов в ключевом режиме для управления семисегментными индикаторами. Выберем транзистор КТ315. Для установки и выбора режима нам не обходимы пять кнопочных переключателей. Для этой цели будем использовать переключатели MPS-5802.

4.10 Разработка функциональной схемы

Температурный датчик работает по интерфейсу i2с, который поддерживает микроконтроллер, поэтому дополнительных средств согласования и управления не требуется. Обмен информацией поддерживается программно через выходы РС0, РС1, а при подключении датчика необходимо только поставить 2 резистора по 1кОм. У датчика влажности выход аналоговый, поэтому нужно использовать АЦП, который встроен в Atmega 8535, используя РА2. Передача поддерживается программно. Кнопки управления и ключевые элементы подключаются к порту В, а порт D используется для семисегментной индикации.

5. Описание работы принципиальной схемы

Питание нашей системы будет от стандартной сети 220В, 50 Гц. Будем использовать следующую схему: трансформатор понижает переменное сетевое напряжение до 12 В. Диодный мост VD1…4 выпрямляет сетевое напряжение. Интегральный диодный мост выбранного типа DB157 коммутирует токи до 1 А. В качестве стабилизатора напряжения включена микросхема интегрального стабилизатора U1 - LM340K-5.

Данные с датчика температуры считывается микропроцессором по интерфейсу I2C, а данные с датчика влажности - через АЦП. Переключение каналов АЦП, обработка данных с датчиков температуры, выработка сигналов на исполнительные устройства, вывод информации на устройство индикации осуществляется программно с помощью соответствующих средств микроконтроллера.

Для вывода визуальной информации об установленной влажности и температуре в теплице используем трехразрядный и двухразрядный семисегментные светодиодные индикаторы.

Принцип индикации следующий. Каждую 16 мс загорается одна цифра индикаторов. Для определения номера цифры в программе микроконтроллера есть счетчик (указатель индикатора), который считает от 0 до 2. Восьмиразрядный таймер счетчик запрограммирован так, что через каждые 16 миллисекунд возникает прерывание. Таким образом, каждые 16 миллисекунд горит одна цифра. В следующую миллисекунду загорается следующая цифра, а эта гаснет. Глаз же человека воспринимает это так, как будто горят одновременно все цифры.

При включении питания микроконтроллер принимает сигнал RESET, который определяет начальную синхронизацию встроенного калибруемого генератора. Узел программирования получает сигналы синхронизации от синхронизатора и управляет работой счетчика команд и FLASH-памятью программ.

Регистр команд содержит команду, которая выбирается из FLASH-памяти программ для выполнения. Дешифратор команд по коду операции определяет, какая команда должна выполняться. Далее происходит последовательная выборка и исполнение команд в соответствии с алгоритмом работы.

При нажатии на кнопки управления происходит прерывание и управление предается соответствующему обработчику прерывания, где по алгоритму происходит установка нужного режима.

Таблица 16. Подключение устройств к портам микроконтроллера Atmega8535

6. Программное обеспечение для микроконтроллера

Писать программу для микроконтроллера будем на языке С, так как такая программа более проста в написании, наглядна и не требует специфических знаний ассемблера и особенностей данного микроконтроллера. Программировать будем в CodeVisionAVR. Эта программа бесплатна, создана специально для работы с микроконтроллерами AVR, есть библиотеки для каждого микроконтроллера (в том числе и для Atmega8535), а также есть инструмент начального создания кода. С помощью этого инструмента мы можем настроить порты ввода/вывода, настроить работу по интерфейсу I2C, а также таймер и АЦП преобразователь.

Четыре процедуры являются стандартными: main, read_adc, ds1621_temperature_10 (0), timer0_ovf_isr.

· read_adc - процедура для считывания данных с датчика влажности, поддерживает связь с АЦП.

· ds1621_temperature_10 (0) - стандартная процедура для обмена с датчиком ds1621 по интерфейсу i2c.

· timer0_ovf_isr - прерывание таймера по переполнению. Позволяет отображать режим и температуру на семисегментных индикаторах таким образом, чтобы не возникало мерцаний и пропадений цифр с индикатора.

· main - главная процедура, в нее входит пользовательские процедуры:

· zapoln - процедура, осуществляющая запоминание критических параметров по выбранному режиму.

