IT-Experten sagen, dass der Markt für "intelligente" Häuser in Russland niemals riesig werden wird und in den nächsten zehn Jahren wahrscheinlich nicht über die Elitewohnungen in der Region Moskau hinausgehen wird. In Zukunft wird ein kleiner Teil der Bevölkerung mit hohem Einkommen in den Regionen ein möglicher Konsument des Marktes, aber für die breite Masse wird das „Smart Home“ein buntes Bild auf den Seiten von Boulevardzeitungen und Internetquellen bleiben. Ist es so? Bereits die Infrastruktur der Wohnung eines gewöhnlichen Einwohners ist eine ziemlich komplexe Kombination verschiedener technischer Systeme. Der X10-Standard wird helfen, sie ohne globale Kosten zu einem Netzwerk zusammenzufassen.
Smart-Home-Funktionen
Die häufigste und einfachste Funktion ist die Lichtsteuerung. Das intelligente System ermöglicht es Ihnen, jede Leuchte fernzusteuern. Ohne aufzustehen, können Sie die Beleuchtung in jedem Raum oder im ganzen Haus auf einmal ein- oder aussch alten, die Helligkeit der Nachtbeleuchtung des Korridors und der Landschaftslampen einstellen. "Smart Home", einschließlich des Lichts in verschiedenenOrte nach einem bestimmten Algorithmus, schrecken Eindringlinge ab, indem sie die Anwesenheit der Eigentümer im Falle ihrer Abreise simulieren.
Die automatische Steuerung behält die eingestellten Temperaturparameter im Raum bei und steuert Heizgeräte oder Klimaanlagen und Lüftungssysteme. Das Smart Home kann Feuer- und Sicherheitsausrüstung steuern und im Notfall eine Benachrichtigung per Sprache oder SMS an das Telefon des Eigentümers oder an relevante Strukturen senden.
Wie alles begann
X10 ist einer der ersten offenen Industriestandards, der 1975 von Pico Electronics (Glenrothes, Schottland) für Heimautomatisierungssysteme entwickelt wurde. Ursprünglich beschäftigte sich das Unternehmen mit der Entwicklung und Produktion von Mikrosch altungen und Taschenrechnern. Die ersten Erfahrungen mit der Erweiterung des Produktionsumfangs waren kommerziell sehr erfolgreich. Die X10-Plattform gewann schnell an Popularität unter Smart-Home-Entwicklern und gab der Entwicklung dieser Branche einen spürbaren Schub. Versuche, eine ähnliche Schnittstelle zu schaffen, wurden von anderen Unternehmen unternommen, waren aber nicht sehr erfolgreich.
X10 ist für seine Zeit ein Protokoll mit guter Störfestigkeit. Zur Popularität trugen die verhältnismäßige Billigkeit der Ausrüstung, die Orientierung der Entwickler auf die Haush altsautomatisierung, die Wartung und die technische Unterstützung bei. Auf dem nordamerikanischen Kontinent ist der Standard nach wie vor gefragt und weit verbreitet. Nach dem Entwickler wurde eine breite Palette von X10-kompatiblen Geräten von den Riesenkonzernen IBM und produziertPhilips.
Heute wurde Pico Electronics zu X10 INC (USA) mit dem Warenzeichen PowerHouse.
Geräteklassifizierung
X10-Netzwerkhardware ist eine Sammlung von Geräten, die über ein standardmäßiges elektrisches Netzwerk oder einen Funkkanal miteinander verbunden sind. Das Basissystem muss enth alten:
- Sender - Steuerungen, die Befehle generieren und senden, Steuermodule (mit Computerschnittstelle oder eigenständig), programmierbare Timer mit unterschiedlichen Zeitbereichen, Fernbedienungen (Infrarot oder Funk).
- Empfänger - Aktoren, die empfangene Befehle ausführen: Lampenmodule und Dimmermodule, Dimmer- und Steckdosenleisten, alle Arten von Antrieben.
Im Falle des Aufbaus eines größeren Netzwerks oder der Erweiterung eines bestehenden werden häufig Zusatzgeräte verwendet:
- Transceiver, die Befehlssignale von Fernbedienungen mit weiterer Umwandlung in das X10-Kommunikationsprotokoll empfangen, bevor sie an das Stromnetz gesendet werden.
- Repeater und Signalverstärker.
- Filter, die die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen reduzieren.
- Phasenbrücken, für 380-V-Stromnetze (passiv oder aktiv, für Gebäude über 300 m22).
- Messgeräte, die die Installation und Inbetriebnahme vereinfachen, Sensoren (Bewegung, Licht etc.).
