Реферат: Информационные технологии в строительстве. Информационные технологии в строительстве реферат

Реферат - Информационные технологии в строительстве

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1.1 Сети Интернет

1.2 Системы САПР

1.3 Структурированная кабельная система (СКС)

1.4 Система пожарной и охранной сигнализации и оповещения о пожаре

1.5 Охранные системы видеонаблюдения

1.6 Системы противопожарной автоматики и пожаротушения

1.7 Системы контроля доступа

РАЗДЕЛ 2. КОНЦЕПЦИЯ «УМНОГО ДОМА»

2.1 Платформы умного дома

2.2 Компоненты системы управления «Умным домом»

2.2.1 Центральный процессор

2.2.2 Модули расширения

2.2.3 Модули интерфейсов

2.2.4 Панели управления

РАЗДЕЛ 3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ

3.1 Общие положения. Способы подключения

3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDS

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является овладение методикой комплексного изучения поставленного вопроса. Научиться логически последовательно, полно рассматривать выбранные объекты. В частности рассмотреть проблематику применения информационных технологий в строительстве. Раскрыть особенности используемых программных продуктов, технологий, физических устройств. Провести выборочный сравнительный анализ некоторых однородных составляющих, например П.О. или аппаратной базы.

Актуальность данной темы заключается в том, что эффективное ведение строительного бизнеса, на современном этапе развития технологий проектирования, управления, инженерно-технического обеспечения, эксплуатации — невозможно без широкого применения различных аспектов информационных технологий.

В этой работе мы рассмотрим структуру и основные направления применения IT-технологий в строительстве. Ознакомимся с основными инженерно-техническими системами, монтаж которых производится в строящихся зданиях и сооружениях и их назначением. Также будут рассматриваться некоторые программные продукты, используемые на различных стадиях строительного процесса. Такие как САПР-системы.

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации и выполняющую автоматизированное проектирование. Данный класс прикладного программного обеспечения включает в себя широкий перечень программных продуктов, поддерживающих работу пользователей практически любой сферы профессиональной деятельности. Программные средства этого уровня, как правило, входят в интегрированные пакеты, предназначенные для решения деловых, научных, учебных задач в определенной операционной среде.

Также необходимо уделить внимание рассмотрению вопросов связанных с передачей информации в различных сетях, как внутренних, применяемых в создании инженерных сооружений не имеющих прямой совместимости с сетью Интернет и связанных с ними информационных технологиях. Так и внешних, таких как сеть Интернет. Рассмотрим виды и классификацию протоколов передачи данных используемых при реализации таких проектов. Проблематику совместимости программного обеспечения, протоколов между собой, и с различными аппаратными средствами.

В наш стремительный век, когда изобретения устаревают, иногда не успев дойти до производства. И нельзя представить, любую область деятельности человека и общества, без информационных технологий, будь то атомный реактор или мобильный телефон. Но, пожалуй, одна из самых древних и важных задач каждого человека, была необходимость в надежном крове. Современное жилище человека- это последние достижения в различных отраслях науки и производства.

В практической части работы, познакомимся с существующими на сегодняшний день инженерными решениями, на примере концепции интеллектуального или „Умного дома“, узнаем его функциональные возможности, рассмотрим структуру, средства технического, аппаратного и программного обеспечения, применяемые при реализации подобного проекта.

Рассмотрим в общих чертах сеть Интернет, сетевые технологии, некоторые аспекты передачи данных в сети Интернет. Основные, существующие на сегодняшний день протоколы передачи данных.

В заключение работы будут сделаны выводы по работе. А также перспективы развития данной темы в последующем.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

На сегодняшний день существует большое количество различных концепций и технологий возведения объектов, в зависимости от назначения, типа, геодезических, гидрогеологических и климатических условий. Все большее распространение получают т.н. интеллектуальные системы.

Главным звеном интеллектуального здания является система управления зданием (Building Management System — BMS). Именно благодаря ней все инженерные системы работают в едином комплексе, осуществляют между собой обмен данными, контролируются, управляются из единой диспетчерской.

В современном здании устанавливается более 25 разнородных систем жизнеобеспечения, которые отличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципами работы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлические и т.д. Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в виде комплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение с собственной системой контроля и управления2.

Система управления зданием, которую называют еще системой автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания. Она представляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой этих систем через сетевые контроллеры (процессоры).

Интеллектуальные сетевые контроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данных LonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственных им инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерами системы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллеры автономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем в рамках, заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатных ситуациях.

1.1 Сети Интернет

Глубокое проникновение информационных технологий во все процессы и этапы строительства и последующего обслуживания м управления зданиями, обусловило необходимость использования оборудования и П.О. совместимого с внешними информационными сетями. Такими как Интернет.

Интернет — глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной паутины. Часто упоминается как Всемирная сеть, Глобальная сеть, либо просто Сеть.

В настоящее время существуют два созвучных термина — internet и Internet. Термин internet относится к технологии обмена данными, основанной на использовании семейства протоколов TCP/IP, а Internet — это глобальное сообщество мировых сетей, которые используют internet для обмена данными. Как правило, термин „TCP/IP“ это то же самое, что и „набор протоколов TCP/IP“, или „набор протоколов internet“, или „технология internet“.

Сейчас, когда слово Интернет употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP и принципу маршрутизации пакетов данных. Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, для которой существует стандарт инкапсуляции в неё IP-пакетов, может передавать и трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер или маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым он непосредственно присоединён, и уметь работать с этими сетями; но не обязан (и в большинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.

На стыках сетей специальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнему космосу.

Протокол — это «язык», используемый компьютерами, для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря, протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP».

Наиболее распространённые интернет-протоколы

1.2 Системы САПР

CAD – computer Aided Design (САПР)

Общий термин для обозначения всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия. (Твердотельные,3D). А также генерацию чертежных изделий и их сопровождений. Следует отличать что этот термин САПР по отношению промышленным системам имеет более широкое толкование чем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.

CAM – Computer Aided Manufacturing. Общий термин для обозначения системы автоматизированной подготовки производства, общий термин для обозначения ПС подготовки информации для станков с ЧПУ. Традиционно исходными данными для таких систем были геометрические модели деталей, полученных из систем CAD.

CAE – Computer Aided Engineering. Система автоматического анализа проекта. Общий термин для обозначения информационного обеспечения условий автоматизированного анализа проекта, имеет целью обнаружение ошибок (прочностные расчеты) или оптимизация производственных возможностей.

PDM – Product Data Management. Система управления производственной информацией. Инструментальное средство, которое помогает администраторам, инженерам, конструкторам и так далее управлять как данными, так и процессами разработки изделия на современных производственных предприятиях или группе смежных предприятий.

CAD/CAM/CAE/PDM = САПР

Прогресс науки и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено необходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже не соответствуют современным требованиям.

Осуществление этих требований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всех этапах производства:

— Контроль проектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологического проектирования.

— Проектирование организации управления производством с формированием данных о материальных и информационных потоках производства.

— Изготовление изделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданной на предварительных этапах информации.

— Оценки качества изделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик.

Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.

Как законченное изделие САПР является совокупностью следующих компонентов:

— технических средств, обеспечивающих автоматизированное получение проектных решений;

— программ, управляющих работой технических средств и выполняющих проектные процедуры;

— данных, необходимых для выполнения программ;

— документации, содержащей все необходимые сведения для выполнения автоматизированного проектирования с помощью данной САПР.

Для реализации задач пользователей необходим программный инструментарий — точные и подробные инструкции, содержащие последовательность действий по обработке информации. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Программное обеспечение САПР включает комплекс программ различного назначения, обеспечивающих функционирование компьютерной системы и решение задач автоматизированного проектирования.13

1.3 Структурированная кабельная система (СКС)

Представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.

СКС обеспечивает подключение локальной АТС, одновременную работу компьютерной и телефонной сети, охранно-пожарной сигнализации, управление различными инженерными системами зданий и сооружений с использованием общей среды передачи, а также предоставляет возможность гибкого изменения конфигурации кабельной сети. При перемещении необходимого для работы оборудования внутри здания достаточно сделать соответствующую перекоммутацию цепей на кросс панелях2.

1.4 Система пожарной и охранной сигнализации и оповещения о пожаре

Безопасность собственного имущества издревле была одной из главных забот человека. Для защиты от несанкционированного вторжения в жилище, хищения вещей и пожара человечество придумало немало нужных приспособлений, однако технологии безопасности развиваются вместе с развитием общества.

В стремлении обезопасить необходимые объекты от повреждения стихией или злоумышленником, человечество изобрело универсальную систему оповещения об угрозе проникновения или пожара — сигнализацию. Системы охранной сигнализации призваны ограничить контроль доступа на объект, а системы пожарной сигнализации — сигнализировать возгорание. Причем не важно, где устанавливается система сигнализации: в автомобиле, в квартире, в офисе или в складском помещении, главная задача любой системы оповещения — вовремя сообщить владельцу или соответствующим службам о возникновении экстренной ситуации. Именно поэтому системы пожарной и охранной сигнализации были объединены в пожарно-охранные комплексы, обеспечивающие всестороннюю защиту охраняемого объекта.

Современная система сигнализации — это далеко не единичный прибор для индикации чрезвычайной ситуации, а комплексные системы охранно-пожарной безопасности, объединяющие в себе технические средства, как для предотвращения несанкционированного доступа, так и своевременного устранения возгорания.

От возможностей и задач системы сигнализации зависит сложность оборудования, входящих в систему оповещения, а также конфигурация и способы подключения сигнализации. Однако среди всех элементов системы неизменными составляющими работоспособности сигнализации являются 3 категории оборудования:

— Сенсорные устройства для сбора различных параметров

— Оборудование сбора и обработки данных с сенсоров

— Прибор центрального управления охранно-пожарной сигнализацией

Сенсорные устройства при подключении сигнализации непрерывно проводят мониторинг среды на предмет заданных параметров: температуры, задымления, движения, удара, звука и ряда других. При фиксировании превышения нормы по одному или нескольким параметрам, сигнал об этом подается на управляющую панель сигнализации и лишь, затем проходит на прибор центрального управления охранно-пожарной сигнализацией, в качестве которого может выступать как компьютер со специализированным ПО для системы охранно-пожарной сигнализации на крупных объектах, так и пожарно-охранная панель в случае небольших помещений.

Как правило, охранно-пожарная сигнализация интегрируется непосредственно в комплекс инженерно-техническим управлением здания, что дает дополнительные возможности в дополнительной установке к сигнализации периферийных устройств дымоудаления и пожаротушения, звукового, речевого и светового оповещения, управления инженерным оборудованием.

Тенденции последних лет в производстве систем охранно-пожарной сигнализации становится автоматизация и перевод элементов системы в автономный режим работы. На данный момент широко представлены, к примеру, беспроводные системы сигнализации, базой которой служит мобильная и спутниковая связь. Мобильные GSM сигнализации — достаточно перспективное направление на рынке систем оповещения, поскольку к данному типу охранно-пожарной сигнализации легко производится подключение дополнительных функций, а также комплексная интеграция в систему «умный дом». Такая система центральной сигнализации имеет многофункциональный пульт управления сигнализацией и инженерными системами дома. Еще одно направление в разработке устройств для системы центральной сигнализации — индивидуализация комплектации для конкретно взятого объекта. Это предполагает индивидуальную разработку, установку, подключение и обслуживание системы сигнализации для квартиры, офиса, магазина и т.д.

1.5 Охранные системы видеонаблюдения

Представлены широчайшим спектром различных устройств, отличающихся своими функциональными, техническими, климатическими, и массой других параметров.

Охранные системы видеонаблюдения быстро развиваются и сейчас представлена такая технология, как беспроводное видео наблюдение. Беспроводное видео наблюдение позволяет избежать подключения камер к проводной сети, так как достаточно разместить видеокамеру с модемом в необходимом месте и начать передавать изображение через сеть в центр управления. Область применения беспроводного видеонаблюдения — офисные, складские, торговые помещения, различные промышленные объекты, автомойки, а также частное жилье2.

Видеостандарты

Качество видео определяют три основных фактора: частота обновления экрана, разрешение и качество отдельного кадра.

При обновлении экрана с частотой ниже 10 кадров в секунду (frames per second, fps), изображение будет передаваться рывками, создавая заметный дискомфорт для зрителя. Приемлемое качество достигается при 15 fps. Традиционным стандартом киноиндустрии является частота 24fps.

Разрешение

Разрешение определяется в терминах формата CIF (Common Interchange Format) и его производных:

SQCIF 128x96 пикселей

QCIF 176x144

CIF 352х288

4CIF 704x576

16CIF 1408x1152

Видеокодеки

H.261 (обязательный) — алгоритм кодирования видео для каналов с полосой, кратной 64 Кбит/С, поддерживает только форматы CIF и QCIF

H.263, H.263+ усовершенствованная версия H.261 для каналов < 64 Кбит/С, поддерживает все 5 форматов разрешения.

1.6 Системы автоматической противопожарной автоматики и пожаротушения

Обычно формулируют следующие приоритетные требования к АППЗ при пожаре:

• Как можно более раннее обнаружение возгорания (очагов пожара).

• Выдачу всех необходимых сигналов для задействования

автоматических противопожарных средств объекта. Это и подпор воздуха в шахтах лифтов и на лестничных клетках, и отключение общеобменной вентиляции, и включение систем дымоудаления, и управление клапанами, и принудительное опускание лифтов, и закрытие автоматических противопожарных дверей, и запуск автоматических установок пожаротушения.

• Детальное информирование о пожарной ситуации на объекте и дежурного персонала, и остальных присутствующих в здании людей.

1.7 Системы контроля доступа

Система контроля доступа предназначена для автоматизированного допуска в помещения только того персонала, которому разрешено посещение данного помещения. Системы контроля доступа основаны на использовании аппаратно-программных средств, управляющих передвижением людей и транспорта через контролируемые точки прохода. Это может быть небольшая система контроля доступа на 1-3 двери или система, контролирующая перемещение нескольких тысяч человек. Персонал идентифицирует себя, предъявляя электронную или магнитную карточку, либо введя определённый цифровой код. Системы контроля доступа могут включать в себя турникеты, автоматические шлагбаумы и ворота. На проходной может быть также установлен компьютер, включенный в общую систему контроля доступа, на экране монитора которого появляются данные и фотография человека, проходящего через турникет. На том же компьютере могут появляться данные водителя, его фотография и номер машины, проезжающей через автоматический шлагбаум на территорию предприятия или покидающей ее.

Вкратце мы ознакомились с основными инженерно-техническими системами, применяемыми при возведении современных зданий и сооружений.

2. КОНЦЕПЦИЯ „УМНОГО ДОМА“

По большому счету, «умный» дом– это прежде всего компьютер, запрограммированный на автономное автоматическое управление определенными инженерными коммуникациями по заданному сценарию. Сердцем всей автоматики, а точнее ее «мозгом», является контроллер. Благодаря различным датчикам (температуры, влажности, снега, ветра, присутствия человека) процессор «видит», что происходит в доме, и реагирует на изменение параметров, изменяя режимы функционирования инженерных систем дома. Например, потемнело – включает свет, протекла вода – перекрывает водоснабжение и сообщает о случившемся хозяевам или компетентным службам и пр. Собственно, способность самостоятельно (автоматически) принимать решение в зависимости от сложившихся обстоятельств и является основной ценностью «умного» дома. Вся информация в удобном для пользователя виде выводится на единый дисплей управляющего компьютера. Например, компьютер может распознать ключевое слово и активизировать систему видео воспроизведения, загрузив выбранный фильм. А также приглушит свет, выключит освещение в ненужных комнатах, умерит вентиляцию, создающую шумовые помехи, при ярком дневном свете опустит жалюзи на окнах. Становится возможным программировать управляющие системы таким образом, чтобы реакция на события внутри здания происходила по заранее определенному сценарию. Главное свойство любой системы «искусственного интеллекта» – ее самообучаемость, т.е. она может самокорректироваться по результатам предшествующих реализаций. Интеллектуальные системы «умного» дома предполагают в первую очередь управление инженерным оборудованием здания. То есть получение через сеть датчиков и счетчиков полной информации о состоянии инженерных систем и расходе воды и энергии, обработка информации экспертной программной системой, автоматическое принятие решения о применении нужных параметров инженерной системы и выдача цифровых команд исполнительным и регулирующим механизмам – приводам, клапанам, насосам, регулируемой арматуре. Обычно «интеллект» здания обеспечивается функционированием нескольких подсистем автоматизации. Во-первых, это интеллектуальное управление освещением. Вариации возможного освещения программируются в разных комбинациях в зависимости от пожеланий и требований заказчика. Например, свет может включаться и выключаться в заданное время или по мере вашего передвижения по дому, гореть в разных местах комнаты с разной яркостью и пр. Помимо того, что это удобно, а также существенно снижает расход электроэнергии, светом можно выигрышно подчеркнуть дизайн. С использованием современных источников света, таких как твердотельные сверх — яркие светодиоды, становится возможным легко программировать управление освещением здания, а расход электроэнергии на освещение уменьшается в 4-5 раз по сравнению с лампами накаливания. Однако проектирование таких систем освещения (равно как и других подсистем «умного» дома) необходимо начинать одновременно с началом проектирования и строительства всего здания, так как «умное» освещение здания относится к технически очень сложным системам1.

Другая обязательная функция «умного» дома — управление климатом. Если «умный» дом запрограммирован поддерживать температуру в пределах наиболее оптимальных для человеческого организма +24ОС, система климат контроля самостоятельно подберет схему оптимального решения этой задачи. В частности, зимой при повышении температуры домовой интеллект отключит или приглушит на время отопление, летом – включит кондиционер. Система не допустит, чтобы и то, и другое работало одновременно. Таким образом, она еще и экономит расходы хозяина дома.