· indik, otobr_chif - процедуры для отображения данных на семисегментных индикаторах, подавая на выводы A-G и транзисторные ключи соответствующие сигналы.

Заключение

Разработанная микропроцессорная система управления микроклиматом в теплице полностью удовлетворяет поставленным требованиям. Осуществляется мониторинг и индикация температуры и влажности, в соответствии с выбранным режимом работы происходит управление фрамугами, капельным поливом и нагревателем.

Результаты моделирования на персональном компьютере показали, разработанная микропроцессорная система функционирует правильно и выполняет возложенные на нее задачи.

Библиографический список

1) Баранов В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы. - М. Ж Издательский дом "Додэка XXI", 2004

2) Тигранян Р.Э. Микроклимат. Электронные системы обеспечения. - ИП. Радиософт, 2005

3) Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. - М.: ИП РадиоСофт, 2002 - 176с.

4) Datasheet: Atmel 8-bit AVR Microcontroller

5) Datasheet: BT 139 Series.

6) Datasheet: LM340 Series.

7) http://www.teplitsa-urojay.ru/rasta/ogurtsy/

8) http://www.zooclub.ru/flora/rouse/14. shtml

9) http://www.greeninfo.ru/vegetables/capsicum_annuum.html/Article/_/aID/3354

10) http://www.sadovod. spb.ru/TextShablon. php? LinkPage=222

11) attachment: /26/ds1621. htm

12) attachment: /15/6. htm

13) http://easyelectronics.ru/

14) http://www.superfilter.ru/manual. htm

15) http://www.ruselectric.ru/info/shop/transformatori/2084

16) http://www.chip-dip.ru/product0/874599444. aspx

17) http://www.elfa. lv/cgi-bin/index. cgi? artnr=73-092-06&lng=rus

18) http://clip2net.com/u/the_ghost/rezus/page-62729-mos3041/

19) http://catalog.compel.ru/triac/info/BT139-600.127%20 (NXP)

20) http://www.pcports.ru/articles/avr4. php

21) http://www.gaw.ru/

Приложения

Приложение А

Листинг программы для микроконтроллера

/*****************************************************

Chip type: Atmega8535

Program type: Application

AVR Core Clock frequency: 1,000000 MHz

Memory model: Small

External RAM size: 0

Data Stack size: 128

*****************************************************/

#include

#include

// I2C Bus functions

Equ __i2c_port=0x15; PORTC

Equ __sda_bit=1

Equ __scl_bit=0

#include

// DS1621 Thermometer/Thermostat functions

#include

#define ADC_VREF_TYPE 0x20

// объявление глобальных переменных

int temp_v,T_max,T_min,buf;

unsigned char V,V_max,V_min;

unsigned char rezim,pr;

// процедура отображение цифры на одном из разряде

void otobr_chif (int buf)

{case 0: PORTD=0xbb;

case 1: PORTD=0x82;

case 2: PORTD=0x3e;

case 3: PORTD=0xae;

case 4: PORTD=0x87;

case 5: PORTD=0xad;

case 6: PORTD=0xbd;

case 7: PORTD=0x22;

case 8: PORTD=0xbf;

case 9: PORTD=0xaf;

// процедура индикации температуры и режима

void indik (void)

// отображение температуры

// отображение знака

if (temp_v<0) {PORTB.1=1;

else {PORTB.1=0; }

// отображение младшей цифры

otobr_chif (buf);

// вывод старшей цифры

buf=temp_v %100;

otobr_chif (buf);

// отображение младшей цифры влажности

otobr_chif (buf);

// вывод старшей цифры влажности

otobr_chif (buf);

// функция выполнения задержки и поддержания индикации

// minut - количество времени по 15 минут

void delay_my (unsigned char minut)

{unsigned char j;

for (j=1; j<=minut; j++)

{for (i=1; i<=10000; i++) {

// считывание с АЦП

unsigned char read_adc (unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

// Start the AD conversion

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10) ==0);

// процедура заполнения значений max min температуры и влажности

void zapoln (unsigned char rezim)

{ switch (rezim)

{case 1: T_max=22;

case 2: T_max=23;

case 3: T_max=21;

case 4: T_max=24;

case 5: T_max=30;

default: break; }}

// функция работы с термодатчиком

void izm_temp (int temp_v)

// считываем температуру

ds1621_start (0);

temp_v=ds1621_temperature_10 (0);