Geräte, die von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden, haben oft ein ähnliches Aussehen, eine ähnliche Funktionalität und sogar ähnliche Markierungen. Geräteje nach Platzierungsanforderungen unterschiedlich gest altet sein; B. für Reihenmontage, Hutschienenmontage in Standard-Sch altschränken, Mikromodule für Unterputz-Abzweigdosen. Sie können mit wenigen Basismodulen in die Hausautomation starten und dann schrittweise die Funktionalität erweitern und erweitern durch Hinzufügen neuer Hardwareeinheiten.
Beispiele des Elements base
Ein typisches X10-Modul basiert auf einem programmierbaren Mikrocontroller. Gemäß einem bestimmten Algorithmus steuert es die Funktion der elektronischen Sch altung des Geräts, das die von der externen Stromversorgung empfangenen generierten Signale an seinen Eingang speist und die Ausgangsimpulse für die Rückübertragung an das Netzwerk umwandelt. Mikrocomputer können massenproduzierte Controller sein (wie PICs oder AVRs von Microchip bzw. Atmel).
X10-Lampenrelaismodule werden häufig zur Lichtsteuerung im Smart-Home-Konzept verwendet. Es gibt zwei Modifikationen: eingesteckt in eine normale Steckdose zum Anschluss von Stehlampen, Tischlampen (LM12) oder in Form eines Adapters zwischen einer Leuchtkartusche und einer Standard-Glühbirne mit E27-Sockel bis 100 W (LM15S).
Elektrische Haush altsgeräte werden über Instrumentenbuchsenmodule gesteuert. Beispielsweise sieht das AM12-Modul wie ein Lampenmodul aus, unterstützt jedoch keine beleuchtungsspezifischen Befehle (mehr dazu weiter unten).
Software
Softwareprodukte helfen bei der Implementierung des X10-Protokolls auf einem Computeroberste Ebene.
ActiveHome Software - kostenlose Software für PCs basierend auf WINDOWS-Betriebssystemen vom Entwickler der X10-Plattform. Das Paket enthält eine große Anzahl von Dienstprogrammen und Gerätetreibern sowie eine mobile Version des Programms.
ActiveHomePro - Software für Computerinterface CM-15 (Funkgerät, 433 MHz) mit Anschluss über USB-Port. Ermöglicht die Steuerung von Beleuchtung und Haush altsgeräten mit der Aufgabe der erforderlichen Algorithmen, Zeitpläne und Timer von einem PC oder autonom von einer drahtlosen Fernbedienung.
X10 Commander (Melloware Inc) ist eine frei vertriebene Software für jedes Betriebssystem, mit der Sie einen multifunktionalen Steuerungsdienst basierend auf einem PC erstellen und das X10-Protokoll auf Ihrem Telefon und allen Mobilgeräten (iOS/Android) integrieren können.
Russian LLC "Home Technologies Laboratory" bietet Verbrauchern ein praktisches Gerät auf der X10-Plattform - ein vollfarbiges VGA-Touchpanel XTS-36. Das eigenständige Gerät verfügt über eine benutzerfreundliche grafische Oberfläche. Die X10-Protokollsteuerung und Steuerung des intelligenten Beleuchtungssystems bleibt komfortabel, mit hervorragender Visualisierung, macht jedoch die Notwendigkeit eines ständig im Hintergrund laufenden Computers überflüssig. Das Kit wird mit Treibern und Software geliefert, um die Adressierung von X10-Geräten und die grundlegenden Parameter der Erstkonfiguration vorzugeben, um verschiedene Szenarien zusammenzustellen.
X10. Protokoll im Detail
Physische Umgebung für den Informationsaustausch in den Sicherheitskräftenelektrische Leitungen ist das Senden / Empfangen von Fragmenten sinusförmiger Hochfrequenzschwingungen (120 kHz) mit einer Amplitude von 5 V und einer Dauer von 1 ms / 630 μs in jeder Halbwelle der Netzspannung in Fenstern, die unmittelbar nach dem Überqueren gebildet werden die Nullmarke. Bei Drehstromsch altungen werden in jeder Phase ähnliche Fenster gebildet, d. h. mit einer Verschiebung von 60 Grad unter weiterer Verwendung von Phasenbrücken.
Wenn das Gerät im Empfangsfenster eine Nachricht mit mindestens 48 Vibrationen empfängt, betrachtet es sie als logische "Eins", andernfalls - als logische "Null". Die Übertragung einer Information dauert zwei Halbwellen der Netzspannung. Außerdem wird im zweiten der inverse Wert gesendet, was nicht nur die Störfestigkeit verbessert, sondern auch dazu dient, den Synchronisationscode bei der Paketübertragung zu identifizieren.