Безопасность жилья обеспечивают камеры видеонаблюдения, а также всевозможные датчики, контролирующие проникновение в помещение, затопление, улавливающие запах газа, дыма. Благодаря им компьютер способен вовремя предпринять все необходимые меры и спасти дом, имущество, жизни людей. В отдельной подсистеме безопасности — автоматизация штор, жалюзи, ролет, ворот и дверей. Наконец, одна из важнейших функций интеллектуальной подсистемы безопасности позволяет не только управлять коммуникациями на расстоянии посредством компьютера или телефона, но и обеспечивает обратную связь – например, благодаря системам контроля и безопасности можно следить за тем, как себя ведут дети в отсутствие родителей5.

В системы «развлечения» входят домашний кинотеатр, система мультирум, то есть многокомнатное озвучивание, когда новости или музыку можно слушать, к примеру, переходя из спальни в ванную, на кухню и даже в туалет. Некоторые специалисты относят к развлекательным подсистемам и автоматизацию кухонной бытовой техники. Духовку, микроволновую печь, стиральную, посудомоечную машины, холодильник также можно включать в систему «умный» дом по желанию заказчика. Однако удовольствие это не из дешевых. Холодильник, включенный в систему «искусственного интеллекта» и оснащенный, например, функцией заказа продуктов при подключении к сети Интернет мог бы выдавать заказ доверенному супермаркету, а служба доставки последнего привозила бы заказанные продукты в назначенное время. Для того чтобы холодильник «понимал», какие продукты в нем находятся, они должны иметь специальную маркировку, которую он автоматически считывает. Кроме того, необходимо чтобы поставщики продуктов, например супермаркеты, поддерживали услугу доставки продуктов по заказам холодильников, а заодно и маркировали их соответствующим образом. Рано или поздно эта задача может быть решена.

2.1 Платформы Умного Дома

Концепция «умного дома» заключается в автоматизации многих бытовых действий, которые мы привыкли делать вручную, и увеличении комфортности пребывания в конкретном помещении, будь то офис, квартира или загородный дом.

На сегодняшний день существует множество различных систем и протоколов, призванных обеспечить полноценную автоматизацию зданий, домов или квартир. Известно более двадцати технологий, направленных на создание так называемого «умного дома». Среди них можно выделить некоторые категории и подкатегории, такие как системы вентиляции, отопления, кондицинирования, развлекательные, централизованные и распределённые системы. Нет смысла упоминать, а тем более описывать, их все. Достаточно взять несколько наиболее часто встречаемых названий: LON (LonWorks), EIB, и X10.

LonWorks

Изначально LON-технологии относятся к распределённым системам «умного дома» и ориентированы на обеспечение полноценного климат-контроля в крупных зданиях и квартирах. Здесь стоит вспомнить о сути распределённых систем. Распределённая система – это совокупность независимых друг от друга средств для анализа информации и формирования команд. Главной её особенностью является то, что доступ к управлению подобной сетью можно получить почти из любой точки такой системы. Так вот, с помощью архитектуры LON можно осуществлять контроль и регулирование таких функций, как отопление, кондиционирование, вентиляция, увлажнение воздуха, подогрев полов, охранная и пожарная сигнализация, управление светом.

Суть технологии в том, что все инженерные системы объекта обмениваются данными о своём состоянии, выполненных действиях или полученных командах с помощью единой сети по специально разработанному в рамках LonWorks протоколу LonTalk. В качестве физического интерфейса передачи данных часто используется интерфейс, подобный полудуплексному многоточечному последовательному RS 485. На сегодняшний день интерфейс RS-485 является одним из наиболее распространенных стандартов передачи данных на физическом уровне, то есть, на самом нижнем (первом) уровне в рамках модели взаимодействия открытых систем OSI. Очень часто этот стандарт используется в случае необходимости связать между собой несколько различных устройств, выполненных на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК). Наравне с RS-232, интерфейс RS-485 нередко применяется и в компьютерной индустрии.

С помощью RS-485 можно построить сеть с участием 32 пар передатчик/приёмник, но уже сегодня в спецификации стандарта введены изменения, расширяющие возможности этого RS-протокола до 255 устройств, объединённых в одну сеть. Если же есть необходимость в объединении ещё большего количества устройств, то можно использовать так называемые репитеры, или по-другому, повторители. В таком случае сеть на базе RS-485 можно расширять почти до бесконечности.

А вот уже системы на основе LonWorks без особых проблем можно связать с сетью Интернет, и с помощью стандартных средств связи осуществлять удалённый контроль и управление любой инженерной подсистемой.

Стоит отметить, что системы на базе LonWorks чаще применяются в больших зданиях и помещениях6.

EIB

В случае если помещение своими размерами не напоминает стадион или завод, чаще используют EIB-технологии. EIB (European Installation Bus), как это ясно из названия, — шина управления, которая распространена в Европе. Возможности EIB почти те же самые, что и LonWorks. Управление и контроль за всеми происходящими в сети процессами также осуществляется с помощью одной общей линии. У EIB довольно широкие возможности по расширению и перепрограммированию отдельных элементов уже функционирующего на базе EIB «умного дома»6.

X10

В качестве третьего стандарта, для ознакомления, был выбран X10 – один из наиболее, если не самый часто встречающийся стандарт автоматизации в домашних условиях. В качестве физической среды используется, главным образом, существующая электропроводка. Данный протокол и стандарт были разработаны ещё в 1975г. компанией Pico Electronics для того, чтобы осуществлять удалённый контроль за домашними бытовыми приборами.

Под данными в протоколе X10 подразумеваются управляющие сигналы и команды, с помощью которых ваша квартира собственно и становится «думающей». В одну сеть X10 можно связать не более 256 устройств, каждое из которых обладает собственным адресом. Это одна из самых простых систем превращения обычного дома в «умный». За считанные часы вы сможете сами оборудовать у себя в комнате «умный свет» или научить жалюзи закрываться ровно в десять вечера.

Несмотря на то, что у X10 существует множество конкурентов и она имеет свои недостатки, на сегодня это едва ли не самая популярная технология автоматизации домов и квартир в мире6.

X10. Эта технология появилась еще в середине 80-х годов и стала первой системой простой домашней автоматизации, когда при нажатии на кнопку происходит не одно, а сразу несколько параллельных действий. Управляющие устройства, собранные в систему X10, общаются между собой, используя обычную электропроводку, по которой пересылаются информационные сигналы. Настройка системы происходит по принципу «делай как я». Ты нажимаешь на выключатель, держишь его пару секунд, и он входит в режим обучения. Затем ты зажигаешь несколько лампочек, и выключатель это запоминает. В дальнейшем он будет проделывать такую процедуру самостоятельно.

Сейчас X10 — самая дешевая система на рынке. Многие профессионалы уверены, что именно она дискредитирует имя SmartHоuse. Электросеть не самый лучший проводник информации, из-за чего технология становится ненадежной.

AMX и Crestron

Американские централизованные системы. Все функции обработки информации сосредоточены в одном блоке — мощном центральном компьютере, работающем на своей собственной операционной системе. Этот компьютер принимает сигналы со всех датчиков и выключателей и пересылает их дальше — на приборы управления. По сути они являются разновидностями локальной компьютерной сети — проводной или беспроводной, решать заказчику. Централизованные системы предоставляют широкие возможности, и, естественно, они более надежны, чем X10. Из минусов можно выделить, в случае выхода из строя центрального компьютера — а работать ему приходится круглые сутки, семь дней в неделю — в данном случае будет означать блокировку всех механизмов. Также эта система имеет высокую стоимось.

EIB и C-Bus

Представляют собой так называемые распределенные системы «умного дома». Управление осуществляется не одним центральным компьютером, а целой сетью периферийных контроллеров, каждый из которых является обучаемым и программируемым устройством. Контроллеры присутствуют во всех звеньях сети — выключателях, диммерах, отвечающих за регулировку яркости света, датчиках движения, освещения, температуры и т.д. При этом, к примеру, C-Bus может насчитывать до 100 независимых контроллеров в сети и объединять в единую структуру до 255 таких сетей. С помощью этой системы умным можно сделать не только дом, но даже целый стадион или торговый центр. Что, собственно, и произошло в 1999 году в Сиднее со стадионом, построенным к Олимпиаде-2000, и знаменитым на весь мир зданием оперы.

Теперь несколько слов о минусах перечисленных платформ. У каждой из перечисленных технологий, есть как достоинства, так и недостатки. Суть недостатков, подчас, понятна лишь специалистам в этой области, но основная проблема очевидна. Это несовместимость технологий, приборов, техники, а также – в ряде случаев – ограниченные возможности по расширению и модернизации системы. С вопросами совместимости люди сталкиваются каждый день. Мы думаем о том, совместима ли материнская плата и видеокарта при сборке ПК, совместимы ли телевизор и DVD-проигрыватель при покупке ДК, совместим ли этот диск с этим приводом оптических дисков. Примеров множество6.

2.2 Компоненты системы управления «Умным домом»

Система управления умным домом строится по модульному принципу, что позволяет легко модернизировать систему и устранять неисправности, которые могут возникнуть при эксплуатации системы. Специалист по эксплуатации системы просто заменяет неисправный модуль работоспособным, и система продолжает нормальное функционирование. Кроме этого благодаря модульному принципу можно адаптировать систему управления умным домом под любые исполнительные устройства, имеющиеся в наличии на рынке товаров для автоматизации жилых помещений.

Оборудование для управления умным домом можно разделить на несколько больших групп

Центральный процессор.

Сердце любой системы. На нем выполняются программы реализующие логику управления домом. К центральному процессору подключаются остальные модули системы управления. Также центральные процессоры могут изготовятся в различных типах корпусов, в зависимости от предполагаемого места их установки.

Модули расширения.

Улучшают функциональные возможности центрального процессора и позволяют адаптировать систему управления для решения конкретных задач. Применение специализированных модулей часто также бывает экономически невыгодно, так как для решения задачи необходимо ставить несколько модулей и цена также поднимается. К тому же при увеличении количества модулей снижается быстродействие системы и возрастает нагрузка на ЦП.

Модули интерфейсов.

Набор команд и сигналов, с помощью которых системы умного дома общаются между собой и с системой управления называется протоколом обмена. В настоящее время в мире распространено порядка 10 различных протоколов для управления умным домом (EIB, X-10, RS-485, и др.). Кроме этого, поскольку в настоящее время не существует жестких стандартов на оборудования для умных домов, каждый производитель закладывает дополнительные особенности в протокол общения, которые присущи только для оборудования данного производителя. В связи с этим, остро стоит проблема совместимости системы управления с исполнительным оборудованием различных производителей.

Эта проблема еще усиливается тем, что фирма производитель специализируется на оборудовании одного класса (например, производство видео оборудования) и по этому качество устройств не входящих в этот класс (допустим кондиционеров) выпускаемых той же самой фирмой оставляет желать лучшего. По этому при создании умного дома обычно комбинируют оборудование разных производителей. Использование оборудования разных производителей может быть еще связано с их ценовой политикой.

В связи с этим существуют решения позволяющие объединить оборудование разных производителей, использующих разные интерфейсы и протоколы обмена данными. Модули интерфейсов помогают преодолеть проблемы совместимости оборудования, и позволяют использовать в «Умном доме» любое оборудование, которое поддерживает дистанционное управление.

2.3 Панели управления

Специализированные портативные компьютеры, оснащенные сенсорными панелями, предназначенные для управления работой умного дома. На каждой панели управления установлен специальный графический интерфейс, на который выводится информация о состоянии различных систем умного дома, и с которого активируются функции управления умным домом. Панели управления могут быть как универсальными, предназначенными для управления всем домом, так и специализированными, предназначенными для управления определенной системой (например, домашним кинозалом). Также панели управления можно разделить на следующие три класса.

а) Настенные панели.

В настоящее время выпускаются настенные панели управления различных размеров, но как показывает анализ потребительского спроса, наибольше популярностью пользуются панели управления с размером сенсорного экрана равным 12 дюймам. Связь между такими панелями и системой управления осуществляется с помощью витой пары.

б) Настольные панели.

Эти панели снабжены специальными подставками (кредл) для установки их на столе или любой другой горизонтальной поверхности. Настольные панели выпускаются в разном стилистическом и цветовом оформлении. Размеры настольных панелей также колеблются в широком диапазоне. Оптимальные размеры настольных панелей 15 и 17 дюймов. Панели меньшего размера обычно выглядят не эстетично, а панели большего размера требуют специального дизайна графического интерфейса, что ведет к их удорожанию. Настольные панели также как и настенные подключаются к системе управления с помощью проводной связи.

в) Переносные панели.

Позволяют переносить их с места на место, благодаря тому, что подключаются к системе с помощью беспроводной связи. Этот тип панелей работает от специальных аккумуляторных батарей и требует периодической подзарядки. Для этих целей используются такие же подставки, как и у настольных панелей, но если настольная панель жестко закреплена на подставке, то переносная панель легко снимается и надевается. Переносные панели также имеют разное оформление и размеры. Исходя из эргономических и экономических показателей, наиболее удобными считаются панели с размером сенсорного экрана равным 10 дюймам. Панели с размером экрана 4 дюйма достаточно дорогие и легко могут быть заменены карманными компьютерами(Pocket PC), кроме того, элементы интерфейса на таких панелях получаются достаточно миниатюрными, что затрудняет их использование. Панели с размером сенсорного экрана более 10 дюймов проигрывают 10 дюймовым панелям по эргономическим показателям

3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ

сеть интернет умный дом

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В PC традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами, шины ATA, SCSI и все шины расширения. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, и двухпроводной) линии. Эта линия может быть как однонаправленной (например, в RS-232C, реализуемой СОМ-портом, шине Fire Wire, SPI, JTAG), так и двунаправленной (USB, 12С).

При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность. Технический прогресс приводит к неуклонному росту объемов передаваемой информации.

Вполне очевидно, что при одинаковом быстродействии приемопередающих цепей и пропускной способности соединительных линий по скорости передачи параллельный интерфейс должен превосходить последовательный. Однако повышение производительности за счет увеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойства соединительных кабелей. В случае параллельного интерфейса начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по линиям кабеля и, что самое неприятное, задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствие неидентичности проводов и контактов разъемов. Для надежной передачи данных временные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих рост пропускной способности параллельных интерфейсов.

Для повышения пропускной способности параллельных интерфейсов с середины 90-х годов стали применять двойную синхронизацию DDR (Dual Data Rate). Ее идея заключается в выравнивании частот переключения информационных сигнальных линий и линий стробирования (синхронизации). В «классическом» варианте данные информационных линий воспринимались только по одному перепаду (фронту или спаду) синхросигнала, что удваивает частоту переключения линии синхросигнала относительно линий данных. При двойной синхронизации данные воспринимаются и по фронту, и по спаду, так что частота смены состояний всех линий выравнивается, что при одних и тех же физических параметрах кабеля и интерфейсных схем позволяет удвоить пропускную способность. Волна этих модернизаций началась с интерфейса АТА (режимы UltraDMA) и прошла уже и по SCSI (UltralSO и выше), и по памяти (DDR SDRAM), и по системной шине процессоров (Pentium 4).

Немаловажен для интерфейса контроль достоверности передачи данных, который, увы, имеется далеко не везде. «Ветераном» контроля является шина SCSI с ее битом паритета, контроль паритета применяется и в последовательных интерфейсах, и в шине PCI. Шина ISA в этом плане беззащитна, как и ее «потомок» — интерфейс АТА, в котором до UltraDMA контроля достоверности не было. В новых интерфейсах контролю достоверности уделяется серьезное внимание, поскольку они, как правило, рассчитываются на экстремальные условия работы (высокие частоты, большие расстояния и помехи). Контроль достоверности может производиться и на более высоких протокольных уровнях (контроль целостности пакетов и их полей), но на аппаратном уровне он работает, естественно, быстрее.

Различают три возможных режима обмена устройств:

-Дуплексный,

-Полудуплексный

-Симплексный.

Дуплексный режим позволяет по одному каналу связи одновременно передавать информацию в обоих направлениях. Он может быть асимметричным, если значения пропускной способности в направлениях «туда» и «обратно» существенно различаются, или симметричным. Полудуплексный режим позволяет передавать информацию «туда» и «обратно» поочередно. Симплексный односторонний (во встречном направлении передаются только вспомогательные сигналы интерфейса).

Другим немаловажным параметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств. Оно ограничивается как частотными свойствами кабелей, так и помехозащищенностью интерфейсов. Часть помех возникает от соседних линий интерфейса — это перекрестные помехи, защитой от которых может быть применение витых пар проводов для каждой линии. Другая часть помех вызывается искажением уровней сигналов.

Существенным свойством является возможность «горячего» подключения/отключения или замены устройств (Hot Swap), причем в двух аспектах. Во-первых, это безопасность переключений «на ходу» как для самих устройств и их интерфейсных схем, так и для целостности хранящихся и передаваемых данных и, наконец, для человека. Во-вторых, это возможность использования вновь подключенных устройств без перезагрузки системы, а также продолжения устойчивой работы системы при отключении устройств. Далеко не все внешние интерфейсы поддерживают «горячее подключение» в полном объеме, так, например, зачастую сканер с интерфейсом SCSI должен быть подключен к компьютеру и включен до загрузки ОС, иначе он не будет доступен системе. С новыми шинами USB и Fire Wire проблем «горячего подключения» не возникает. Для внутренних интерфейсов «горячее подключение» несвойственно. Это касается и шин расширения, и линеек памяти, и даже большинства дисков АТА и SCSI. «Горячее подключение» поддерживается для шин расширения промышленных компьютеров, а также в специальных конструкциях массивов устройств хранения8.

3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDS

Разрядность и быстродействие контроллеров, процессоров и изделий на их основе постоянно возрастают. Производительность всей системы сильно зависит от скорости обмена данными между устройствами. В последнее время для этого всё чаще используют высокоскоростные интерфейсы LVDS (Low-Voltage Differential Signaling или дифференциальный метод передачи с использованием сигналов низкого уровня) и M-LVDS (Multipoint-LVDS или многоточечный двунаправленный способ обмена информацией). Они позволяют организовать сверхскоростной обмен между микросхемами на печатной плате, а также эффективное взаимодействие между блоками и стойками. На передающей стороне параллельный код преобразуется в последовательный. На принимающей — выполняется обратное преобразование информации. Такой способ обмена позволяет существенно уменьшить количество соединительных проводников, сократить габариты разъемов при увеличении надежности и уменьшении стоимости всего комплекса.