// температурный датчик переводим в режим пониженного энергопотребления

ds1621_stop (0);

// сравниваем с нормой

if (temp_v>T_max) { // охлаждение теплицы

if (PINB.5==0) {PORTB.5=1; }

else if (PINB.3==0) {PORTB.3=1; }

else {if (rezim==1) {PORTB.4=1; }

if (rezim==5) {PORTB.4=1; }} }

if (temp_v

if (PINB.4==1) {PORTB.4=0; }

else if (PINB.3==1) {PORTB.3=0; }

else if (PINB.5==1) {PORTB.5=0; }

else { PINB.2=1;

delay_my (2); // задержка на 30 минут

// функция прерывания таймера по переполнению

interrupt void timer0_ovf_isr (void)

void main (void)

// инициализация портов

// Port A initialization

// Port B initialization

// Port C initialization

// инициализация таймера 0; частота работы 15,625 КГц

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 500,000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin

// ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped

// Only the 8 most significant bits of

// the AD conversion result are used

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

// инициализация порта i2c

// инициализация термодатчика

ds1621_init (1,0,0,0); // адрес термодатчика 1

// проверяем нажата ли клавиша выбора режима

if (PINA.0==1) {rezim=1; }

if (PINA.1==1) {rezim=2; }

if (PINA.2==1) {rezim=3; }

if (PINA.3==1) {rezim=4; }

if (PINA.4==1) {rezim=5; }

if (rezim! =0) {

// если нет, то считываем температуру

izm_temp (temp_v);

// считываем влажность

if (V

// полив для помидор и перца

if (pr==1) {while (V

for (i=1; i<=900; i++) delay_ms (1000);

// считываем влажность

else { PORTA.6=1;

delay_my (1); // задержка в 15 минут

// задержка на 30 минут

Подобные документы

Обзор системы управления микроклиматом FC-403-65. Разработка структурной схемы системы управления температурным режимом теплицы. Выбор датчиков и исполнительных механизмов, принципиальная схема их подключения. Разработка инструкций по эксплуатации.

дипломная работа , добавлен 10.04.2017


Разработка структурной схемы системы контроля микроклимата теплицы. Формирование выходных сигналов для запуска исполнительных устройств проветривания, нагрева, полива. Выбор температурного датчика. Пульт управления и устройство визуальной индикации.

курсовая работа , добавлен 25.03.2015


Требования к микропроцессорной системе управления. Построение систем управления 6-фазным ТВШД на микропроцессорной логике. Алгоритм работы микропроцессорной СУ ТВШД. Режим форсировки (стабилизация тока) с помощью ШИМ, которая реализована программно.

реферат , добавлен 07.04.2017


Назначение и структура автоматизированной системы, её программное обеспечение и алгоритм функционирования. Анализ систем отопления, вентиляции и кондиционирования как объекта управления. Этапы разработки математической модели теплового режима помещений.

курсовая работа , добавлен 10.11.2014


Алгоритм работы микропроцессорной системы управления барокамерой. Подпрограмма контроля температуры. Разработка схемы сопряжения для подключения датчика уровня воды. Подключение светодиодов "Нагрев" и "Низкий уровень воды". Разработка блока питания МПС.

курсовая работа , добавлен 28.05.2012


Описание алгоритма работы и разработка структурной схемы микропроцессорной системы управления. Разработка принципиальной схемы. Подключение микроконтроллера, ввод цифровых и аналоговых сигналов. Разработка блок-схемы алгоритма главной программы.

курсовая работа , добавлен 26.06.2016


Функциональная схема микропроцессорной системы управления, алгоритм ее работы. Инициализация микроконтроллера и листинг соответствующей программы. Преобразование напряжения от датчика температуры. Обработка прерываний. Расчет электрических параметров.

дипломная работа , добавлен 23.05.2012


Разработка системы управления ультразвуковым локатором автомобильной системы безопасности. Структурная схема микропроцессорной системы: пояснения и алгоритм функционирования, выполняющий поставленную задачу. Код и листинг программы, ее быстродействие.

курсовая работа , добавлен 30.11.2011


Проект структурной схемы микропроцессорной системы управления. Блок-схема алгоритма работы МПС; создание программы, обеспечивающей его выполнение. Распределение области памяти под оперативное и постоянное запоминающие устройства. Оценка ёмкости ПЗУ и ОЗУ.