X10 - ein Protokoll, bei dem ein einzelnes Standardpaket (Rahmen, Rahmen) in 11 Perioden übertragen wird. Es enthält:
- Sync-Code - 2 Bit,
- Modulcode - 4 Bit,
- Gebäudecode - 5 Bits.
Jedes Paket wird ohne Pause zweimal hintereinander gesendet. Vor dem Senden des nächsten Paket-Take wird eine Pause von 3 Netzspannungsperioden eingeh alten (mit Ausnahme von Helligkeitsdimmbefehlen, die in einem kontinuierlichen Strom übertragen werden).
IR-Fernbedienungen in X10-Netzwerken arbeiten mit dem X10-IR-Protokoll bei einer Trägerfrequenz von 40 kHz. Der Funkkanal (X10-RF-Protokoll) hat je nach Region einen Bereich von 310 bis 434 MHz.
Adressier- und Befehlssystem
Die maximale Anzahl von Modulen in einem X10-Netzwerk beträgt 256. Jedes Modul hat zwei Wahlsch alter mit 16 festen Positionen.
Der erste Sch alter - der Heimcode wird verwendet, um eine Kategorie oder Gruppe von Geräten auszuwählen. Es hat Buchstabenbezeichnungen von Positionen von A bis P. In der zweiten werden feste Positionen durch Zahlen von 1 bis 16 angegeben und geben ein bestimmtes Modul im Netzwerk an (Einheitencode). Somit erhält jedes Gerät eine eindeutige Nummer bestehend aus einem Buchstaben und Zahlen. Zum Beispiel; A5, M14 usw. Systemcontroller benötigen im Gegensatz zu Ausführungsmodulen normalerweise keine Adressierung.
Eine Vorstellung von den vorhandenen Plattformbefehlen und ihren entsprechenden Aktionen kann der Tabelle entnommen werden.
| Team (Englisch) | Team (Russisch) | Typ | Aktion |
| Alle Einheiten aus | Alle Verbraucher aussch alten | Gruppe | Alle Geräte mit dem angegebenen Hauscode trennen, die den Befehl unterstützen. |
| Alle Lichter an/aus | Alle Lichter ein-/aussch alten | Gruppe | Alle Beleuchtungsmodule mit einem bestimmten Hauscode ein-/aussch alten. |
| Ein/Aus | Aktivieren/Deaktivieren | Adresse | In den Ein/Aus-Zustand eines bestimmten Moduls wechseln. |
| Dim/Hell | Helligkeit erhöhen/verringern | Adresse | Dimmersteuerung. Anzahl Pakete fürDimmbereiche für verschiedene Geräte sind unterschiedlich. |
| Preset Dim 1/2 | Stellen Sie eine bestimmte Helligkeitsstufe ein. | Adresse | Ermöglicht die Auswahl einer von 32 Helligkeitsstufen. |
| Statusanfrage | Anfragestatus | Adresse | Status des Sch altmoduls abfragen. |
| Status ein/aus | Auf Anfrage antworten | - | Modulstatusantwort. |
| Anrufanforderung/Bestätigung | Anfrage/Antwort senden | Gruppe | Technologieteam zur Bestimmung der Sättigung des Adressraums mit anderen Gebäudesystemen. |
Hauptvorteile…
X10 ist ein Low-Budget-Hausautomatisierungsprotokoll, das vorhandene elektrische Netzwerke verwendet, um Informationen und Befehlsnachrichten zu übertragen. Es ist nicht erforderlich, neue Kommunikationen zu verlegen, was besonders in Häusern mit einer feinen Oberfläche oder abgeschlossenen Reparaturen wichtig ist. Sie können entweder eine Netzwerkverkabelung oder einen Funkkanal nutzen – das Ausstattungsangebot der Hersteller lässt Ihnen beide Möglichkeiten oder eine Kombination davon zu. Auch die Gerätekosten sind im Vergleich zu moderneren Plattformen erfreulich erfreulich.
Der nächste Vorteil ist die Flexibilität der Verwendung und die einfache Installation, die keine besonderen Fähigkeiten und Fertigkeiten erfordert. Das System zeichnet sich durch hervorragende Erweiterbarkeit und Skalierbarkeit aus. Die Module werden nach den Prinzipien von Plug & Power (Plug and Play) verbunden. AllesDas Setup besteht darin, der neuen Komponente eine eindeutige Adresse zu geben. Dann erledigt die Automatisierung alles von selbst.