На рис. 1 показаны соотношения скорости обмена и допустимого расстояния для разных интерфейсов.

Рисунок 1. Соотношения между скоростью обмена и расстоянием для разных интерфейсов

Из рис. 1 очень хорошо видно, что каждый тип интерфейса имеет свою нишу и предназначен для определенных областей применения. Основное назначение любого последовательного интерфейса — »сворачивание" параллельного кода в скоростной последовательный канал и «разворачивание» последовательного кода в параллельный на приемной стороне.

При расстояниях до 30 м и скоростях передачи менее 50 Мбит/с обычно используют интерфейсы стандартов TIA/EIA-422 (RS-422, multidrop) и TIA/EIA-485 (RS-485, multipoint). Выходные дифференциальные сигналы высокого уровня, чувствительные приемники и работоспособность при уровнях помех до 7 В — их положительные качества для обеспечения эффективного обмена данными между удаленным оборудованием. Для скоростей передачи более 50 Мбит/с или в устройствах, где очень важно низкое потребление энергии, применяют интерфейсы LVDS или M-LVDS. Передача и прием со скоростью около 10 Гбит/с обеспечивается эмиттерно-связанной логикой (ECL — emitter-coupled logic) или положительной эмиттерно-связанной логикой (PECL — positive ECL). Однако такая высокая скорость обмена достигается за счет увеличения стоимости при сильном росте потребляемой мощности.

Немаловажным параметром является экономичность каждого типа интерфейса. На рис. 2 показана диаграмма потребления мощности некоторыми интерфейсами и типами логики.

Рисунок 2. Сравнение потребляемой мощности для разных способов передачи и приема данных

Стоит отметить, что LVDS и M-LVDS занимают лидирующие позиции по этому параметру. Вдобавок к этому, только что отмеченные интерфейсы работоспособны при самых низких питающих напряжениях среди показанных на рис. 2.

Благодаря токовому выходу оконечного каскада, потребляемая мощность LVDS и M-LVDS практически не зависит от скорости передачи информации. Эти положительные особенности особенно важны для автономных и портативных устройств. Сигналы низкого уровня и дифференциальная схема передачи существенно облегчают решение проблемы электромагнитной совместимости, что является плюсом рассматриваемых интерфейсов LVDS и M-LVDS.

Полудуплекс позволяет организовать двухсторонний обмен данными, но с разделением во времени, то есть в любой момент времени передача информации может происходить только в одном направлении (отсюда и приставка полу -). При полудуплексе точка-точка обмен происходит только между двумя устройствами. При многоточечном полудуплексе (Multipoint) двухсторонний обмен возможен между любыми устройствами, но только с условием временного разделения потоков информации. В этом случае терминальные резисторы должны быть установлены на обеих сторонах основного канала передачи и приема.

Интерфейсы LVDS (один передатчик — несколько приемников, стандарт TIA/EIA-644) не позволяют напрямую организовать двунаправленный многоточечный обмен, как это возможно с помощью интерфейсов RS-485 (стандарт TIA/EIA-485). Для создания многоточечного полудуплексного режима «Несколько передатчиков — несколько приемников на одной шине» был создан многоточечный интерфейс M-LVDS (стандарт TIA/EIA-899-2001), с помощью которого возможен двухсторонний обмен данными (Half-Duplex Multipoint — многоточечный полудуплекс). M-LVDS — это высокоскоростной экономичный многоточечный RS-485, позволяющий создать сеть, включающую в себя до 32 узлов со скоростью обмена до 500 Мбит/c.

Интерфейсные микросхемы LVDM имеют в два раза более мощный токовый выход. Это необходимо при работе на линию с двумя согласующими резисторами (полудуплексный обмен). Эти приборы были специально разработаны для создания скоростной шинной архитектуры M-LVDS. У фирмы National Semiconductor подобные микросхемы называются BusLVDS или BLVDS. Для LVDM и BusLVDS выходной ток лежит в пределах от 8 до 10 мА. Для M-LVDS — около 11 мА.

3.3 Аудиостандарты

Мультимедийные терминалы, используемые для видеоконференций, традиционно предоставляют полнодуплексный (двусторонний) звук, при котором общение протекает естественно, без потери фрагментов разговора. Обеспечивается фильтрация фоновых шумов, эхоподавление и автоматический контроль усиления.

На качество звука влияет диапазон передаваемых звуковых частот: ухо человека воспринимает частоты в диапазоне от 20 Hz до 20 kHz. Речевая информация обычно содержится в диапазоне от 100 Hz до 7 kHz. Музыка и другие звуки занимают более широкий диапазон.

3.4 Аудио кодеки

G.711 (обязательный) — алгоритм кодирования узкополосного звука (3.1 kHz) в канале 48, 56 или 64 Кбит/С, обеспечивает качество на уровне обычной телефонной связи

G.722 — алгоритм кодирования широкополосного звука (7 kHz) в канале 48, 56 или 64 Кбит/С; обеспечивает более высокое качество звука, чем G.711, но более требователен к полосе пропускания

G.728 — алгоритм кодирования узкополосного звука (3.4 kHz) в канале 16 Кбит/С, с использованием метода LD-CELP; обеспечивает хорошее качество звука при низких скоростях передачи данных и позволяет высвободить полосу для видео (H.320, H.323)

G.723.1 — алгоритм кодирования узкополосного звука в каналах 5.3 Кбит/С и 6.4 Кбит/С; встроенная поддержка подавления пауз, обеспечивает совместимость с системами полудуплексного звука (H.324, H.323)

G.729 A/B -алгоритм кодирования звука с использованием метода AS-CELP.

Приложение A: упрощенный, более экономный алгоритм, с некоторой потерей качества

Приложение B: подавление пауз и генерация комфортного шума в паузах

3.5 Совместная работа с данными

T.120 — группа стандартов для совместной работы с приложениями и документами в реальном времени, обмена текстовыми сообщениями и файлами; взаимодействия с помощью электронной «классной доски».

3.6 Стандарты для видеоконференций

H.320 — набор стандартов ITU-T для видеоконференций в сетях с коммутацией каналов. Таких как ISDN, дробные сети T1, E1 и др.

H.321 — рекомендации по организации видеоконференций с использованием широкополосной ISDN, ATM.

H.322 — стандарт для видеоконференций в сетях с коммутацией пакетов и гарантированным качеством обслуживания.

H.323 — расширение стандарта H.320 для видеоконференций в локальных и других сетях с коммутацией пакетов.

H.324 — рекомендации по организации видеоконференцсвязи по аналоговым телефонным сетям общего пользования.

3.7 Стандарты связи и управления

H.221 — структура кадра в каналах 64? 1920 Кбит/С (H.320)

H.231 — рекомендации по работе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.320

H.242 — управляющие процедуры и протокол для установления связи между терминалами в каналах до 2 Mbps (H.320)

Q.931 — сигнальный протокол для установления и разрыва связи с терминалами (H.323)

RAS — (Registration/Admission/Status) — коммуникационный протокол для взаимодействия терминалов и контроллера зоны (H.323)

H.225 — сигнальные протоколы для установления связи между терминалами в пакетных сетях и форматы пакетизации и синхронизации потока (H.323)

H.235 — обеспечение безопасности в системах H.323: аутентификация участников, шифрование передаваемой информации

H.243, H.245 — рекомендации по работе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.323

H.281 — управление удаленной камерой

H.331 — рекомендации по потоковому видео (streaming)

H.450.x — серия дополнительных служебных протоколов

3.8 Архитектура систем видеоконференцсвязи

Для организации видеоконференций используются следующие устройства:

Кодек (codec) — устройство для преобразования аналоговых (аудио, видео) сигналов в цифровой поток битов и обратного преобразования цифровых сигналов в аналоговые сигналы.

Терминалы абонентов с поддержкой аудио и видеосвязи — индивидуальные или групповые видеосистемы или IP-телефоны.

Серверы многоточечной связи (MCU). MCU H.323 совмещает в себе обязательный многоточечный контроллер, управляющий соединениями, и один или несколько опциональных мультимедийных процессоров, назначение которых — микширование аудио и видеосигналов, поступающих от многих участников.

3.9 Шлюзы

Соединяют коммутируемые ISDN-сети с пакетными IP-сетями.

В функции шлюза входит преобразование форматов передачи данных и коммуникационных процедур (H.225/H.221 и H.245/H.242).

Дополнительно, шлюз отвечает за транскодирование аудио и видеосигналов и выполняет настройку и закрытие соединений.

Контроллеры зоны — это программные модули, которые авторизуют подключения, транслируют используемые в системе имена терминалов и шлюзов в IP-адреса, маршрутизируют запросы через шлюзы. Кроме того, контроллеры зоны предоставляют дополнительные услуги, такие как управление шириной полосы, переадресация вызова, поддержка службы каталогов, статистические отчеты для биллинговых систем.

Сетевые экраны и прокси-серверы (firewalls и proxies) предотвращают несанкционированный доступ к конференции в случае связи через Интернет.

Потоковое видео — Некоторые системы видеоконференцсвязи поддерживают потоковое видео (streaming) — трансляцию живого видео и презентаций для пользователей, которые не участвуют в конференции.

Для просмотра клиенты используют специальное программное обеспечение: Cisco IP/TV или Apple QuickTime

Цифровые сети, предоставляемые различными операторами

( провайдерами ), могут использовать самые различные технологии, включая ISDN ( PRI и/или BRI), IP, Frame Relay и ATM.

ISDN

ISDN — Цифровая сеть с интеграцией услуг ( Integrated Service Digital Network ), или ISDN-сеть, определена международным стандартом для передачи голоса, видео и данных через цифровые телефонные линии или обычные телефонные провода. Пользователям ISDN известны два типа интерфейсов: BRI (Basic Rate Interface, интерфейс базового уровня скорости) и PRI (Primary Rate Interface, интерфейс основного уровня скорости). ISDN поддерживает передачу данных по каналам, кратным 64 Кбит/С. Каждый BRI канал состоит из двух В-каналов (64Кбит/С каждый) и одного D- канала (16 Кбит/С). PRI канал состоит из 30-ти B-каналов и одного D-канала, 64Кбит/С каждый.

Стандарт Н.320 определяет регламент проведения видеоконференций в сетях ISDN. Технология инверсного мультиплексирования (Bandwidth ON Demand) позволяет объединять по мере необходимости несколько B? каналов, чтобы получить большую пропускную способность. Типичным является использование полосы 2B (128 Кбит/С) для двусторонней конференции между настольными персональными системами; полоса 6B (384 Кбит/С), как правило, используется для групповой связи.

ISDN по своей сути является двусторонним соединением. Для проведения сеансов многосторонней связи требуется видеосервер многоточечной связи (Multipoint Control Unit — MCU). MCU стандарта H.320 управляет всеми ISDN-соединениями, задействованными в сеансе.

IP

IP — Стандарт H.323, появившийся в 1996 году, и его последняя версия 2000 года представили рекомендации для проведения конференций в сетях с коммутацией пакетов (IP-сетях). Новые технологии позволили компаниям проводить конференции на базе уже имеющихся локальных и территориальных сетей и Интернет.

Фундаментальное преимущество IP? сетей, по сравнению с ISDN-сетями, состоит в их распределенной и масштабируемой архитектуре, отсутствии зависимости от провайдера, относительной простоте реализации и меньшей стоимости. При необходимости можно наращивать IP-сеть, не затрагивая ее базовую инфраструктуру.

В настоящее время не все IP- сети могут гарантировать требуемый уровень качества сервиса ( Quality of Service, QoS), что затрудняет их использование для видеосвязи.

Frame Relay

Frame Relay — это сетевой протокол Глобальных сетей (WAN), основанный на технологии коммутации пакетов данных.

ATM

ATM (Asynchronous Transfer Mode, асинхронный режим передачи) — сетевая технология, основанная на передаче данных в ячейках (пакетах фиксированной длины). Ячейка, используемая в АТМ, имеет меньшую длину, чем в технологиях-предшественниках. Маленькая ячейка постоянной длины позволяет оборудованию АТМ обеспечивать для любого типа трафика (видео, аудио и компьютерных данных) требуемый уровень качества обслуживания.

XDSL

XDSL — Сетевая технология xDSL становится все более популярной для подключения небольших компаний и частных пользователей. Частные пользователи чаще всего используют ADSL, небольшие компании — SDSL. Для организации видеоконференций чаще всего используется технология IP поверх xDSL. Необходимо помнить, что эти технологии не гарантируют качество сервиса: время от времени видеосвязь может иметь плохое качество и даже обрываться. Кроме того, нужно иметь в виду принципиальную асимметрию ADSL: полоса, предоставляемая для видеосвязи в двух направлениях (к провайдеру и от него) принципиально разная9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги по вышеизложенному материалу можно сказать, что информационные технологии глубоко проникли в такую область человеческой деятельности как строительство, в самом широком понимании. От небольших индивидуальных домов и до огромных промышленных или офисных комплексов. Имеющие развитые, со сложной иерархией инженерные сети и системы. Позволяющие управлять любыми процессами с недостижимой ранее эффективностью и безопасностью.

Также необходимо отметить, что и непосредственно процесс строительства, в современных условиях не мыслим, без применения широкого спектра программно-аппаратных средств и IT-технологий.

В современных условиях, в организации управления строительной фирмы, должны учитываться инновационные технологии, компьютерное и программное обеспечение.

Цель применения IT-технологий в строительстве — достижение результата производственной деятельности с меньшими затратами, при более высокой эффективности. Переход инженерных систем на качественно новый уровень, с более высокой безопасностью, простотой управления и обслуживания, со сниженными эксплутационными расходами.

При использовании программ комплексного управления строительством обеспечивается координация и регулирование деятельности участников строительства. Цель управления строительством состоит в том, чтобы при соблюдении конкретных сроков возведения объектов и при минимальных затратах ресурсов достигнуть высоких текущих технико-экономических показателей.

В практической части, используя в качестве примера концепцию «Умного дома», мы ознакомились с функциональными возможностями, которые предоставляет подобная система. Со структурой и возможным схематическим видом. С некоторыми техническими решениями, возможными в подобных проектах.

Концепция «Умного дома» или интеллектуального дома являются одними из самых сложных в реализации инженерных систем. Подобные проекты очень интересны своей многогранностью, открытостью, возможностью неограниченного творческого подхода и изящных инженерных решений.

В работе, мы подробно рассмотрели аппаратные компоненты составляющие основу «Умного дома». Провели анализ существующих и применяющихся интерфейсов IT-систем.

Рассмотрена проблематика совместимости различных протоколов и аппаратного обеспечения.

В дальнейшем тема данной курсовой может быть развернута экономическим обоснованием выбора конкретного инженерного технического решения для какого либо объекта. Рассмотрением частного случая выбора, установки, запуска, отладки и администрирования какой либо из рассмотренных выше систем.

Данная работа построена логически последовательно, по принципу- от простого к сложному. Поставленные в начале работы цели, последовательно раскрыты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. По материалам сайта: www.stroinauka.ru/d26dr8133m7rr4616.html

2. По материалам сайта: www.dics.com.ua/dics_home.php

3. По материалам сайта: y-dom.com.ua/i99l0.html

4. По материалам сайта: yakorev.com.ru/udom1.html

5. По материалам сайта: www.housecontrol.ru/function.php

6. По материалам сайта: www.hifinews.ru/article/details/4737.htm Автор: Евгений Курышев.

7. По материалам сайта: yakorev.com.ru/smart1.html

8. По материалам сайта: share.auditory.ru/2009/Vladislav.Baturin/IPU.doc

9. По материалам сайта: www.ttvs.kz/index.php?p=dictionaryм

10. Стандарты и протоколы Интернета /пер. с англ.-М.: Издательский отдел «Русская редакция» ТОО «ChannelTraingltd.», 1999.-384с.: ил. Стр.-13-23, 28, 29, 34, 35.

11. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации/ В. Л. Бройдо-СПб.: Питер, 2008. – 688 с.: ил. Стр.- 441, 526.

12. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети. 2-е изд. – СПб.: Питер 2004.- 765 с.: ил

13. И.П.Норенков В.Б.Маничев – «Основы теории и проектирования САПР». Москва: Издательство «Высшая школа». 1990 г. – стр. 22, 25.

www.ronl.ru

Информационные технологии в строительстве - реферат

СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕРАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ1.1 Сети Интернет1.2 Системы САПР1.3 Структурированная кабельная система (СКС)1.4 Система пожарной и охранной сигнализации и оповещения опожаре1.5 Охранные системы видеонаблюдения1.6 Системы противопожарной автоматики и пожаротушения1.7 Системы контроля доступаРАЗДЕЛ 2. КОНЦЕПЦИЯ «УМНОГО ДОМА»2.1 Платформы умного дома2.2 Компоненты системы управления «Умным домом»2.2.1 Центральный процессор2.2.2 Модули расширения2.2.3 Модули интерфейсов2.2.4 Панели управленияРАЗДЕЛ 3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ3.1 Общие положения. Способы подключения3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDSЗАКЛЮЧЕНИЕСПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕЦелью курсовой работыявляется овладение методикой комплексного изучения поставленного вопроса.Научиться логически последовательно, полно рассматривать выбранные объекты. Вчастности рассмотреть проблематику применения информационных технологий встроительстве. Раскрыть особенности используемых программных продуктов,технологий, физических устройств. Провести выборочный сравнительный анализнекоторых однородных составляющих, например П.О. или аппаратной базы.Актуальность данной темызаключается в том, что эффективное ведение строительного бизнеса, насовременном этапе развития технологий проектирования, управления,инженерно-технического обеспечения, эксплуатации — невозможно без широкогоприменения различных аспектов информационных технологий. В этой работе мырассмотрим структуру и основные направления применения IT-технологийв строительстве. Ознакомимся с основными инженерно-техническими системами,монтаж которых производится в строящихся зданиях и сооружениях и ихназначением. Также будут рассматриваться некоторые программные продукты,используемые на различных стадиях строительного процесса. Такие какСАПР-системы.САПР представляет собойорганизационно-техническую систему, состоящую из комплекса средствавтоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектнойорганизации и выполняющую автоматизированное проектирование. Данный классприкладного программного обеспечения включает в себя широкий перечень программныхпродуктов, поддерживающих работу пользователей практически любой сферыпрофессиональной деятельности. Программные средства этого уровня, как правило,входят в интегрированные пакеты, предназначенные для решения деловых, научных,учебных задач в определенной операционной среде.Также необходимо уделитьвнимание рассмотрению вопросов связанных с передачей информации в различныхсетях, как внутренних, применяемых в создании инженерных сооружений не имеющихпрямой совместимости с сетью Интернет и связанных с ними информационныхтехнологиях. Так и внешних, таких как сеть Интернет. Рассмотрим виды иклассификацию протоколов передачи данных используемых при реализации такихпроектов. Проблематику совместимости программного обеспечения, протоколов междусобой, и с различными аппаратными средствами.В наш стремительный век,когда изобретения устаревают, иногда не успев дойти до производства. И нельзяпредставить, любую область деятельности человека и общества, без информационныхтехнологий, будь то атомный реактор или мобильный телефон. Но, пожалуй, одна изсамых древних и важных задач каждого человека, была необходимость в надежномкрове. Современное жилище человека- это последние достижения в различныхотраслях науки и производства. В практической частиработы, познакомимся с существующими на сегодняшний день инженерными решениями,на примере концепции интеллектуального или „Умного дома“, узнаем егофункциональные возможности, рассмотрим структуру, средства технического,аппаратного и программного обеспечения, применяемые при реализации подобногопроекта. Рассмотрим в общих чертахсеть Интернет, сетевые технологии, некоторые аспекты передачи данных в сетиИнтернет. Основные, существующие на сегодняшний день протоколы передачи данных.В заключение работы будутсделаны выводы по работе. А также перспективы развития данной темы впоследующем.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕНа сегодняшний деньсуществует большое количество различных концепций и технологий возведенияобъектов, в зависимости от назначения, типа, геодезических, гидрогеологическихи климатических условий. Все большее распространение получают т.н.интеллектуальные системы.Главным звеноминтеллектуального здания является система управления зданием (BuildingManagement System — BMS). Именно благодаря ней все инженерные системы работаютв едином комплексе, осуществляют между собой обмен данными, контролируются,управляются из единой диспетчерской.В современном зданииустанавливается более 25 разнородных систем жизнеобеспечения, которыеотличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципамиработы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлическиеи т.д. Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в видекомплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение ссобственной системой контроля и управления2.Система управлениязданием, которую называют еще системой автоматизации и диспетчеризацииинженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания. Онапредставляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор,хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работойэтих систем через сетевые контроллеры (процессоры).Интеллектуальные сетевыеконтроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данныхLonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственныхим инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерамисистемы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллерыавтономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем врамках, заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатныхситуациях.1.1 Сети ИнтернетГлубокое проникновениеинформационных технологий во все процессы и этапы строительства и последующегообслуживания м управления зданиями, обусловило необходимость использованияоборудования и П.О. совместимого с внешними информационными сетями. Такими какИнтернет.Интернет — глобальнаятелекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служитфизической основой для Всемирной паутины. Часто упоминается как Всемирная сеть,Глобальная сеть, либо просто Сеть.В настоящее времясуществуют два созвучных термина — internet и Internet. Термин internetотносится к технологии обмена данными, основанной на использовании семействапротоколов TCP/IP, а Internet — это глобальное сообщество мировых сетей,которые используют internet для обмена данными. Как правило, термин»TCP/IP" это то же самое, что и «набор протоколов TCP/IP»,или «набор протоколов internet», или «технология internet».Сейчас, когда словоИнтернет употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина идоступная в ней информация, а не сама физическая сеть.Интернет состоит измногих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерныхсетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможноблагодаря протоколу IP и принципу маршрутизации пакетов данных. Протокол IP былспециально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То естьлюбая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, длякоторой существует стандарт инкапсуляции в неё IP-пакетов, может передавать итрафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, чтокомпьютер или маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым оннепосредственно присоединён, и уметь работать с этими сетями; но не обязан (и вбольшинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.На стыках сетейспециальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаютсяавтоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя изIP-адресов получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресноепространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети можетсуществовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходяиз класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторамоднозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. Врезультате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данныебеспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнемукосмосу.Протокол — это «язык»,используемый компьютерами, для обмена данными при работе в сети. Чтобыразличные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать»на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря,протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Системупротоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP».

Наиболее распространённыеинтернет-протоколыУровень OSI Протоколы, примерно соответствующие уровню OSI Прикладной DNS, FTP, HTTP, HTTPS, IMAP, LDAP, POP3, L2TP, SNMP, SMTP, SSH, Telnet, XMPP (Jabber) Сеансовый/Представления SSL, TLS Транспортный TCP, UDP Сетевой BGP, EIGRP, ICMP, IGMP, IP, IS-IS, OSPF, RIP Канальный Arcnet, ATM, Ethernet, Frame relay, HDLC, PPP, SLIP, Token ring 1.2 Системы САПРCAD – computerAided Design (САПР)Общий термин дляобозначения всех аспектов проектирования с использованием средстввычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделейизделия. (Твердотельные,3D). Атакже генерацию чертежных изделий и их сопровождений. Следует отличать что этоттермин САПР по отношению промышленным системам имеет более широкое толкованиечем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.CAM – ComputerAided Manufacturing. Общийтермин для обозначения системы автоматизированной подготовки производства,общий термин для обозначения ПС подготовки информации для станков с ЧПУ.Традиционно исходными данными для таких систем были геометрические моделидеталей, полученных из систем CAD.CAE – ComputerAided Engineering. Системаавтоматического анализа проекта. Общий термин для обозначения информационного обеспеченияусловий автоматизированного анализа проекта, имеет целью обнаружение ошибок(прочностные расчеты) или оптимизация производственных возможностей.PDM – ProductData Management. Системауправления производственной информацией. Инструментальное средство, котороепомогает администраторам, инженерам, конструкторам и так далее управлять какданными, так и процессами разработки изделия на современных производственныхпредприятиях или группе смежных предприятий. CAD/CAM/CAE/PDM= САПРПрогресс науки и техники,потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловленонеобходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, ксрокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложностипроектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделийсегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже несоответствуют современным требованиям.Осуществление этихтребований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всехэтапах производства:- Контрольпроектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологическогопроектирования.- Проектированиеорганизации управления производством с формированием данных о материальных иинформационных потоках производства.- Изготовлениеизделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданнойна предварительных этапах информации.- Оценки качестваизделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик.Сейчас термином САПРобозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машиннойграфики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютераханалитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем,связанных с проектной деятельностью.Как законченное изделиеСАПР является совокупностью следующих компонентов:— технических средств,обеспечивающих автоматизированное получение проектных решений;— программ, управляющихработой технических средств и выполняющих проектные процедуры;— данных, необходимых длявыполнения программ;— документации,содержащей все необходимые сведения для выполнения автоматизированногопроектирования с помощью данной САПР.Для реализации задачпользователей необходим программный инструментарий — точные и подробныеинструкции, содержащие последовательность действий по обработке информации. Сампо себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения,все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах.Программное обеспечение САПР включает комплекс программ различного назначения,обеспечивающих функционирование компьютерной системы и решение задачавтоматизированного проектирования.131.3 Структурированная кабельная система (СКС) Представляет собойиерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделенную наструктурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей,кросс панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд,информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленныеэлементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определеннымправилам. СКС обеспечиваетподключение локальной АТС, одновременную работу компьютерной и телефонной сети,охранно-пожарной сигнализации, управление различными инженерными системамизданий и сооружений с использованием общей среды передачи, а также предоставляетвозможность гибкого изменения конфигурации кабельной сети. При перемещениинеобходимого для работы оборудования внутри здания достаточно сделатьсоответствующую перекоммутацию цепей на кросс панелях2. 1.4 Система пожарной и охранной сигнализации и оповещения о пожареБезопасность собственногоимущества издревле была одной из главных забот человека. Для защиты отнесанкционированного вторжения в жилище, хищения вещей и пожара человечествопридумало немало нужных приспособлений, однако технологии безопасностиразвиваются вместе с развитием общества. В стремлении обезопаситьнеобходимые объекты от повреждения стихией или злоумышленником, человечествоизобрело универсальную систему оповещения об угрозе проникновения или пожара —сигнализацию. Системы охранной сигнализации призваны ограничить контрольдоступа на объект, а системы пожарной сигнализации — сигнализироватьвозгорание. Причем не важно, где устанавливается система сигнализации: вавтомобиле, в квартире, в офисе или в складском помещении, главная задача любойсистемы оповещения — вовремя сообщить владельцу или соответствующим службам овозникновении экстренной ситуации. Именно поэтому системы пожарной и охраннойсигнализации были объединены в пожарно-охранные комплексы, обеспечивающие всестороннююзащиту охраняемого объекта. Современная системасигнализации — это далеко не единичный прибор для индикации чрезвычайнойситуации, а комплексные системы охранно-пожарной безопасности, объединяющие всебе технические средства, как для предотвращения несанкционированного доступа,так и своевременного устранения возгорания. От возможностей и задачсистемы сигнализации зависит сложность оборудования, входящих в системуоповещения, а также конфигурация и способы подключения сигнализации. Однакосреди всех элементов системы неизменными составляющими работоспособностисигнализации являются 3 категории оборудования:- Сенсорные устройства для сбора различных параметров- Оборудование сбора и обработки данных с сенсоров- Прибор центрального управления охранно-пожарной сигнализациейСенсорные устройства приподключении сигнализации непрерывно проводят мониторинг среды на предметзаданных параметров: температуры, задымления, движения, удара, звука и рядадругих. При фиксировании превышения нормы по одному или нескольким параметрам,сигнал об этом подается на управляющую панель сигнализации и лишь, затемпроходит на прибор центрального управления охранно-пожарной сигнализацией, вкачестве которого может выступать как компьютер со специализированным ПО длясистемы охранно-пожарной сигнализации на крупных объектах, так ипожарно-охранная панель в случае небольших помещений. Как правило,охранно-пожарная сигнализация интегрируется непосредственно в комплексинженерно-техническим управлением здания, что дает дополнительные возможности вдополнительной установке к сигнализации периферийных устройств дымоудаления ипожаротушения, звукового, речевого и светового оповещения, управленияинженерным оборудованием. Тенденции последних лет впроизводстве систем охранно-пожарной сигнализации становится автоматизация иперевод элементов системы в автономный режим работы. На данный момент широкопредставлены, к примеру, беспроводные системы сигнализации, базой которойслужит мобильная и спутниковая связь. Мобильные GSM сигнализации — достаточноперспективное направление на рынке систем оповещения, поскольку к данному типуохранно-пожарной сигнализации легко производится подключение дополнительныхфункций, а также комплексная интеграция в систему «умный дом». Такая системацентральной сигнализации имеет многофункциональный пульт управлениясигнализацией и инженерными системами дома. Еще одно направление в разработкеустройств для системы центральной сигнализации — индивидуализация комплектациидля конкретно взятого объекта. Это предполагает индивидуальную разработку,установку, подключение и обслуживание системы сигнализации для квартиры, офиса,магазина и т.д.1.5 Охранные системы видеонаблюденияПредставлены широчайшимспектром различных устройств, отличающихся своими функциональными,техническими, климатическими, и массой других параметров. Охранные системывидеонаблюдения быстро развиваются и сейчас представлена такая технология, какбеспроводное видео наблюдение. Беспроводное видео наблюдение позволяет избежатьподключения камер к проводной сети, так как достаточно разместить видеокамеру смодемом в необходимом месте и начать передавать изображение через сеть в центруправления. Область применения беспроводного видеонаблюдения — офисные,складские, торговые помещения, различные промышленные объекты, автомойки, атакже частное жилье2.ВидеостандартыКачество видео определяюттри основных фактора: частота обновления экрана, разрешение и качествоотдельного кадра.При обновлении экрана счастотой ниже 10 кадров в секунду (frames per second, fps), изображение будетпередаваться рывками, создавая заметный дискомфорт для зрителя. Приемлемоекачество достигается при 15 fps. Традиционным стандартом киноиндустрии являетсячастота 24fps. РазрешениеРазрешение определяется втерминах формата CIF (Common Interchange Format) и его производных:SQCIF 128x96 пикселейQCIF 176x144CIF 352х2884CIF704x57616CIF1408x1152ВидеокодекиH.261 (обязательный) — алгоритм кодирования видео для каналов с полосой, кратной 64 Кбит/С,поддерживает только форматы CIF и QCIFH.263, H.263+усовершенствованная версия H.261 для каналов 1.6 Системы автоматической противопожарной автоматики ипожаротушенияОбычно формулируютследующие приоритетные требования к АППЗ при пожаре:• Как можно более раннееобнаружение возгорания (очагов пожара). • Выдачу всех необходимыхсигналов для задействования автоматическихпротивопожарных средств объекта. Это и подпор воздуха в шахтах лифтов и налестничных клетках, и отключение общеобменной вентиляции, и включение системдымоудаления, и управление клапанами, и принудительное опускание лифтов, изакрытие автоматических противопожарных дверей, и запуск автоматическихустановок пожаротушения. • Детальное информированиео пожарной ситуации на объекте и дежурного персонала, и остальныхприсутствующих в здании людей.

1.7 Системы контролядоступаСистема контроля доступапредназначена для автоматизированного допуска в помещения только тогоперсонала, которому разрешено посещение данного помещения. Системы контролядоступа основаны на использовании аппаратно-программных средств, управляющихпередвижением людей и транспорта через контролируемые точки прохода. Это можетбыть небольшая система контроля доступа на 1-3 двери или система,контролирующая перемещение нескольких тысяч человек. Персонал идентифицируетсебя, предъявляя электронную или магнитную карточку, либо введя определённыйцифровой код. Системы контроля доступа могут включать в себя турникеты,автоматические шлагбаумы и ворота. На проходной может быть также установленкомпьютер, включенный в общую систему контроля доступа, на экране мониторакоторого появляются данные и фотография человека, проходящего через турникет.На том же компьютере могут появляться данные водителя, его фотография и номермашины, проезжающей через автоматический шлагбаум на территорию предприятия илипокидающей ее.Вкратце мы ознакомились сосновными инженерно-техническими системами, применяемыми при возведениисовременных зданий и сооружений.