курсовая работа , добавлен 21.05.2015


Разработка принципиальных схем блоков чтения информации с датчиков. Сопряжение с цифровыми и аналоговыми датчиками. Алгоритм работы блока чтения информации с цифровых датчиков. Расчет электрических параметров микропроцессорной системы управления.

Технологические требования к микроклимату в помещениях. Для нормального течения физиологических процессов в организме животных и птицы необходим чистый воздух в помещении по своим физико-химическим свойствам, близкий к атмосферному.

Крупный рогатый скот, содержащийся в помещениях с нерегулируемым микроклиматом, снижает продуктивность. У молочных коров при температуре выше 23 ос уменьшается УДОЙ, выше 26 ос - содержание жира в молоке, у жи­вотных учащается пульс и дыхание, затрудняется теплоотдача. С понижением температуры до минус 5 ос потребление кормов увеличивается в 1,5-2 раза.

Повышенная влажность воздуха также отрицательно сказывается на продуктивности. Установлено, что при повышении влажности на каж­дые 5% выше 85% у высокопродуктивных коров суточный удой уменьшается на 1,22-1,43 кг. Влияние температуры и влажности воздуха может усиливаться или ослабляться в зависимости от скорости воздуха.

Высокая влажность и повышенная концентрация вредных газов в Поме­щениях снижают резистивность организма. Животные чаще заболевают ту­беркулезом, стригущим лишаем и др.

Молодняк особенно чувствителен к условиям микроклимата. Резкие ко­лебания температуры, сквозняки и сырость в телятниках и родильных отде­лениях животноводческих ферм вызывают большую смертность телят, осо­бенно в первые недели жизни. При температуре выше 25 ос снижаются при­весы, замедляется рост и развитие молодняка. Влажность в помещениях 90% и выше предрасполагает телят к заболеванию легких.

В одинаковых условиях кормления, но при пониженной температуре, высокой влажности и большой скорости движения воздуха привесы молод­няка снижаются на 15-20%.

Температура воздуха в помещении - важнейший фактор, определяю­щий физиологическое состояние свиней. При снижении температуры в сви­нарниках на 8-1О о С ниже оптимальной, среднесуточные привесы откормоч­ного поголовья уменьшаются на 40-60 г, а расход корма повышается на0,3-0,5 корм. ед. Неблагоприятна для взрослых свиней и высокая температу­ра. Если в помещении выше 21 о с, снижается темп роста, а выше 32 о с ­

животные резко худеют. Поэтому летом, особенно в жаркие дни, следует ув­лажнять полы и кожный покров свиней, усиливать в помещении скорость движения воздуха дополнительным вентилятором. Поросята, наоборот, очень нуждаются в тепле. В первую неделю их жизни температура должна поддер­живаться на уровне плюс 30 о с, ВО вторую - плюс 26 о с, в третью - плюс24 о с, в четвертую - плюс 22 о с.

Если не соблюдать правильный температурный режим в промышленных комплексах на 100 тысяч откармливаемых свиней в год, потери могут дости­гать 12-15 т в сутки, что составляет ежегодно более 4 000 т мяса.

Другой параметр микроклимата - влажность воздуха. Зимой при содержа­нии в неблагоприятных сырых помещениях свиньи заболевают бронхитами, вос­палением легких, мышечным ревматизмом, расстройством пищеварения, осо­бенно страдают молодые и ослабленные животные. При большой влажности воздуха в свинарниках увеличивается число патогенных микроорганизмов, гриб­ков, плесени. Поверхность тела свиней бывает мокрой и грязной.

Очень важно соотношение между температурой воздуха в помещении и скоростью его движения. Воздух одной и той же температуры ощущается хо­лодным, если он движется со скоростью более 1 м/с и нормальным при ско­рости движения 0,2-0,25 м/с.

В помещениях для свиней содержание в воздухе углекислоты, аммиака,

сероводорода не должно превышать максимально допустимых концентраций. Птица отличается от животных более интенсивным обменом веществ.

