Система управления умным домом с распределённой периферией управления
Введение
Облик современного мира очень динамичен, он меняется каждый день: взять, например, прошлые два столетия – они стали этапом прогрессивного развития промышленности.
Рассмотрим XXI век – это время расцвета безграничных информационных технологий, цифровизации и автоматизации. К одной из первостепенной функции любого технологического нововведения относится внедрение во все сферы жизни человека информационных технологий с целью упрощения привычных и повседневных задач.
Цифровизация – это повсеместное внедрение цифровых технологий в разные сферы жизни: промышленность, экономику, образование, культуру, обслуживание и т. п. Это явление вызвано стремительным развитием информационных технологий, микроэлектроники и коммуникаций в большинстве стран мира.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ7
1. ГЛАВА 1. Техническое задание …………………………………………..…….10
2. ГЛАВА 2. Спецификация системы управления……………………………..…11
3. ГЛАВА 3. Аппаратная часть системы «Умный дом» ……………………..…..13
3.1 Контроллер FESTO………………………………………………………13
3.2 Панель оператора FESTO ……………………………………………….19
3.3 ARDUINO………………………………………………………………...22
3.4 Конвертирующий модуль MAX485……………...…………………......31
3.5 RFID-модуль RC522……………………………………………………..32
3.6 ENC28J60 Ethernet модуль ……………………………………………...34
3.7 Датчики …………………………………………………………………..36
3.8 Дополнительные устройства…………………………………………....40
4. ГЛАВА 4. Программная часть системы «Умный дом» ………………………..41
4.1 СoDeSys V2.3…….………………………………………………………41
4.2 Structured Text (ST)……………………………………………………....41
4.3 Arduino IDE……………………………………………………………....42
4.4 Язык программирования ARDUINO …………………………………..45
4.5 Разработка ПО наружной метеостанции……………….……………....46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ48
ПРИЛОЖЕНИЕ 1: Код программы наружной метеостанции................................50
Список литературы
1. Голубцов, М.С. Микроконтроллеры AVR от простого к сложному / М.С. Голубцов - М.: Салон-Пресс, 2003. - 288 с.
2. МакРобертс, М. Начала Arduino / М. МакРобертс - London: CUP, 2010. - 459 с.
3. Массимо, Б. Arduino для начинающих волшебников / Б. Массимо - М.: VSD, 2012. - 128 с.
4. Соммер, У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino / У. Соммер - Philadelphia: SIAM, 2012. - 241 с.
5. Эванс, Б. Arduino блокнот программиста / Б. Эванс - London: CUP, 2007. - 40 с.
6. Белов, А.В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. / А.В. Белов - СПБ.: Наука и Техника, 2005. - 256 с.
7. Гололобов, В.Н. С чего начинаются роботы / В.Н. Гололобов - 2011. - 189 с.
8. Предко, М. 123 эксперимента по робототехнике / М. Предко - М.: НТ Пресс, 2007. - 271 с.
9. Суэмацу, Ё. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство / Ё. Суэмацу - М.: Издательский дом «Додека - XXI», 2002. -256 с.
10. Белов, А.В. Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике / А.В. Белов - СПБ.: Наука и Техника, 2007. - 339 с.
11. Иванов, Ю.И. Микропроцессорные устройства систем управления: Учебное пособие / Ю.И. Иванов - Таганрог: Издательство ТРТУ, 2005. - 135 с.
12. Кнут, Д. Э. T.2. Получисленные алгоритмы. Глава 3. Случайные числа / Дональд Э. Кнут // Искусство программирования. - 3-е изд. - М.: Вильямс, 2000. - 832 с.
13. Корабельников, Е.А. Самоучитель по программированию PIC контроллеров для начинающих / Е.А. Корабельников - М.: Салон-Пресс, 2008. - 287 с.
14. Трамперт, В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR-микроконтроллеров / В.Трамперт - К.: «МК-Пресс», - 2006. - 208 с.
15. Парр, Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера / Э. Парр - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, - 2007. - 516 с.
16. Мышенков, В.И. Численные методы. Часть первая: Учебное пособие для студентов специальности 0101.07 / В. И. Мышенков, Е. В. Мышенков. – М.:МГУЛ,2001. – 120 с.
17. Бахвалов, Н.С. Численные методы./ Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г.М.Кобельков. – М.: Наука, 1987. – 600 с.
Операторские панели осуществляют обмен информации промышленными контроллерами и иным оборудованием (в качестве примера приведем SCADA-систему), который осуществляется за счет промышленной сети. Такой процесс необходим для получения данных о процессе. Так же операторские панели способны получать данные параллельно от нескольких контроллеров. Более того, не обязательно, чтобы производитель был один и тот же.
Операторская панель служит для запуска и остановки оборудования, выбора режимов работы, введения новых рецептур, наблюдения за ходом процесса, отображения сообщений о неполадках и авариях, архивации и протоколирования данных технологического процесса.
В паре «контроллер — панель» контроллер должен обеспечивать автоматическое управление технологическим оборудованием без вмешательства оператора и операторской панели.