2. КОНЦЕПЦИЯ «УМНОГОДОМА»/>По большому счету,«умный» дом– это прежде всего компьютер, запрограммированный на автономноеавтоматическое управление определенными инженерными коммуникациями по заданномусценарию. Сердцем всей автоматики, а точнее ее «мозгом», является контроллер.Благодаря различным датчикам (температуры, влажности, снега, ветра, присутствиячеловека) процессор «видит», что происходит в доме, и реагирует на изменениепараметров, изменяя режимы функционирования инженерных систем дома. Например,потемнело – включает свет, протекла вода – перекрывает водоснабжение и сообщаето случившемся хозяевам или компетентным службам и пр. Собственно, способностьсамостоятельно (автоматически) принимать решение в зависимости от сложившихсяобстоятельств и является основной ценностью «умного» дома. Вся информация вудобном для пользователя виде выводится на единый дисплей управляющегокомпьютера. Например, компьютер может распознать ключевое слово иактивизировать систему видео воспроизведения, загрузив выбранный фильм. А такжеприглушит свет, выключит освещение в ненужных комнатах, умерит вентиляцию,создающую шумовые помехи, при ярком дневном свете опустит жалюзи на окнах.Становится возможным программировать управляющие системы таким образом, чтобыреакция на события внутри здания происходила по заранее определенному сценарию.Главное свойство любой системы «искусственного интеллекта» – еесамообучаемость, т.е. она может самокорректироваться по результатампредшествующих реализаций. Интеллектуальные системы «умного» дома предполагаютв первую очередь управление инженерным оборудованием здания. То есть получениечерез сеть датчиков и счетчиков полной информации о состоянии инженерных системи расходе воды и энергии, обработка информации экспертной программной системой,автоматическое принятие решения о применении нужных параметров инженернойсистемы и выдача цифровых команд исполнительным и регулирующим механизмам –приводам, клапанам, насосам, регулируемой арматуре. Обычно «интеллект» зданияобеспечивается функционированием нескольких подсистем автоматизации. Во-первых,это интеллектуальное управление освещением. Вариации возможного освещенияпрограммируются в разных комбинациях в зависимости от пожеланий и требованийзаказчика. Например, свет может включаться и выключаться в заданное время илипо мере вашего передвижения по дому, гореть в разных местах комнаты с разнойяркостью и пр. Помимо того, что это удобно, а также существенно снижает расходэлектроэнергии, светом можно выигрышно подчеркнуть дизайн. С использованиемсовременных источников света, таких как твердотельные сверх — яркие светодиоды,становится возможным легко программировать управление освещением здания, арасход электроэнергии на освещение уменьшается в 4-5 раз по сравнению с лампаминакаливания. Однако проектирование таких систем освещения (равно как и другихподсистем «умного» дома) необходимо начинать одновременно с началомпроектирования и строительства всего здания, так как «умное» освещение зданияотносится к технически очень сложным системам1.Другая обязательнаяфункция «умного» дома — управление климатом. Если «умный» дом запрограммированподдерживать температуру в пределах наиболее оптимальных для человеческогоорганизма +24ОС, система климат контроля самостоятельно подберет схемуоптимального решения этой задачи. В частности, зимой при повышении температурыдомовой интеллект отключит или приглушит на время отопление, летом – включиткондиционер. Система не допустит, чтобы и то, и другое работало одновременно.Таким образом, она еще и экономит расходы хозяина дома.Безопасность жильяобеспечивают камеры видеонаблюдения, а также всевозможные датчики,контролирующие проникновение в помещение, затопление, улавливающие запах газа,дыма. Благодаря им компьютер способен вовремя предпринять все необходимые мерыи спасти дом, имущество, жизни людей. В отдельной подсистеме безопасности —автоматизация штор, жалюзи, ролет, ворот и дверей. Наконец, одна из важнейшихфункций интеллектуальной подсистемы безопасности позволяет не только управлятькоммуникациями на расстоянии посредством компьютера или телефона, но иобеспечивает обратную связь – например, благодаря системам контроля ибезопасности можно следить за тем, как себя ведут дети в отсутствие родителей5.В системы «развлечения»входят домашний кинотеатр, система мультирум, то есть многокомнатноеозвучивание, когда новости или музыку можно слушать, к примеру, переходя изспальни в ванную, на кухню и даже в туалет. Некоторые специалисты относят кразвлекательным подсистемам и автоматизацию кухонной бытовой техники. Духовку,микроволновую печь, стиральную, посудомоечную машины, холодильник также можновключать в систему «умный» дом по желанию заказчика. Однако удовольствие это неиз дешевых. Холодильник, включенный в систему «искусственного интеллекта» иоснащенный, например, функцией заказа продуктов при подключении к сети Интернетмог бы выдавать заказ доверенному супермаркету, а служба доставки последнегопривозила бы заказанные продукты в назначенное время. Для того чтобыхолодильник «понимал», какие продукты в нем находятся, они должны иметьспециальную маркировку, которую он автоматически считывает. Кроме того,необходимо чтобы поставщики продуктов, например супермаркеты, поддерживалиуслугу доставки продуктов по заказам холодильников, а заодно и маркировали ихсоответствующим образом. Рано или поздно эта задача может быть решена.2.1 Платформы Умного ДомаКонцепция «умного дома»заключается в автоматизации многих бытовых действий, которые мы привыкли делатьвручную, и увеличении комфортности пребывания в конкретном помещении, будь тоофис, квартира или загородный дом.На сегодняшний деньсуществует множество различных систем и протоколов, призванных обеспечитьполноценную автоматизацию зданий, домов или квартир. Известно более двадцатитехнологий, направленных на создание так называемого «умного дома». Среди нихможно выделить некоторые категории и подкатегории, такие как системывентиляции, отопления, кондицинирования, развлекательные, централизованные ираспределённые системы. Нет смысла упоминать, а тем более описывать, их все.Достаточно взять несколько наиболее часто встречаемых названий: LON (LonWorks),EIB, и X10. LonWorksИзначально LON-технологииотносятся к распределённым системам «умного дома» и ориентированы наобеспечение полноценного климат-контроля в крупных зданиях и квартирах. Здесьстоит вспомнить о сути распределённых систем. Распределённая система – этосовокупность независимых друг от друга средств для анализа информации иформирования команд. Главной её особенностью является то, что доступ куправлению подобной сетью можно получить почти из любой точки такой системы.Так вот, с помощью архитектуры LON можно осуществлять контроль и регулированиетаких функций, как отопление, кондиционирование, вентиляция, увлажнениевоздуха, подогрев полов, охранная и пожарная сигнализация, управление светом. Суть технологии в том,что все инженерные системы объекта обмениваются данными о своём состоянии,выполненных действиях или полученных командах с помощью единой сети поспециально разработанному в рамках LonWorks протоколу LonTalk. В качествефизического интерфейса передачи данных часто используется интерфейс, подобныйполудуплексному многоточечному последовательному RS 485. На сегодняшний деньинтерфейс RS-485 является одним из наиболее распространенных стандартовпередачи данных на физическом уровне, то есть, на самом нижнем (первом) уровнев рамках модели взаимодействия открытых систем OSI. Очень часто этот стандартиспользуется в случае необходимости связать между собой несколько различныхустройств, выполненных на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК).Наравне с RS-232, интерфейс RS-485 нередко применяется и в компьютернойиндустрии. С помощью RS-485 можнопостроить сеть с участием 32 пар передатчик/приёмник, но уже сегодня вспецификации стандарта введены изменения, расширяющие возможности этогоRS-протокола до 255 устройств, объединённых в одну сеть. Если же естьнеобходимость в объединении ещё большего количества устройств, то можноиспользовать так называемые репитеры, или по-другому, повторители. В такомслучае сеть на базе RS-485 можно расширять почти до бесконечности. А вот уже системы наоснове LonWorks без особых проблем можно связать с сетью Интернет, и с помощьюстандартных средств связи осуществлять удалённый контроль и управление любойинженерной подсистемой. Стоит отметить, чтосистемы на базе LonWorks чаще применяются в больших зданиях и помещениях6. EIBВ случае если помещениесвоими размерами не напоминает стадион или завод, чаще используютEIB-технологии. EIB (European Installation Bus), как это ясно из названия, — шина управления, которая распространена в Европе. Возможности EIB почти те жесамые, что и LonWorks. Управление и контроль за всеми происходящими в сетипроцессами также осуществляется с помощью одной общей линии. У EIB довольноширокие возможности по расширению и перепрограммированию отдельных элементовуже функционирующего на базе EIB «умного дома»6. X10В качестве третьегостандарта, для ознакомления, был выбран X10 – один из наиболее, если не самыйчасто встречающийся стандарт автоматизации в домашних условиях. В качествефизической среды используется, главным образом, существующая электропроводка.Данный протокол и стандарт были разработаны ещё в 1975г. компанией PicoElectronics для того, чтобы осуществлять удалённый контроль за домашнимибытовыми приборами. Под данными в протоколеX10 подразумеваются управляющие сигналы и команды, с помощью которых вашаквартира собственно и становится «думающей». В одну сеть X10 можно связать неболее 256 устройств, каждое из которых обладает собственным адресом. Это однаиз самых простых систем превращения обычного дома в «умный». За считанные часывы сможете сами оборудовать у себя в комнате «умный свет» или научить жалюзизакрываться ровно в десять вечера. Несмотря на то, что у X10существует множество конкурентов и она имеет свои недостатки, на сегодня этоедва ли не самая популярная технология автоматизации домов и квартир в мире6. X10. Эта технологияпоявилась еще в середине 80-х годов и стала первой системой простой домашнейавтоматизации, когда при нажатии на кнопку происходит не одно, а сразунесколько параллельных действий. Управляющие устройства, собранные в системуX10, общаются между собой, используя обычную электропроводку, по которойпересылаются информационные сигналы. Настройка системы происходит по принципу«делай как я». Ты нажимаешь на выключатель, держишь его пару секунд, и онвходит в режим обучения. Затем ты зажигаешь несколько лампочек, и выключательэто запоминает. В дальнейшем он будет проделывать такую процедурусамостоятельно.Сейчас X10 — самаядешевая система на рынке. Многие профессионалы уверены, что именно онадискредитирует имя SmartHоuse. Электросеть не самый лучший проводникинформации, из-за чего технология становится ненадежной.AMX и Crestron Американскиецентрализованные системы. Все функции обработки информации сосредоточены водном блоке — мощном центральном компьютере, работающем на своей собственнойоперационной системе. Этот компьютер принимает сигналы со всех датчиков ивыключателей и пересылает их дальше — на приборы управления. По сути ониявляются разновидностями локальной компьютерной сети — проводной илибеспроводной, решать заказчику. Централизованные системы предоставляют широкиевозможности, и, естественно, они более надежны, чем X10. Из минусов можновыделить, в случае выхода из строя центрального компьютера — а работать емуприходится круглые сутки, семь дней в неделю — в данном случае будет означатьблокировку всех механизмов. Также эта система имеет высокую стоимось.EIB и C-Bus Представляют собой такназываемые распределенные системы «умного дома». Управление осуществляется неодним центральным компьютером, а целой сетью периферийных контроллеров, каждыйиз которых является обучаемым и программируемым устройством. Контроллерыприсутствуют во всех звеньях сети — выключателях, диммерах, отвечающих зарегулировку яркости света, датчиках движения, освещения, температуры и т.д. Приэтом, к примеру, C-Bus может насчитывать до 100 независимых контроллеров в сетии объединять в единую структуру до 255 таких сетей. С помощью этой системыумным можно сделать не только дом, но даже целый стадион или торговый центр.Что, собственно, и произошло в 1999 году в Сиднее со стадионом, построенным кОлимпиаде-2000, и знаменитым на весь мир зданием оперы. Теперь несколько слов оминусах перечисленных платформ. У каждой из перечисленных технологий, есть какдостоинства, так и недостатки. Суть недостатков, подчас, понятна лишьспециалистам в этой области, но основная проблема очевидна. Это несовместимостьтехнологий, приборов, техники, а также – в ряде случаев – ограниченныевозможности по расширению и модернизации системы. С вопросами совместимости людисталкиваются каждый день. Мы думаем о том, совместима ли материнская плата ивидеокарта при сборке ПК, совместимы ли телевизор и DVD-проигрыватель припокупке ДК, совместим ли этот диск с этим приводом оптических дисков. Примеровмножество6. 2.2 Компоненты системы управления «Умным домом»Система управления умнымдомом строится по модульному принципу, что позволяет легко модернизироватьсистему и устранять неисправности, которые могут возникнуть при эксплуатациисистемы. Специалист по эксплуатации системы просто заменяет неисправный модульработоспособным, и система продолжает нормальное функционирование. Кроме этогоблагодаря модульному принципу можно адаптировать систему управления умным домомпод любые исполнительные устройства, имеющиеся в наличии на рынке товаров дляавтоматизации жилых помещений.Оборудование дляуправления умным домом можно разделить на несколько больших группЦентральный процессор. Сердце любой системы. Нанем выполняются программы реализующие логику управления домом. К центральномупроцессору подключаются остальные модули системы управления. Также центральныепроцессоры могут изготовятся в различных типах корпусов, в зависимости отпредполагаемого места их установки. Модули расширения. Улучшают функциональныевозможности центрального процессора и позволяют адаптировать систему управлениядля решения конкретных задач. Применение специализированных модулей часто такжебывает экономически невыгодно, так как для решения задачи необходимо ставитьнесколько модулей и цена также поднимается. К тому же при увеличении количествамодулей снижается быстродействие системы и возрастает нагрузка на ЦП. Модули интерфейсов.Набор команд и сигналов,с помощью которых системы умного дома общаются между собой и с системойуправления называется протоколом обмена. В настоящее время в мирераспространено порядка 10 различных протоколов для управления умным домом (EIB,X-10, RS-485, и др.). Кроме этого, поскольку в настоящее время не существуетжестких стандартов на оборудования для умных домов, каждый производительзакладывает дополнительные особенности в протокол общения, которые присущитолько для оборудования данного производителя. В связи с этим, остро стоитпроблема совместимости системы управления с исполнительным оборудованиемразличных производителей.Эта проблема ещеусиливается тем, что фирма производитель специализируется на оборудованииодного класса (например, производство видео оборудования) и по этому качествоустройств не входящих в этот класс (допустим кондиционеров) выпускаемых той жесамой фирмой оставляет желать лучшего. По этому при создании умного дома обычнокомбинируют оборудование разных производителей. Использование оборудованияразных производителей может быть еще связано с их ценовой политикой.В связи с этим существуютрешения позволяющие объединить оборудование разных производителей, использующихразные интерфейсы и протоколы обмена данными. Модули интерфейсов помогаютпреодолеть проблемы совместимости оборудования, и позволяют использовать в«Умном доме» любое оборудование, которое поддерживает дистанционное управление.2.3 Панели управленияСпециализированныепортативные компьютеры, оснащенные сенсорными панелями, предназначенные дляуправления работой умного дома. На каждой панели управления установленспециальный графический интерфейс, на который выводится информация о состоянииразличных систем умного дома, и с которого активируются функции управленияумным домом. Панели управления могут быть как универсальными, предназначеннымидля управления всем домом, так и специализированными, предназначенными дляуправления определенной системой (например, домашним кинозалом). Также панелиуправления можно разделить на следующие три класса.а) Настенные панели. В настоящее времявыпускаются настенные панели управления различных размеров, но как показываетанализ потребительского спроса, наибольше популярностью пользуются панелиуправления с размером сенсорного экрана равным 12 дюймам. Связь между такимипанелями и системой управления осуществляется с помощью витой пары.б) Настольные панели. Эти панели снабженыспециальными подставками (кредл) для установки их на столе или любой другойгоризонтальной поверхности. Настольные панели выпускаются в разномстилистическом и цветовом оформлении. Размеры настольных панелей также колеблютсяв широком диапазоне. Оптимальные размеры настольных панелей 15 и 17 дюймов.Панели меньшего размера обычно выглядят не эстетично, а панели большего размератребуют специального дизайна графического интерфейса, что ведет к ихудорожанию. Настольные панели также как и настенные подключаются к системеуправления с помощью проводной связи.в) Переносные панели. Позволяют переносить их сместа на место, благодаря тому, что подключаются к системе с помощьюбеспроводной связи. Этот тип панелей работает от специальных аккумуляторныхбатарей и требует периодической подзарядки. Для этих целей используются такиеже подставки, как и у настольных панелей, но если настольная панель жесткозакреплена на подставке, то переносная панель легко снимается и надевается. Переносныепанели также имеют разное оформление и размеры. Исходя из эргономических иэкономических показателей, наиболее удобными считаются панели с размеромсенсорного экрана равным 10 дюймам. Панели с размером экрана 4 дюйма достаточнодорогие и легко могут быть заменены карманными компьютерами(Pocket PC), крометого, элементы интерфейса на таких панелях получаются достаточно миниатюрными,что затрудняет их использование. Панели с размером сенсорного экрана более 10дюймов проигрывают 10 дюймовым панелям по эргономическим показателям

3. ИНТЕРФЕЙСЫИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМсетьинтернет умный домПо способу передачиинформации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. Впараллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляютсяи передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В PCтрадиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемыйLPT-портами, шины ATA, SCSI и все шины расширения. В последовательноминтерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, идвухпроводной) линии. Эта линия может быть как однонаправленной (например, вRS-232C, реализуемой СОМ-портом, шине Fire Wire, SPI, JTAG), так идвунаправленной (USB, 12С).При рассмотренииинтерфейсов важным параметром является пропускная способность. Техническийпрогресс приводит к неуклонному росту объемов передаваемой информации. Вполне очевидно, что приодинаковом быстродействии приемопередающих цепей и пропускной способностисоединительных линий по скорости передачи параллельный интерфейс долженпревосходить последовательный. Однако повышение производительности за счетувеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойствасоединительных кабелей. В случае параллельного интерфейса начинают сказыватьсязадержки сигналов при их прохождении по линиям кабеля и, что самое неприятное,задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствиенеидентичности проводов и контактов разъемов. Для надежной передачи данныхвременные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса временипрохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих ростпропускной способности параллельных интерфейсов.Для повышения пропускнойспособности параллельных интерфейсов с середины 90-х годов стали применятьдвойную синхронизацию DDR (Dual Data Rate). Ее идея заключается в выравниваниичастот переключения информационных сигнальных линий и линий стробирования(синхронизации). В «классическом» варианте данные информационных линийвоспринимались только по одному перепаду (фронту или спаду) синхросигнала, чтоудваивает частоту переключения линии синхросигнала относительно линий данных.При двойной синхронизации данные воспринимаются и по фронту, и по спаду, такчто частота смены состояний всех линий выравнивается, что при одних и тех жефизических параметрах кабеля и интерфейсных схем позволяет удвоить пропускнуюспособность. Волна этих модернизаций началась с интерфейса АТА (режимыUltraDMA) и прошла уже и по SCSI (UltralSO и выше), и по памяти (DDR SDRAM), ипо системной шине процессоров (Pentium 4).Немаловажен дляинтерфейса контроль достоверности передачи данных, который, увы, имеется далеконе везде. «Ветераном» контроля является шина SCSI с ее битом паритета, контрольпаритета применяется и в последовательных интерфейсах, и в шине PCI. Шина ISA вэтом плане беззащитна, как и ее «потомок» — интерфейс АТА, в котором доUltraDMA контроля достоверности не было. В новых интерфейсах контролюдостоверности уделяется серьезное внимание, поскольку они, как правило,рассчитываются на экстремальные условия работы (высокие частоты, большиерасстояния и помехи). Контроль достоверности может производиться и на болеевысоких протокольных уровнях (контроль целостности пакетов и их полей), но нааппаратном уровне он работает, естественно, быстрее.Различают три возможныхрежима обмена устройств:-Дуплексный, -Полудуплексный -Симплексный. Дуплексный режимпозволяет по одному каналу связи одновременно передавать информацию в обоихнаправлениях. Он может быть асимметричным, если значения пропускной способностив направлениях «туда» и «обратно» существенно различаются, или симметричным.Полудуплексный режим позволяет передавать информацию «туда» и «обратно»поочередно. Симплексный односторонний (во встречном направлении передаютсятолько вспомогательные сигналы интерфейса).Другим немаловажнымпараметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств. Оноограничивается как частотными свойствами кабелей, так и помехозащищенностьюинтерфейсов. Часть помех возникает от соседних линий интерфейса — этоперекрестные помехи, защитой от которых может быть применение витых парпроводов для каждой линии. Другая часть помех вызывается искажением уровнейсигналов.Существенным свойствомявляется возможность «горячего» подключения/отключения или замены устройств(Hot Swap), причем в двух аспектах. Во-первых, это безопасность переключений«на ходу» как для самих устройств и их интерфейсных схем, так и для целостностихранящихся и передаваемых данных и, наконец, для человека. Во-вторых, этовозможность использования вновь подключенных устройств без перезагрузкисистемы, а также продолжения устойчивой работы системы при отключенииустройств. Далеко не все внешние интерфейсы поддерживают «горячее подключение»в полном объеме, так, например, зачастую сканер с интерфейсом SCSI должен бытьподключен к компьютеру и включен до загрузки ОС, иначе он не будет доступенсистеме. С новыми шинами USB и Fire Wire проблем «горячего подключения» невозникает. Для внутренних интерфейсов «горячее подключение» несвойственно. Этокасается и шин расширения, и линеек памяти, и даже большинства дисков АТА иSCSI. «Горячее подключение» поддерживается для шин расширения промышленныхкомпьютеров, а также в специальных конструкциях массивов устройств хранения8.