Цыплята на 1 -кг массы выделяют теплоты и поглощают кислорода примерно в 5-6 раз больше, чем крупный рогатый скот. В помещениях с неудовлетворительным микроклиматом привесы бройлеров уменьшаются на 6-7%, возникают заболевания органов дыхания, зрения, сердца, печени, крови и птица гибнет. Продуктивность кур снижается до 40-50%, расход кормов на единицу продукции повышается на 30-40%, за­болеваемость, особенно молодняка, увеличивается в 3-4 раза.

Благоприятное или неблагоприятное действие температуры на орга­низм зависит от ее интенсивности, длительности, а также от сочетания с другими факторами внешней среды.

При клеточном содержании кур в птицеводческих хозяйствах на про­мышленной основе особенно нежелательны резкие колебания температуры.

Источником повышения влажности в птичниках являются: легочное ды­хание птицы, испарение влаги с поверхности поилок, мокрого пола, корму­шек и других конструкций помещения.

Поскольку влажность воздуха как фактор микроклимата неразрывно связана с температурой и движением воздуха, то и влажность в птичниках может повышаться или понижаться. С повышением влажности воздуха испа­рение влаги органами дыхания птицы уменьшается. Кроме того, влага, на­сыщая воздух птичника, изменяет его теплоемкость и теплопроводность.

Высокая влажность воздуха в птичнике способствует снижению перева­риваемости питательных веществ корма, понижению отложения азота и уменьшению содержания гемоглобина в крови. Поэтому пребывание птицы в помещениях с высокой влажностью и низкой температурой часто вызывает простудные заболевания. При высокой влажности и температуре теплоотдача у птиц сильно затруднена, вследствие чего наступает перегревание организма и тепловой удар.

Воздух влажностью 50% считается сухим, вызывает раздражение слизи­стых оболочек дыхательных путей и глаз птицы, повышает хрупкость пера, усиливает потерю влаги организмом.

Синтез системы управления микроклимата в животноводческих помещениях и птичниках

К системам вентиляции предъявляются определенные требования - они должны создавать в различные периоды года, необходимый воздухообмен на единицу живой массы, животных (птицы) и обеспечивать равномерное распределение и циркуляцию воздуха внутри помещения, чтобы не было мест застоя и скопления влажного запрещенного воздуха («мертвых зон»).

Режимы работы вентиляционно-отопительного оборудования на протяжении всего года принято условно делить на три периода.

Холодный период охватывает сезон, когда вследствие низкой температуры наружного воздуха, тепла, вырабатываемого животными и птицей, не хватает для поддержания в помещениях необходимой температуры воздуха. С целью экономии тепла воздухообмен должен быть минимальным. Вследствие низкого влагосодержания холодного наружного воздуха в помещении наблюдается малая относительная, влажность. Воздухообмен определяется по условию удаления углекислоты, и лишь при небольших холодах - избытков влаги.

Переходный период охватывает весенний и осенний сезоны, в течение которых относительная влажность воздуха увеличивается по сравнению с холодным периодом. Температура принимает значение в промежутках от 0 до плюс 10°С. В этот период в зависимости от вида и возраста животных и птицы может наблюдаться как дефицит, так и избыток тепла, следовательно, действие дополнительного обогрева может иметь как регулярный, так и непостоянный характер, или отопительная система может не использоваться вовсе. Вследствие увеличенного влагосодержания наружного воздуха воздухообмен в переходный период определяется из условий удаления избыточной влаги или излишков тепла.

Теплый период соответствует летнему сезону, когда помещение не требует дополнительного обогрева, а, наоборот, в таких помещениях образуются излишки тепла, которые необходимо удалять при помощи резкого увеличения воздухообмена.

В дополнение к сказанному в таблице 11 приведены данные по воздухообмену в птичнике на 12 тысяч кур несушек.

Из чего следует, что при температуре наружного воздуха ниже 0 °С воздухообмен в животноводческих помещениях и птичниках минимальный, постоянный и определяется из условий удаления углекислоты. В переходный период воздухообмен плавно увеличивается и в начале периода определяется из условий удаления влаги, а в конце - из условий удаления тепла. В теплый период года воздухообмен резко увеличивается и определяется по температурному режиму внутри помещений. Так, увеличение воздухообмена для птичников по сравнению с зимним периодом 6-8. кратное, для свинарников 2,5-3 кратное.