Die Zoneneinteilung der Beleuchtungsinfrastruktur wird stark vereinfacht. Es reicht aus, den Geräten derselben Gruppe denselben Buchstaben (Gebäudecode) zuzuweisen, und wenn der entsprechende Broadcast-Befehl gegeben wird, wird das Licht in dieser Zone ein- oder ausgesch altet.
Das offene Protokoll ist ein weiteres Plus der Plattform, das eine einfache Integration in jedes Steuerungssystem und die Möglichkeit zur Verwendung von Verdrahtungszubehör von Drittanbietern beim Entwurf eines Netzwerks impliziert.
…und Nachteile
Der Hauptvorteil der X10-Schnittstelle - die Übertragung eines Informationssignals über die Stromleitung - ist auch die Hauptquelle ihrer Probleme.
Langsame Geschwindigkeit. Die Übertragung des Befehls dauert etwa eine Sekunde, d. h. die Verzögerung bei der Ausführung des Befehls macht sich schon bei der Steuerung eines Geräts wirklich bemerkbar. Und bei der Ausarbeitung des eingebetteten Szenarios kann die Verzögerung ärgerlicherweise inakzeptabel werden. Da die Informationsübertragungsrate an die Frequenz der Versorgungsspannung gebunden ist, kann diese nicht erhöht werden.
Geringe Störfestigkeit. Die Fülle an Haush altsgeräten in einem modernen Haush alt erhöht den Interferenzpegel im Stromnetz dramatisch, wirkt sich negativ auf das Signal-Rausch-Verhältnis aus, was sich wiederum auf die Qualität des Informationsaustauschs zwischen X10-Modulen auswirkt. Daher die Folgen - Nichtausführung von Befehlen oder falsches Sch alten. Beim Aufbau großer Netzwerke kann das Problem begrenzt werdenAdressfeld, da sich nur 256 Geräte mit dem X10-Protokoll verbinden können.
Außer Synchronisation auf dem übertragenden Gerät kann zu Paketüberschneidungen und Kollisionen führen, was dazu führt, dass keiner der Befehle ausgeführt wird. Es ist unmöglich, die Situation radikal zu verbessern.
Es gibt keine Zugriffskontrollverfahren, es gibt keinen Schutz vor unbefugten Eingriffen Dritter. Und schließlich ist es unmöglich, mit der Implementierung der Selbstdiagnosefunktion des Systems und seiner Komponenten komplexe Schemata zur Steuerung von Haush altsgeräten und Beleuchtung zu erstellen.
X10-Modifikationen
Die aufgeführten Mängel werden größtenteils in den nächsten Generationen von Hausautomationssystemen der sogenannten Busarchitektur (Signale werden über einen speziell dafür ausgelegten/verlegten Bus mit Niedervolt-Versorgungsspannung übertragen) behoben.
Im Gegenzug haben Entwickler und Hersteller von X10-Hardware Schritte unternommen, um die bestehende Plattform zu verbessern und zu modifizieren. Das Ergebnis war das X10Extended-Format mit einem erweiterten Befehlssatz. Der unbestrittene Vorteil der modifizierten Plattform war die Regulierung des Verfahrens für den Zugriff auf Sender auf die Amtsleitung, die Beseitigung des Auftretens von Kollisionen und die Erweiterung der Funktionen des Exteded Code 1-Befehls durch eine Änderung des Paketformats.
Weitere Modifikationen von X10Extended führten zur Schaffung des A10-Formats, das das Adressfeld erheblich erweiterte (bis zu 4096 Module) und mehrere Servicefunktionen hinzufügte (nur auf Geräten des Herstellers verfügbar). Die Protokolle A10 und X10 sind absolut kompatibel, was den Betrieb beider Modultypen im gleichen System ermöglicht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erste Heimautomatisierungsschnittstelle in den letzten fünfzig Jahren obsolet geworden ist. Modernisierungsversuche, die an das Flicken des Daches während der Regenzeit erinnern, können die Situation nicht radikal ändern. Aber die Budgetmerkmale der Plattform h alten sie immer noch auf dem Markt für intelligente Systeme, und X10-Geräte werden aktiv produziert und verkauft.
Inländische Firmen prognostizieren eine neue Popularitätswelle für die Schnittstelle. Verbrauchern wird auf Basis der X10-Plattform eine breite Palette sowohl von Einzelgeräten als auch von vorgefertigten Smart-Home-Lösungen angeboten.