3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDSРазрядность ибыстродействие контроллеров, процессоров и изделий на их основе постоянновозрастают. Производительность всей системы сильно зависит от скорости обменаданными между устройствами. В последнее время для этого всё чаще используютвысокоскоростные интерфейсы LVDS (Low-Voltage Differential Signaling илидифференциальный метод передачи с использованием сигналов низкого уровня) иM-LVDS (Multipoint-LVDS или многоточечный двунаправленный способ обменаинформацией). Они позволяют организовать сверхскоростной обмен междумикросхемами на печатной плате, а также эффективное взаимодействие междублоками и стойками. На передающей стороне параллельный код преобразуется впоследовательный. На принимающей — выполняется обратное преобразованиеинформации. Такой способ обмена позволяет существенно уменьшить количествосоединительных проводников, сократить габариты разъемов при увеличениинадежности и уменьшении стоимости всего комплекса.На рис. 1 показанысоотношения скорости обмена и допустимого расстояния для разных интерфейсов.

/>Рисунок 1. Соотношениямежду скоростью обмена и расстоянием для разных интерфейсов Из рис. 1 очень хорошовидно, что каждый тип интерфейса имеет свою нишу и предназначен дляопределенных областей применения. Основное назначение любого последовательногоинтерфейса — «сворачивание» параллельного кода в скоростнойпоследовательный канал и «разворачивание» последовательного кода впараллельный на приемной стороне.При расстояниях до 30 м искоростях передачи менее 50 Мбит/с обычно используют интерфейсы стандартовTIA/EIA-422 (RS-422, multidrop) и TIA/EIA-485 (RS-485, multipoint). Выходныедифференциальные сигналы высокого уровня, чувствительные приемники иработоспособность при уровнях помех до 7 В — их положительные качества дляобеспечения эффективного обмена данными между удаленным оборудованием. Дляскоростей передачи более 50 Мбит/с или в устройствах, где очень важно низкоепотребление энергии, применяют интерфейсы LVDS или M-LVDS. Передача и прием соскоростью около 10 Гбит/с обеспечивается эмиттерно-связанной логикой (ECL — emitter-coupled logic) или положительной эмиттерно-связанной логикой (PECL — positiveECL). Однако такая высокая скорость обмена достигается за счет увеличениястоимости при сильном росте потребляемой мощности.Немаловажным параметромявляется экономичность каждого типа интерфейса. На рис. 2 показана диаграммапотребления мощности некоторыми интерфейсами и типами логики./>Рисунок 2. Сравнениепотребляемой мощности для разных способов передачи и приема данныхСтоит отметить, что LVDSи M-LVDS занимают лидирующие позиции по этому параметру. Вдобавок к этому,только что отмеченные интерфейсы работоспособны при самых низких питающихнапряжениях среди показанных на рис. 2.Благодаря токовому выходуоконечного каскада, потребляемая мощность LVDS и M-LVDS практически не зависитот скорости передачи информации. Эти положительные особенности особенно важныдля автономных и портативных устройств. Сигналы низкого уровня идифференциальная схема передачи существенно облегчают решение проблемыэлектромагнитной совместимости, что является плюсом рассматриваемых интерфейсовLVDS и M-LVDS.Полудуплекс позволяеторганизовать двухсторонний обмен данными, но с разделением во времени, то естьв любой момент времени передача информации может происходить только в одномнаправлении (отсюда и приставка полу -). При полудуплексе точка-точка обменпроисходит только между двумя устройствами. При многоточечном полудуплексе(Multipoint) двухсторонний обмен возможен между любыми устройствами, но толькос условием временного разделения потоков информации. В этом случае терминальныерезисторы должны быть установлены на обеих сторонах основного канала передачи иприема.Интерфейсы LVDS (одинпередатчик — несколько приемников, стандарт TIA/EIA-644) не позволяют напрямуюорганизовать двунаправленный многоточечный обмен, как это возможно с помощьюинтерфейсов RS-485 (стандарт TIA/EIA-485). Для создания многоточечногополудуплексного режима «Несколько передатчиков — несколько приемников наодной шине» был создан многоточечный интерфейс M-LVDS (стандарт TIA/EIA-899-2001),с помощью которого возможен двухсторонний обмен данными (Half-Duplex Multipoint- многоточечный полудуплекс). M-LVDS — это высокоскоростной экономичныймноготочечный RS-485, позволяющий создать сеть, включающую в себя до 32 узловсо скоростью обмена до 500 Мбит/c.Интерфейсные микросхемыLVDM имеют в два раза более мощный токовый выход. Это необходимо при работе налинию с двумя согласующими резисторами (полудуплексный обмен). Эти приборы былиспециально разработаны для создания скоростной шинной архитектуры M-LVDS. Уфирмы National Semiconductor подобные микросхемы называются BusLVDS или BLVDS.Для LVDM и BusLVDS выходной ток лежит в пределах от 8 до 10 мА. Для M-LVDS — около 11 мА.

3.3 АудиостандартыМультимедийные терминалы,используемые для видеоконференций, традиционно предоставляют полнодуплексный(двусторонний) звук, при котором общение протекает естественно, без потерифрагментов разговора. Обеспечивается фильтрация фоновых шумов, эхоподавление иавтоматический контроль усиления.На качество звука влияетдиапазон передаваемых звуковых частот: ухо человека воспринимает частоты вдиапазоне от 20 Hz до 20 kHz. Речевая информация обычно содержится в диапазонеот 100 Hz до 7 kHz. Музыка и другие звуки занимают более широкий диапазон. 3.4 Аудио кодекиG.711 (обязательный) — алгоритм кодирования узкополосного звука (3.1 kHz) в канале 48, 56 или 64Кбит/С, обеспечивает качество на уровне обычной телефонной связиG.722 — алгоритмкодирования широкополосного звука (7 kHz) в канале 48, 56 или 64 Кбит/С;обеспечивает более высокое качество звука, чем G.711, но более требователен кполосе пропусканияG.728 — алгоритмкодирования узкополосного звука (3.4 kHz) в канале 16 Кбит/С, с использованиемметода LD-CELP; обеспечивает хорошее качество звука при низких скоростяхпередачи данных и позволяет высвободить полосу для видео (H.320, H.323)G.723.1 — алгоритмкодирования узкополосного звука в каналах 5.3 Кбит/С и 6.4 Кбит/С; встроеннаяподдержка подавления пауз, обеспечивает совместимость с системами полудуплексногозвука (H.324, H.323)G.729 A/B -алгоритмкодирования звука с использованием метода AS-CELP.Приложение A: упрощенный,более экономный алгоритм, с некоторой потерей качестваПриложение B: подавлениепауз и генерация комфортного шума в паузах 3.5 Совместная работа с даннымиT.120 — группа стандартовдля совместной работы с приложениями и документами в реальном времени, обменатекстовыми сообщениями и файлами; взаимодействия с помощью электронной«классной доски». 3.6 Стандарты для видеоконференцийH.320 — набор стандартовITU-T для видеоконференций в сетях с коммутацией каналов. Таких как ISDN,дробные сети T1, E1 и др.H.321 — рекомендации поорганизации видеоконференций с использованием широкополосной ISDN, ATM.H.322 — стандарт длявидеоконференций в сетях с коммутацией пакетов и гарантированным качествомобслуживания.H.323 — расширениестандарта H.320 для видеоконференций в локальных и других сетях с коммутациейпакетов.H.324 — рекомендации поорганизации видеоконференцсвязи по аналоговым телефонным сетям общегопользования. 3.7 Стандарты связи и управленияH.221 — структура кадра вканалах 64? 1920 Кбит/С (H.320)H.231 — рекомендации поработе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.320 H.242 — управляющиепроцедуры и протокол для установления связи между терминалами в каналах до 2Mbps (H.320)Q.931 — сигнальныйпротокол для установления и разрыва связи с терминалами (H.323)RAS — (Registration/Admission/Status) — коммуникационный протокол для взаимодействиятерминалов и контроллера зоны (H.323)H.225 — сигнальныепротоколы для установления связи между терминалами в пакетных сетях и форматыпакетизации и синхронизации потока (H.323)H.235 — обеспечениебезопасности в системах H.323: аутентификация участников, шифрование передаваемойинформацииH.243, H.245 — рекомендации по работе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.323H.281 — управлениеудаленной камеройH.331 — рекомендации попотоковому видео (streaming)H.450.x — сериядополнительных служебных протоколов 3.8 Архитектура систем видеоконференцсвязи Для организациивидеоконференций используются следующие устройства: Кодек (codec) — устройство для преобразования аналоговых (аудио, видео) сигналов в цифровойпоток битов и обратного преобразования цифровых сигналов в аналоговые сигналы.Терминалы абонентов споддержкой аудио и видеосвязи — индивидуальные или групповые видеосистемы илиIP-телефоны.Серверы многоточечнойсвязи (MCU). MCU H.323 совмещает в себе обязательный многоточечный контроллер,управляющий соединениями, и один или несколько опциональных мультимедийныхпроцессоров, назначение которых — микширование аудио и видеосигналов,поступающих от многих участников.

3.9 Шлюзы Соединяют коммутируемыеISDN-сети с пакетными IP-сетями. В функции шлюза входитпреобразование форматов передачи данных и коммуникационных процедур(H.225/H.221 и H.245/H.242).Дополнительно, шлюзотвечает за транскодирование аудио и видеосигналов и выполняет настройку изакрытие соединений.Контроллеры зоны — этопрограммные модули, которые авторизуют подключения, транслируют используемые всистеме имена терминалов и шлюзов в IP-адреса, маршрутизируют запросы черезшлюзы. Кроме того, контроллеры зоны предоставляют дополнительные услуги, такиекак управление шириной полосы, переадресация вызова, поддержка службыкаталогов, статистические отчеты для биллинговых систем.Сетевые экраны ипрокси-серверы (firewalls и proxies) предотвращают несанкционированный доступ кконференции в случае связи через Интернет.Потоковое видео — Некоторые системы видеоконференцсвязи поддерживают потоковое видео (streaming)- трансляцию живого видео и презентаций для пользователей, которые не участвуютв конференции. Для просмотра клиентыиспользуют специальное программное обеспечение: Cisco IP/TV или Apple QuickTimeЦифровые сети,предоставляемые различными операторами ( провайдерами ), могутиспользовать самые различные технологии, включая ISDN ( PRI и/или BRI), IP,Frame Relay и ATM. ISDNISDN — Цифровая сеть синтеграцией услуг ( Integrated Service Digital Network ), или ISDN-сеть,определена международным стандартом для передачи голоса, видео и данных черезцифровые телефонные линии или обычные телефонные провода. Пользователям ISDNизвестны два типа интерфейсов: BRI (Basic Rate Interface, интерфейс базовогоуровня скорости) и PRI (Primary Rate Interface, интерфейс основного уровняскорости). ISDN поддерживает передачу данных по каналам, кратным 64 Кбит/С.Каждый BRI канал состоит из двух В-каналов (64Кбит/С каждый) и одного D- канала(16 Кбит/С). PRI канал состоит из 30-ти B-каналов и одного D-канала, 64Кбит/Скаждый.Стандарт Н.320 определяетрегламент проведения видеоконференций в сетях ISDN. Технология инверсногомультиплексирования (Bandwidth ON Demand) позволяет объединять по меренеобходимости несколько B? каналов, чтобы получить большую пропускнуюспособность. Типичным является использование полосы 2B (128 Кбит/С) длядвусторонней конференции между настольными персональными системами; полоса 6B(384 Кбит/С), как правило, используется для групповой связи.ISDN по своей сутиявляется двусторонним соединением. Для проведения сеансов многосторонней связитребуется видеосервер многоточечной связи (Multipoint Control Unit — MCU). MCUстандарта H.320 управляет всеми ISDN-соединениями, задействованными в сеансе.IPIP — Стандарт H.323,появившийся в 1996 году, и его последняя версия 2000 года представилирекомендации для проведения конференций в сетях с коммутацией пакетов(IP-сетях). Новые технологии позволили компаниям проводить конференции на базеуже имеющихся локальных и территориальных сетей и Интернет.Фундаментальноепреимущество IP? сетей, по сравнению с ISDN-сетями, состоит в их распределеннойи масштабируемой архитектуре, отсутствии зависимости от провайдера,относительной простоте реализации и меньшей стоимости. При необходимости можнонаращивать IP-сеть, не затрагивая ее базовую инфраструктуру.В настоящее время не всеIP- сети могут гарантировать требуемый уровень качества сервиса ( Quality ofService, QoS), что затрудняет их использование для видеосвязи. Frame RelayFrame Relay — это сетевойпротокол Глобальных сетей (WAN), основанный на технологии коммутации пакетовданных. ATMATM (AsynchronousTransfer Mode, асинхронный режим передачи) — сетевая технология, основанная напередаче данных в ячейках (пакетах фиксированной длины). Ячейка, используемая вАТМ, имеет меньшую длину, чем в технологиях-предшественниках. Маленькая ячейкапостоянной длины позволяет оборудованию АТМ обеспечивать для любого типатрафика (видео, аудио и компьютерных данных) требуемый уровень качестваобслуживания. XDSLXDSL — Сетевая технологияxDSL становится все более популярной для подключения небольших компаний ичастных пользователей. Частные пользователи чаще всего используют ADSL,небольшие компании — SDSL. Для организации видеоконференций чаще всегоиспользуется технология IP поверх xDSL. Необходимо помнить, что эти технологиине гарантируют качество сервиса: время от времени видеосвязь может иметь плохоекачество и даже обрываться. Кроме того, нужно иметь в виду принципиальнуюасимметрию ADSL: полоса, предоставляемая для видеосвязи в двух направлениях (кпровайдеру и от него) принципиально разная9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕПодводя итоги повышеизложенному материалу можно сказать, что информационные технологии глубокопроникли в такую область человеческой деятельности как строительство, в самомшироком понимании. От небольших индивидуальных домов и до огромных промышленныхили офисных комплексов. Имеющие развитые, со сложной иерархией инженерные сетии системы. Позволяющие управлять любыми процессами с недостижимой ранееэффективностью и безопасностью. Также необходимоотметить, что и непосредственно процесс строительства, в современных условияхне мыслим, без применения широкого спектра программно-аппаратных средств и IT-технологий.В современных условиях, ворганизации управления строительной фирмы, должны учитываться инновационныетехнологии, компьютерное и программное обеспечение.Цель применения IT-технологий в строительстве — достижение результатапроизводственной деятельности с меньшими затратами, при более высокойэффективности. Переход инженерных систем на качественно новый уровень, с болеевысокой безопасностью, простотой управления и обслуживания, со сниженнымиэксплутационными расходами.При использованиипрограмм комплексного управления строительством обеспечивается координация ирегулирование деятельности участников строительства. Цель управлениястроительством состоит в том, чтобы при соблюдении конкретных сроков возведенияобъектов и при минимальных затратах ресурсов достигнуть высоких текущихтехнико-экономических показателей.В практической части,используя в качестве примера концепцию «Умного дома», мы ознакомилисьс функциональными возможностями, которые предоставляет подобная система. Соструктурой и возможным схематическим видом. С некоторыми техническимирешениями, возможными в подобных проектах. Концепция «Умногодома» или интеллектуального дома являются одними из самых сложных вреализации инженерных систем. Подобные проекты очень интересны своей многогранностью,открытостью, возможностью неограниченного творческого подхода и изящныхинженерных решений. В работе, мы подробнорассмотрели аппаратные компоненты составляющие основу «Умного дома».Провели анализ существующих и применяющихся интерфейсов IT-систем. Рассмотрена проблематикасовместимости различных протоколов и аппаратного обеспечения. В дальнейшем тема даннойкурсовой может быть развернута экономическим обоснованием выбора конкретногоинженерного технического решения для какого либо объекта. Рассмотрениемчастного случая выбора, установки, запуска, отладки и администрирования какойлибо из рассмотренных выше систем.Данная работа построеналогически последовательно, по принципу- от простого к сложному. Поставленные вначале работы цели, последовательно раскрыты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ1. По материалам сайта: www.stroinauka.ru/d26dr8133m7rr4616.html 2. По материалам сайта: www.dics.com.ua/dics_home.php 3. По материалам сайта: y-dom.com.ua/i99l0.html

4. По материалам сайта: yakorev.com.ru/udom1.html

5. По материалам сайта: www.housecontrol.ru/function.php6. По материалам сайта: www.hifinews.ru/article/details/4737.htm Автор: Евгений Курышев.7. По материалам сайта: yakorev.com.ru/smart1.html

8. По материалам сайта: share.auditory.ru/2009/Vladislav.Baturin/IPU.doc

9. По материалам сайта: www.ttvs.kz/index.php?p=dictionaryм 10. Стандарты и протоколы Интернета/пер. с англ.-М.: Издательский отдел «Русская редакция» ТОО «Channel Traing ltd.», 1999.-384с.: ил. Стр.-13-23, 28, 29, 34, 35.11. Вычислительные системы, сети ителекоммуникации/ В. Л. Бройдо-СПб.: Питер, 2008. – 688 с.: ил. Стр.- 441, 526.12. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерныесети. 2-е изд. – СПб.: Питер 2004.- 765 с.: ил13. И.П.Норенков В.Б.Маничев – «Основы теории и проектированияСАПР». Москва: Издательство «Высшая школа». 1990 г. – стр. 22, 25.