Исходя из вышесказанного, оптимальная по технологическим и экономическим критериям будет являться САУ, представленная на рисунке 22, где воздухообмен в помещениях обеспечивается: в зимний период посредством датчика QE и регулирующего прибораQ C концентрации СО 2 в помещениях; в переходный период посредством датчикаME и регулирующим приборомMC влажности воздуха и в летний период посредством датчикаТЕ и регулирующего прибора температурыТС .

Рисунок 22 – САУ микроклимата

Способ регулирования (позиционное или непрерывное) определяется:

– технологическими требованиями к качеству регулирования;

– динамическими характеристиками ОУ;

– типом управляющего; устройства, допускающим позиционное или плавное управление регулирующим органом (РО).

Позиционные регуляторы являются наиболее простыми и удобными, поэтому им отдается предпочтение в случаях, если они удовлетворяют качеству регулирования.

Комплекты вентиляционного оборудования «Климат-2» и «Климат-З»

предназначены для систем воздушного обогрева и вентиляции жи­вотноводческих и птицеводческих помещений.

В состав комплекта оборудования входят две приточные отопительные вентиляционно-увлажнительные установки ПОВУ А 76-8 (ПОВУ А 76-1 О) или две приточные отопительно-вентиляционных установки ПОВА76-8 (по­ВА76-10) регулирующие клапаны (только для «Климат») 25ч931нж с приво­дом от электрического исполнительного механизма ПР-IМ для автоматиза­ции регулирования подачи воды в водяные калориферы.

Водяные калориферы подбирают по пpoeкту системы регулирования мик­роклимата конкретного помещения.

Калорифер от замерзания защищают входящим в комплект датчиком ТУ-Э-2 с пределами регулирования от О до 100 ос. Датчик монтируют на трубопроводе обратной воды. Наружный воздух проходит последователь­но секцию нагрева, жалюзийный клапан и увлажнитель. На нагнетании вентилятора установлен каплеуловитель.

Увлажнение воздуха осуществляется путем распыления воды, подавае­мой из напорного бака самотёком через электромагнитный клапан СВМ-25 на диск, приводимый во вращение с частотой 3000 мин -1.

Вентиляционные установки оснащены трёхскоростными электродвигате­лями обеспечивающими изменение воздухопроизводительности.

Частота вращения вентиляторов автоматически устанавливается про­порционально температуре в венmлируемом помещении, причем устрой­ство ТСУ-2-КЛ-УЗ

«Климатика-l» обеспечивает плавное регулирование вы­ходного напряжения в диапазоне

Комбинированные приmочно-вытяжные, установки ПВУ-М объеди­няют в одной конструкции систему удаления загрязненного и систему подог­рева и подачи в помещение чистого воздуха.

Основой конструкции ПВУ -М (рис. 4.77) является вентилятор с рабочим колесом 2, имеющим два ряда лопаток. Внутренние" лопатки обеспечивают удаление загрязненного воздуха по внутреннему воздуховоду 3 (вытяжной ка­нал), а наружные-подачу в помещение наружного воздуха по кольцевому ка­налу между корпусом 5 и внутренним воздуховодом 3 (приточный канал).

Требуемая температура приточного воздуха обеспечивается теплообме­ном между удаляемым и приточным воздухом через гофрированную стенку внутpeннeгo воздуховода и за счет включения электродвигателей 4. Если этого оказывается недостаточно - включается рециркуляция, т.е. подмешивание удаляемого воздуха к нагнетательному в помещение. Рециркуляция осуществ­ляется через клапаны в теле вытяжного воздуховода, причем количество ре­циркуляционного воздуха может устанавливаться в диапазоне - 0-50% с по­мощью специального механизма.

Приточно-вытяжная установка состоит из секций: воздухораспределения, электронагревателей, промежуточных и оголовка.

Секция воздухораспределения (для обслуживания может откидываться на специальных шарнирах) имеет в нижней части 8 каналов распределения при­точного воздуха в радиальном направлении, причем сечение этих каналов мо­жет изменяться с помощью поворотных заслонок.

В корпусе секции электронагревателей, кроме смесительных клапанов и шести электронагревателей, находится флажковый выключатель, отключаю­щий питание нагревателей при выходе из строя вентилятора.

Smart house – одна из наиболее популярных на сегодняшний день тенденций. И одна из наиболее важных ее частей – управление микроклиматом дома. Кажется, что это громоздкая и сложная система, однако благодаря современным гаджетам стремительно умнеет даже обычная квартира.