2dip.su

Информационные технологии в строительстве — реферат

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1.1 Сети Интернет

1.2 Системы САПР

1.3 Структурированная кабельная  система (СКС)

1.4 Система пожарной и  охранной сигнализации и оповещения  о пожаре

1.5 Охранные системы видеонаблюдения

1.6 Системы противопожарной  автоматики и пожаротушения

1.7 Системы контроля доступа

РАЗДЕЛ 2. КОНЦЕПЦИЯ "УМНОГО ДОМА»

2.1 Платформы умного дома

2.2 Компоненты системы  управления «Умным домом»

2.2.1 Центральный процессор

2.2.2 Модули расширения

2.2.3 Модули интерфейсов

2.2.4 Панели управления

РАЗДЕЛ 3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ

3.1 Общие положения. Способы  подключения

3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDS

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является овладение методикой комплексного изучения поставленного вопроса. Научиться  логически последовательно, полно  рассматривать выбранные объекты. В частности рассмотреть проблематику применения информационных технологий в строительстве. Раскрыть особенности  используемых программных продуктов, технологий, физических устройств. Провести выборочный сравнительный анализ некоторых  однородных составляющих, например П.О. или аппаратной базы.

Актуальность данной темы заключается в том, что эффективное  ведение строительного бизнеса, на современном этапе развития технологий проектирования, управления, инженерно-технического обеспечения, эксплуатации - невозможно без широкого применения различных  аспектов информационных технологий.

В этой работе мы рассмотрим структуру и основные направления  применения IT-технологий в строительстве. Ознакомимся с основными инженерно-техническими системами, монтаж которых производится в строящихся зданиях и сооружениях  и их назначением. Также будут  рассматриваться некоторые программные  продукты, используемые на различных  стадиях строительного процесса. Такие как САПР-системы.

САПР представляет собой  организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств  автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной  организации и выполняющую автоматизированное проектирование. Данный класс прикладного  программного обеспечения включает в себя широкий перечень программных  продуктов, поддерживающих работу пользователей  практически любой сферы профессиональной деятельности. Программные средства этого уровня, как правило, входят в интегрированные пакеты, предназначенные  для решения деловых, научных, учебных  задач в определенной операционной среде.

Также необходимо уделить  внимание рассмотрению вопросов связанных  с передачей информации в различных  сетях, как внутренних, применяемых  в создании инженерных сооружений не имеющих прямой совместимости с  сетью Интернет и связанных с  ними информационных технологиях. Так  и внешних, таких как сеть Интернет. Рассмотрим виды и классификацию  протоколов передачи данных используемых при реализации таких проектов. Проблематику совместимости программного обеспечения, протоколов между собой, и с различными аппаратными средствами.

В наш стремительный век, когда изобретения устаревают, иногда не успев дойти до производства. И нельзя представить, любую область  деятельности человека и общества, без информационных технологий, будь то атомный реактор или мобильный  телефон. Но, пожалуй, одна из самых  древних и важных задач каждого  человека, была необходимость в надежном крове. Современное жилище человека- это последние достижения в различных  отраслях науки и производства.

В практической части работы, познакомимся с существующими на сегодняшний день инженерными решениями, на примере концепции интеллектуального  или "Умного дома", узнаем его функциональные возможности, рассмотрим структуру, средства технического, аппаратного и программного обеспечения, применяемые при реализации подобного проекта.

Рассмотрим в общих  чертах сеть Интернет, сетевые технологии, некоторые аспекты передачи данных в сети Интернет. Основные, существующие на сегодняшний день протоколы передачи данных.

В заключение работы будут  сделаны выводы по работе. А также  перспективы развития данной темы в  последующем.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

На сегодняшний день существует большое количество различных концепций  и технологий возведения объектов, в зависимости от назначения, типа, геодезических, гидрогеологических и  климатических условий. Все большее  распространение получают т.н. интеллектуальные системы.

Главным звеном интеллектуального  здания является система управления зданием (Building Management System - BMS). Именно благодаря  ней все инженерные системы работают в едином комплексе, осуществляют между  собой обмен данными, контролируются, управляются из единой диспетчерской.

В современном здании устанавливается  более 25 разнородных систем жизнеобеспечения, которые отличаются не только назначением  и выполняемыми функциями, но и принципами работы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлические и т.д. Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в виде комплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение  с собственной системой контроля и управления2.

Система управления зданием, которую называют еще системой автоматизации  и диспетчеризации инженерного  оборудования, является ядром интеллектуального  здания. Она представляет собой аппаратно-программный  комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой  этих систем через сетевые контроллеры (процессоры).

Интеллектуальные сетевые  контроллеры, использующие открытые протоколы  и стандарты передачи данных LonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственных им инженерных систем, а также обмен данными  с другими сетевыми контроллерами  системы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллеры  автономно посылают управляющие  команды на контроллеры инженерных систем в рамках, заложенных в них  алгоритмов реакции на события в  штатных или нештатных ситуациях.

1.1 Сети Интернет

Глубокое проникновение  информационных технологий во все процессы и этапы строительства и последующего обслуживания м управления зданиями, обусловило необходимость использования  оборудования и П.О. совместимого с  внешними информационными сетями. Такими как Интернет.

Интернет - глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой  для Всемирной паутины. Часто  упоминается как Всемирная сеть, Глобальная сеть, либо просто Сеть.

В настоящее время существуют два созвучных термина - internet и Internet. Термин internet относится к технологии обмена данными, основанной на использовании  семейства протоколов TCP/IP, а Internet - это  глобальное сообщество мировых сетей, которые используют internet для обмена данными. Как правило, термин "TCP/IP" это то же самое, что и "набор  протоколов TCP/IP", или "набор протоколов internet", или "технология internet".

Сейчас, когда слово Интернет употребляется в обиходе, чаще всего  имеется в виду Всемирная паутина  и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных  и домашних компьютерных сетей. Объединение  сетей разной архитектуры и топологии  стало возможно благодаря протоколу IP и принципу маршрутизации пакетов  данных. Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная  или беспроводная, для которой  существует стандарт инкапсуляции в  неё IP-пакетов, может передавать и  трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер  или маршрутизатор должен знать  тип сетей, к которым он непосредственно  присоединён, и уметь работать с  этими сетями; но не обязан (и в  большинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.

На стыках сетей специальные  маршрутизаторы (программные или  аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов  получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в  каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов  позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление  для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета  не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и  ближнему космосу.

Протокол — это «язык», используемый компьютерами, для обмена данными при работе в сети. Чтобы  различные компьютеры сети могли  взаимодействовать, они должны «разговаривать»  на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще  говоря, протокол — это правила  передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP».

Наиболее распространённые интернет-протоколы

1.2 Системы  САПР

CAD – computer Aided Design (САПР)

Общий термин для обозначения  всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделей  изделия. (Твердотельные,3D). А также  генерацию чертежных изделий  и их сопровождений. Следует отличать что этот термин САПР по отношению  промышленным системам имеет более  широкое толкование чем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.

CAM – Computer Aided Manufacturing. Общий  термин для обозначения системы  автоматизированной подготовки  производства, общий термин для  обозначения ПС подготовки информации  для станков с ЧПУ. Традиционно  исходными данными для таких  систем были геометрические модели  деталей, полученных из систем CAD.

CAE – Computer Aided Engineering. Система  автоматического анализа проекта.  Общий термин для обозначения  информационного обеспечения условий  автоматизированного анализа проекта,  имеет целью обнаружение ошибок (прочностные расчеты) или оптимизация  производственных возможностей.

PDM – Product Data Management. Система  управления производственной информацией.  Инструментальное средство, которое  помогает администраторам, инженерам,  конструкторам и так далее  управлять как данными, так  и процессами разработки изделия  на современных производственных  предприятиях или группе смежных  предприятий.

CAD/CAM/CAE/PDM = САПР

Прогресс науки и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено  необходимость выполнения проектных  работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания  изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто  уже не соответствуют современным  требованиям.

Осуществление этих требований стало возможным на основе широкого применения средств ЭВМ на всех этапах производства:

-  Контроль проектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологического проектирования.

-  Проектирование организации управления производством с формированием данных о материальных и информационных потоках производства.

-  Изготовление изделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданной на предварительных этапах информации.

-  Оценки качества изделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик.

Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и  эргономических проблем, связанных  с проектной деятельностью.

Как законченное изделие  САПР является совокупностью следующих  компонентов:

- технических средств,  обеспечивающих автоматизированное  получение проектных решений;

- программ, управляющих работой  технических средств и выполняющих  проектные процедуры;

- данных, необходимых для  выполнения программ;

- документации, содержащей  все необходимые сведения для  выполнения автоматизированного  проектирования с помощью данной  САПР.

myunivercity.ru

Информационные технологии, их сущность и применение в строительстве — реферат

Оглавление

Введение 2

Информационные технологии, их сущность и применение в строительстве 2

Сущность и необходимость применения информационных технологий в современной экономике 2

Особенности и основные направления применения информационных технологий в строительстве 4

Системы строительных документаций 5

Заключение 6

Список литературы 7 

Введение

Одним из основных факторов влияния научно-технического прогресса на все сферы деятельности человека является широкое использование  новых информационных технологий. Среди  наиболее важных и массовых сфер, в  которых информационные технологии играют решающую роль, особое место  занимает сфера управления. Под влиянием новых информационных технологий происходят коренные изменения в технологии управления (автоматизируются процессы обоснования и принятия решений, организация их выполнения), повышается квалификация и профессионализм  специалистов, занятых управленческой деятельностью.

Сфера применения новых информационных технологий на базе персональных компьютеров и  развитых средств коммуникации весьма обширна. Она включает различные  аспекты -- от обеспечения простейших функций служебной переписки до системного анализа и поддержки сложных задач принятия решений. Персональные компьютеры, лазерная и оптическая техника, средства массовой информации и различного вида коммуникации (включая спутниковую связь) позволяют учреждениям, предприятиям, фирмам, организациям, трудовым коллективам и отдельным специалистам получать в нужное время и в полном объеме необходимую информацию для реализации профессиональных, образовательных, культурных и тому подобных целей.

Информационные  технологии, их сущность и применение в  строительстве

Сущность  и необходимость  применения информационных технологий в современной  экономике

Информационные  технологии организации служат стратегическим целям бизнеса, используются для  управления деятельностью структур и объектов, финансовыми, информационными, материальными потоками, рабочими местами и коллективами людей.

Спрос на информацию и информационные услуги в сфере  экономики и управления обеспечивает развитие, распространение и все  более эффективное использование  информационных технологий (ИТ). Создание современных технологий немыслимо без использования разнообразных технических средств и в первую очередь компьютеров.

Стратегические  цели информационных технологий - обеспечить развитие бизнеса, его управляемость и качество, конкурентоспособность, снижение стоимости выполнения бизнес-процессов.

Информационная технология - это системно-организованная последовательность операций, выполняемых над информацией с использованием средств и методов автоматизации. Операциями являются элементарные действия над информацией. К типовым технологическим операциям относят: 

• Сбор и регистрация информации
• Ввод и передача информации

Состав  процедур и операций информационной технологии по В. Глушкову

Обработка, накопление и хранение информации

• Принятие решений

Классификация информационных технологий

Анализ и прогнозирование

Классификация информационных технологий

Для того, чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и использовать информационные технологии в различных сферах жизни общества необходима их предварительная классификация.

При такой классификации  все экономические факторы и ресурсы отражаются в единой информационной среде (едином информационном пространстве) в виде совместимых данных.

Автоматизированные  информационные технологии в настоящее  время можно классифицировать по ряду признаков, в частности по:

• способу реализации в автоматизированной информационной системе (АИС)
• степени охвата информационными технологиями задач управления
• классам реализуемых  технологических операций
• типу пользовательского интерфейса
• вариантам использования сети ЭВМ, обслуживаемой предметной области.

Особенности строительной сферы

В странах с  развитой рыночной экономикой строительная отрасль развивается по законам  рынка и подвержена воздействию  конъюнктуры и колебаний экономического цикла. Вместе с тем строительство  имеет свои характерные особенности, отличающие его от других отраслей и диктующие необходимость специфических  форм организации и управления строительным производством. Сложность и многообразие производства продукции строительной отрасли охватывает различные объекты -- от односемейных жилых домов до крупных промышленных предприятий и инженерных сооружений. Технология строительных работ постоянно совершенствуется.

Каждый строительный объект является по сути уникальным, поскольку  он возводится с учетом конкретных физических условий, функционального  назначения, индивидуальных требований заказчика, финансовых возможностей и  множества других факторов:

• Создаваемый объект не может быть перемещен.
• Продукция производится на потребителя и потребляется в одном и том же месте. Поэтому строительный рынок является по существу рынком строительных работ.
• Многообразие участников строительною процесса, в который вовлечены проектные, строительные, инжиниринговые фирмы, заказчики объектов, производители и поставщики строительных материалов и оборудования, финансовые учреждения и государственные органы. При этом отмечается разнообразие строительных фирм по их размерам и специализации -- от мелких кустарных и семейных фирм до гигантов строительной индустрии с миллиардным оборотом.
• Относительно медленная оборачиваемость напитала в строительстве и связанная с этим необходимость прибегать к кредитам, особенно при возведении крупных объектов.
• Более высокая по сравнению с другими отраслями степень риска.

Строительство как отрасль, участвующая в создании основных производственных фондов, тесно  связано с развитием научно-технического прогресса. С одной стороны, совершенствование  техники и технологий строительного  дела позволяет строительной индустрии  выполнять новые, ранее недоступные  ей задачи, соответствующие современному уровню производительных сил общества. С другой стороны, НТП в отраслях-потребителях продукции строительства видоизменяет спрос, вынуждая строительные фирмы  осваивать новые для них сферы  деятельности.

Одним из показателей  развития отрасли является уровень  расходов на проводимые научно-исследовательские  и опытно-конструкторские работы (НИОКР).

Особенности и основные направления  применения информационных технологий в строительстве

Отечественные ERP-системы (ERP - Enterprise Resources Planning: планирование ресурсов промышленного предприятия) представлены разработками компаний: «Галактика», «ПАРУС», «1С», «КОМПАС». Ими созданы программы на основе платформы «1С:Предприятие 8», комплекс бизнес-приложений «Галактика Business Suite», «Система управления ПАРУС» и ERP-система «КОМПАС». К перечисленным выше фирмам в 2007 году присоединилась и компания ДИЦ со своим новым продуктом «Турбо 9». Рассмотрим данные разработки на примере таблицы.

Системы строительных документаций

 В состав технико-экономического обоснования  строительства входит сметная документация. Автоматизация составления проектно-сметной  документации связана с необходимостью быстрого реагирования на изменение  требований к организации работы сметных отделов предприятий-подрядчиков. Существует множество программ и систем, обеспечивающие наблюдение и контроль строительных документаций. Рассмотрим общие принципы их функционирования на примере программы «Смета. ру».

Смета. ру - сметная система, предназначенная для составления и проверки строительной сметной документации и необходимая для строительных организаций, проектировщиков, инвесторов и заказчиков.

Заключение

Успешное развитие и функционирование современного строительного сектора немыслимо без активного применения новейших информационных технологий. Современная информационная технология отличается чем, что в ней широко используются электронные способы получения; хранения и распространения информации посредством информационно-коммуникационных общественных сетей. В новой информационной технологии громадный объем информации становится мгновенно доступным в любое время и в любой точке планеты. Автоматизированная информационная технология предлагает динамичный инструмент, при помощи которого можно передавать сообщения и анализировать данные для оперативного синтеза результатов за счет использования различных научных подходов. При этом в автоматизированной информационной системе, построенной на автоматизированной информационной технологии, более точно, чем в традиционном документообороте, отражается действительное состояние строительной организации.

myunivercity.ru

Информационные технологии в строительстве — реферат

ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

1.1 Сети Интернет

1.2 Системы САПР

1.3 Структурированная кабельная  система (СКС)

1.4 Система пожарной и охранной сигнализации и оповещения о пожаре

1.5 Охранные системы видеонаблюдения

1.6 Системы противопожарной  автоматики и пожаротушения

1.7 Системы контроля доступа

РАЗДЕЛ 2. КОНЦЕПЦИЯ "УМНОГО ДОМА»

2.1 Платформы умного дома

2.2 Компоненты системы  управления «Умным домом»

2.2.1 Центральный процессор

2.2.2 Модули расширения

2.2.3 Модули интерфейсов

2.2.4 Панели управления

РАЗДЕЛ 3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ

3.1 Общие положения. Способы  подключения

3.2 Скоростные интерфейсы LVDS и M-LVDS

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы является овладение методикой  комплексного изучения поставленного  вопроса. Научиться логически последовательно, полно рассматривать выбранные  объекты. В частности рассмотреть  проблематику применения информационных технологий в строительстве. Раскрыть особенности используемых программных продуктов, технологий, физических устройств. Провести выборочный сравнительный анализ некоторых однородных составляющих, например П.О. или аппаратной базы.

Актуальность  данной темы заключается в том, что  эффективное ведение строительного  бизнеса, на современном этапе развития технологий проектирования, управления, инженерно-технического обеспечения, эксплуатации - невозможно без широкого применения различных аспектов информационных технологий.

В этой работе мы рассмотрим структуру и основные направления применения IT-технологий в строительстве. Ознакомимся с  основными инженерно-техническими системами, монтаж которых производится в строящихся зданиях и сооружениях и их назначением. Также будут рассматриваться некоторые программные продукты, используемые на различных стадиях строительного процесса. Такие как САПР-системы.

САПР представляет собой организационно-техническую  систему, состоящую из комплекса  средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации и выполняющую автоматизированное проектирование. Данный класс прикладного программного обеспечения включает в себя широкий перечень программных продуктов, поддерживающих работу пользователей практически любой сферы профессиональной деятельности. Программные средства этого уровня, как правило, входят в интегрированные пакеты, предназначенные для решения деловых, научных, учебных задач в определенной операционной среде.