Более 50 лет назад в сознании фантастов сформировалась идея дома, который сам заботится о своем хозяине и управляется автоматически. Сейчас умные дома – это реальность. И, пожалуй, первое, что человек настраивает в своем доме под себя – это атмосферу. В общем систему управления климатом в умном доме можно разделить на три блока: , кондиционирование и отопление. Существуют два подхода к «апдейту» микроклимата: рассмотрим оба.

Такой способ «интеллектуализации» предполагает отдельную модернизацию каждого направления с созданием индивидуальных алгоритмов работы для тепла, холода и подачи воздуха. От частей – к целому.

Прежде чем учить вентиляцию новым трюкам, стоит озадачиться ее качеством в общем. Стандартная вытяжка, расположенная в большей части городских квартир, к обучению, к сожалению, не пригодна, так как работает только на вывод отработанного воздуха.Tion работает над решением этой задачи, мы разрабатываем простое и эффективное решение по автоматизации вытяжки. Однако сейчас система умного дома может интегрироваться в существующую вентиляцию, если она установлена. Существующие на рынке решения выглядят следующим образом: Вы можете внедрить «умный» шлюз для соединения с интерфейсом (средняя цена шлюза – несколько сотен евро) или заменить управляющий контроллер на датчик умного дома. Первое решение предполагает капитальные изменения, второе обойдется мелким ремонтом. В дальнейшем предполагается занесение пользователем в интерфейс желаемых параметров воздуха и автоматическое их поддержание, либо возможность дистанционного включения и отключения устройств.

Система охлаждения стандартно внедряется в вентиляцию, присоединяя к воздушному каналу охлаждающее оборудование. Для ее внедрения необходима и сама качественная вентиляция, и дополнительное место в стенах или над потолком – для установки охлаждающих автоматов.

В принципе, схема интеграции в систему отопления сходна с вентиляцией. На стадии ремонта либо постройки дома возможно заложить общий «интеллект» для всей отопительной системы либо оснастить датчиками уже существующую. В большинстве случаев, система управляется с настенной панели-термостата (цифровой или механической) и позволяет выставлять желаемую температуру. Наиболее прогрессивные решения перенесли интерфейс управления в смартфон.

Дедуктивный подход

Система управления климатом в умном доме может быть и совершенно иной – простой и понятной, а ее установка не потребует снесения стен и выселения соседей. Дедуктивный принцип позволяет посмотреть на ситуацию с другой стороны и управлять климатом исходя из состояния помещения, а не настроек работы конкретного оборудования

Система управления климатом в доме основана на одной станции, которая с помощью встроенных датчиков собирает данные о состоянии базовых параметров атмосферы в доме – уровне углекислого газа, температуры и влажности. Все данные передаются на облачный сервер, и посмотреть их можно как на планшете или компьютере в веб-интерфейсе, так и в приложении на смартфоне. Таким образом, станет понятно, жарко или душно в помещении, и какую технику лучше включить – вентиляцию или кондиционер.

Управление климатом осуществляют в данном случае исполнительные приборы: бризеры, кондиционеры, увлажнители и обогреватели – все то, что уже стоит в доме человека, заинтересованного в комфорте личной атмосферы.

Сама система управления климатом интегрируется в эти устройства и автоматически управляет ими. Все просто – в одном интерфейсе задаются нужные параметры для здоровой атмосферы, рекомендации по уровню углекислого газа и влажности Вы найдете в приложении, уровень температуры настраивается под личные предпочтения. В дальнейшем следит за поддержанием этих параметров и при отклонении от Ваших предпочтений сама запускает исполнительные приборы.

Система управления климатом, выстроенная таким образом, имеет, пожалуй, одно основное возражение: базовая станция собирает данные только в одной комнате, для больших квартир и многокомнатных домов такое решение теряет свою привлекательность. Однако эта проблема уже решена – сбор данных в помещении могут проводить специальные , а затем передавать эти данные на базовую станцию для анализа и управления климатом.

Система управления климатом в умном доме действительно должна быть умной. Комплекс устройств Tion легко интегрируется в любую квартиру, позволяет настраивать и поддерживать климат-контроль парой кликов в приложении и стоит меньше, чем крыло от самолета.

Главная » Политические права » Система управления микроклиматом помещений внутри здания. Разработка системы управления микроклиматом в теплице