Также необходимо уделить внимание рассмотрению вопросов связанных с передачей информации в различных сетях, как внутренних, применяемых в создании инженерных сооружений не имеющих прямой совместимости с сетью Интернет и связанных с ними информационных технологиях. Так и внешних, таких как сеть Интернет. Рассмотрим виды и классификацию протоколов передачи данных используемых при реализации таких проектов. Проблематику совместимости программного обеспечения, протоколов между собой, и с различными аппаратными средствами.

В наш стремительный  век, когда изобретения устаревают, иногда не успев дойти до производства. И нельзя представить, любую область  деятельности человека и общества, без информационных технологий, будь то атомный реактор или мобильный  телефон. Но, пожалуй, одна из самых древних и важных задач каждого человека, была необходимость в надежном крове. Современное жилище человека- это последние достижения в различных отраслях науки и производства.

В практической части работы, познакомимся с существующими  на сегодняшний день инженерными решениями, на примере концепции интеллектуального или "Умного дома", узнаем его функциональные возможности, рассмотрим структуру, средства технического, аппаратного и программного обеспечения, применяемые при реализации подобного проекта.

Рассмотрим  в общих чертах сеть Интернет, сетевые  технологии, некоторые аспекты передачи данных в сети Интернет. Основные, существующие на сегодняшний день протоколы передачи данных.

В заключение работы будут сделаны выводы по работе. А также перспективы развития данной темы в последующем.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ, СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

На сегодняшний  день существует большое количество различных концепций и технологий возведения объектов, в зависимости от назначения, типа, геодезических, гидрогеологических и климатических условий. Все большее распространение получают т.н. интеллектуальные системы.

Главным звеном интеллектуального здания является система управления зданием (Building Management System - BMS). Именно благодаря ней все инженерные системы работают в едином комплексе, осуществляют между собой обмен данными, контролируются, управляются из единой диспетчерской.

В современном  здании устанавливается более 25 разнородных  систем жизнеобеспечения, которые отличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципами работы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлические и т.д. Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в виде комплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение с собственной системой контроля и управления2.

Система управления зданием, которую называют еще системой автоматизации и диспетчеризации  инженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания. Она представляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работой этих систем через сетевые контроллеры (процессоры).

Интеллектуальные  сетевые контроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данных LonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственных им инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерами системы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллеры автономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем в рамках, заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатных ситуациях.

1.1 Сети Интернет

Глубокое проникновение  информационных технологий во все процессы и этапы строительства и последующего обслуживания м управления зданиями, обусловило необходимость использования оборудования и П.О. совместимого с внешними информационными сетями. Такими как Интернет.

Интернет - глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной паутины. Часто упоминается как Всемирная сеть, Глобальная сеть, либо просто Сеть.

В настоящее  время существуют два созвучных  термина - internet и Internet. Термин internet относится к технологии обмена данными, основанной на использовании семейства протоколов TCP/IP, а Internet - это глобальное сообщество мировых сетей, которые используют internet для обмена данными. Как правило, термин "TCP/IP" это то же самое, что и "набор протоколов TCP/IP", или "набор протоколов internet", или "технология internet".

Сейчас, когда  слово Интернет употребляется в  обиходе, чаще всего имеется в  виду Всемирная паутина и доступная  в ней информация, а не сама физическая сеть.

Интернет состоит  из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало  возможно благодаря протоколу IP и  принципу маршрутизации пакетов  данных. Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, для которой существует стандарт инкапсуляции в неё IP-пакетов, может передавать и трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер или маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым он непосредственно присоединён, и уметь работать с этими сетями; но не обязан (и в большинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.

На стыках сетей  специальные маршрутизаторы (программные  или аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов  получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнему космосу.

Протокол —  это «язык», используемый компьютерами, для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря, протокол — это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP».

Наиболее распространённые интернет-протоколы

1.2 Системы САПР

CAD – computer Aided Design (САПР)

Общий термин для  обозначения всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия. (Твердотельные,3D). А также генерацию чертежных изделий и их сопровождений. Следует отличать что этот термин САПР по отношению промышленным системам имеет более широкое толкование чем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.

CAM – Computer Aided Manufacturing. Общий термин для обозначения  системы автоматизированной подготовки  производства, общий термин для  обозначения ПС подготовки информации для станков с ЧПУ. Традиционно исходными данными для таких систем были геометрические модели деталей, полученных из систем CAD.

CAE – Computer Aided Engineering. Система автоматического  анализа проекта. Общий термин  для обозначения информационного  обеспечения условий автоматизированного анализа проекта, имеет целью обнаружение ошибок (прочностные расчеты) или оптимизация производственных возможностей.

PDM – Product Data Management. Система управления производственной  информацией. Инструментальное средство, которое помогает администраторам, инженерам, конструкторам и так далее управлять как данными, так и процессами разработки изделия на современных производственных предприятиях или группе смежных предприятий.

CAD/CAM/CAE/PDM = САПР

Прогресс науки  и техники, потребности развивающегося общества в новых промышленных изделиях обусловлено необходимость выполнения проектных работ. Требование к качеству проектов, к срокам их выполнения становятся все более жесткими по мере увеличения сложности проектируемых объектов. Кроме того, темпы морального устаревания изделий сегодня таковы, что поставленные на конвейер новые образцы часто уже не соответствуют современным требованиям.

Осуществление этих требований стало возможным  на основе широкого применения средств  ЭВМ на всех этапах производства:

-  Контроль проектирования, где зарождается исходная модель изделия, технологического проектирования.

-  Проектирование организации управления производством с формированием данных о материальных и информационных потоках производства.

-  Изготовление изделий путем выполнения операций над материальным объектом на основе созданной на предварительных этапах информации.

-  Оценки качества изделия на основе сравнения требуемых и реальных характеристик.

Сейчас термином САПР обозначают процесс проектирования с использованием сложных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами прикладных программ для решения на компьютерах аналитических, квалификационных, экономических и эргономических проблем, связанных с проектной деятельностью.

Как законченное  изделие САПР является совокупностью  следующих компонентов:

- технических  средств, обеспечивающих автоматизированное  получение проектных решений;

- программ, управляющих  работой технических средств  и выполняющих проектные процедуры;

- данных, необходимых для выполнения программ;

- документации, содержащей все необходимые сведения  для выполнения автоматизированного  проектирования с помощью данной  САПР.

Для реализации задач пользователей необходим  программный инструментарий - точные и подробные инструкции, содержащие последовательность действий по обработке информации. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Программное обеспечение САПР включает комплекс программ различного назначения, обеспечивающих функционирование компьютерной системы и решение задач автоматизированного проектирования.13

1.3 Структурированная  кабельная система (СКС)

Представляет  собой иерархическую кабельную  систему здания или группы зданий, разделенную на структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс панелей, соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.

myunivercity.ru

Информационные технологии в строительстве — реферат

На сегодняшний день существует множество различных систем и  протоколов, призванных обеспечить полноценную  автоматизацию зданий, домов или  квартир. Известно более двадцати технологий, направленных на создание так называемого  «умного дома». Среди них можно  выделить некоторые категории и  подкатегории, такие как системы  вентиляции, отопления, кондицинирования, развлекательные, централизованные и  распределённые системы. Нет смысла упоминать, а тем более описывать, их все. Достаточно взять несколько  наиболее часто встречаемых названий: LON (LonWorks), EIB, и X10.

LonWorks

Изначально LON-технологии относятся  к распределённым системам «умного  дома» и ориентированы на обеспечение  полноценного климат-контроля в крупных  зданиях и квартирах. Здесь стоит  вспомнить о сути распределённых систем. Распределённая система –  это совокупность независимых друг от друга средств для анализа  информации и формирования команд. Главной её особенностью является то, что доступ к управлению подобной сетью можно получить почти из любой точки такой системы. Так  вот, с помощью архитектуры LON можно  осуществлять контроль и регулирование  таких функций, как отопление, кондиционирование, вентиляция, увлажнение воздуха, подогрев полов, охранная и пожарная сигнализация, управление светом.

Суть технологии в том, что все инженерные системы объекта  обмениваются данными о своём  состоянии, выполненных действиях  или полученных командах с помощью  единой сети по специально разработанному в рамках LonWorks протоколу LonTalk. В качестве физического интерфейса передачи данных часто используется интерфейс, подобный полудуплексному многоточечному последовательному RS 485. На сегодняшний день интерфейс RS-485 является одним из наиболее распространенных стандартов передачи данных на физическом уровне, то есть, на самом нижнем (первом) уровне в рамках модели взаимодействия открытых систем OSI. Очень часто этот стандарт используется в случае необходимости  связать между собой несколько  различных устройств, выполненных  на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК). Наравне с RS-232, интерфейс RS-485 нередко применяется и в  компьютерной индустрии.

С помощью RS-485 можно построить  сеть с участием 32 пар передатчик/приёмник, но уже сегодня в спецификации стандарта введены изменения, расширяющие  возможности этого RS-протокола до 255 устройств, объединённых в одну сеть. Если же есть необходимость в объединении  ещё большего количества устройств, то можно использовать так называемые репитеры, или по-другому, повторители. В таком случае сеть на базе RS-485 можно  расширять почти до бесконечности.

А вот уже системы на основе LonWorks без особых проблем можно  связать с сетью Интернет, и  с помощью стандартных средств  связи осуществлять удалённый контроль и управление любой инженерной подсистемой.

Стоит отметить, что системы  на базе LonWorks чаще применяются в  больших зданиях и помещениях6.

EIB

В случае если помещение своими размерами не напоминает стадион  или завод, чаще используют EIB-технологии. EIB (European Installation Bus), как это ясно из названия, - шина управления, которая  распространена в Европе. Возможности EIB почти те же самые, что и LonWorks. Управление и контроль за всеми происходящими  в сети процессами также осуществляется с помощью одной общей линии. У EIB довольно широкие возможности  по расширению и перепрограммированию отдельных элементов уже функционирующего на базе EIB «умного дома»6.

X10

В качестве третьего стандарта, для ознакомления, был выбран X10 –  один из наиболее, если не самый часто  встречающийся стандарт автоматизации  в домашних условиях. В качестве физической среды используется, главным  образом, существующая электропроводка. Данный протокол и стандарт были разработаны  ещё в 1975г. компанией Pico Electronics для  того, чтобы осуществлять удалённый  контроль за домашними бытовыми приборами.

Под данными в протоколе X10 подразумеваются управляющие  сигналы и команды, с помощью  которых ваша квартира собственно и  становится «думающей». В одну сеть X10 можно связать не более 256 устройств, каждое из которых обладает собственным  адресом. Это одна из самых простых  систем превращения обычного дома в  «умный». За считанные часы вы сможете  сами оборудовать у себя в комнате  «умный свет» или научить жалюзи закрываться ровно в десять вечера.

Несмотря на то, что у X10 существует множество конкурентов  и она имеет свои недостатки, на сегодня это едва ли не самая популярная технология автоматизации домов  и квартир в мире6.

X10. Эта технология появилась  еще в середине 80-х годов и  стала первой системой простой  домашней автоматизации, когда  при нажатии на кнопку происходит  не одно, а сразу несколько  параллельных действий. Управляющие  устройства, собранные в систему  X10, общаются между собой, используя  обычную электропроводку, по которой  пересылаются информационные сигналы.  Настройка системы происходит  по принципу «делай как я». Ты нажимаешь на выключатель,  держишь его пару секунд, и  он входит в режим обучения. Затем ты зажигаешь несколько  лампочек, и выключатель это запоминает. В дальнейшем он будет проделывать  такую процедуру самостоятельно.

Сейчас X10 — самая дешевая  система на рынке. Многие профессионалы  уверены, что именно она дискредитирует имя SmartHоuse. Электросеть не самый  лучший проводник информации, из-за чего технология становится ненадежной.

AMX и Crestron

Американские централизованные системы. Все функции обработки  информации сосредоточены в одном  блоке — мощном центральном компьютере, работающем на своей собственной  операционной системе. Этот компьютер  принимает сигналы со всех датчиков и выключателей и пересылает их дальше — на приборы управления. По сути они являются разновидностями локальной  компьютерной сети — проводной или  беспроводной, решать заказчику. Централизованные системы предоставляют широкие  возможности, и, естественно, они более  надежны, чем X10. Из минусов можно  выделить, в случае выхода из строя  центрального компьютера — а работать ему приходится круглые сутки, семь дней в неделю — в данном случае будет означать блокировку всех механизмов. Также эта система имеет высокую  стоимось.

EIB и C-Bus

Представляют собой так  называемые распределенные системы  «умного дома». Управление осуществляется не одним центральным компьютером, а целой сетью периферийных контроллеров, каждый из которых является обучаемым  и программируемым устройством. Контроллеры присутствуют во всех звеньях  сети — выключателях, диммерах, отвечающих за регулировку яркости света, датчиках движения, освещения, температуры и  т.д. При этом, к примеру, C-Bus может  насчитывать до 100 независимых контроллеров в сети и объединять в единую структуру  до 255 таких сетей. С помощью этой системы умным можно сделать не только дом, но даже целый стадион или торговый центр. Что, собственно, и произошло в 1999 году в Сиднее со стадионом, построенным к Олимпиаде-2000, и знаменитым на весь мир зданием оперы.

Теперь несколько слов о минусах перечисленных платформ. У каждой из перечисленных технологий, есть как достоинства, так и недостатки. Суть недостатков, подчас, понятна лишь специалистам в этой области, но основная проблема очевидна. Это несовместимость  технологий, приборов, техники, а также  – в ряде случаев – ограниченные возможности по расширению и модернизации системы. С вопросами совместимости  люди сталкиваются каждый день. Мы думаем о том, совместима ли материнская  плата и видеокарта при сборке ПК, совместимы ли телевизор и DVD-проигрыватель  при покупке ДК, совместим ли этот диск с этим приводом оптических дисков. Примеров множество6.

2.2 Компоненты системы  управления «Умным домом»

Система управления умным  домом строится по модульному принципу, что позволяет легко модернизировать  систему и устранять неисправности, которые могут возникнуть при  эксплуатации системы. Специалист по эксплуатации системы просто заменяет неисправный  модуль работоспособным, и система  продолжает нормальное функционирование. Кроме этого благодаря модульному принципу можно адаптировать систему  управления умным домом под любые  исполнительные устройства, имеющиеся  в наличии на рынке товаров  для автоматизации жилых помещений.

Оборудование для управления умным домом можно разделить  на несколько больших групп

Центральный процессор.

Сердце любой системы. На нем выполняются программы  реализующие логику управления домом. К центральному процессору подключаются остальные модули системы управления. Также центральные процессоры могут  изготовятся в различных типах  корпусов, в зависимости от предполагаемого  места их установки.

Модули расширения.

Улучшают функциональные возможности центрального процессора и позволяют адаптировать систему  управления для решения конкретных задач. Применение специализированных модулей часто также бывает экономически невыгодно, так как для решения  задачи необходимо ставить несколько  модулей и цена также поднимается. К тому же при увеличении количества модулей снижается быстродействие системы и возрастает нагрузка на ЦП.

Модули интерфейсов.

Набор команд и сигналов, с помощью которых системы  умного дома общаются между собой  и с системой управления называется протоколом обмена. В настоящее время  в мире распространено порядка 10 различных  протоколов для управления умным  домом (EIB, X-10, RS-485, и др.). Кроме этого, поскольку в настоящее время  не существует жестких стандартов на оборудования для умных домов, каждый производитель закладывает дополнительные особенности в протокол общения, которые присущи только для оборудования данного производителя. В связи  с этим, остро стоит проблема совместимости  системы управления с исполнительным оборудованием различных производителей.

Эта проблема еще усиливается  тем, что фирма производитель  специализируется на оборудовании одного класса (например, производство видео  оборудования) и по этому качество устройств не входящих в этот класс (допустим кондиционеров) выпускаемых  той же самой фирмой оставляет  желать лучшего. По этому при создании умного дома обычно комбинируют оборудование разных производителей. Использование  оборудования разных производителей может  быть еще связано с их ценовой  политикой.

В связи с этим существуют решения позволяющие объединить оборудование разных производителей, использующих разные интерфейсы и протоколы  обмена данными. Модули интерфейсов  помогают преодолеть проблемы совместимости  оборудования, и позволяют использовать в «Умном доме» любое оборудование, которое поддерживает дистанционное  управление.

2.3 Панели управления

Специализированные портативные  компьютеры, оснащенные сенсорными панелями, предназначенные для управления работой умного дома. На каждой панели управления установлен специальный  графический интерфейс, на который  выводится информация о состоянии  различных систем умного дома, и  с которого активируются функции  управления умным домом. Панели управления могут быть как универсальными, предназначенными для управления всем домом, так и  специализированными, предназначенными для управления определенной системой (например, домашним кинозалом). Также  панели управления можно разделить  на следующие три класса.

а) Настенные панели.

В настоящее время выпускаются  настенные панели управления различных  размеров, но как показывает анализ потребительского спроса, наибольше  популярностью пользуются панели управления с размером сенсорного экрана равным 12 дюймам. Связь между такими панелями и системой управления осуществляется с помощью витой пары.

б) Настольные панели.

Эти панели снабжены специальными подставками (кредл) для установки  их на столе или любой другой горизонтальной поверхности. Настольные панели выпускаются  в разном стилистическом и цветовом оформлении. Размеры настольных панелей  также колеблются в широком диапазоне. Оптимальные размеры настольных панелей 15 и 17 дюймов. Панели меньшего размера обычно выглядят не эстетично, а панели большего размера требуют  специального дизайна графического интерфейса, что ведет к их удорожанию. Настольные панели также как и  настенные подключаются к системе  управления с помощью проводной  связи.

в) Переносные панели.

Позволяют переносить их с  места на место, благодаря тому, что  подключаются к системе с помощью  беспроводной связи. Этот тип панелей  работает от специальных аккумуляторных батарей и требует периодической  подзарядки. Для этих целей используются такие же подставки, как и у  настольных панелей, но если настольная панель жестко закреплена на подставке, то переносная панель легко снимается  и надевается. Переносные панели также  имеют разное оформление и размеры. Исходя из эргономических и экономических  показателей, наиболее удобными считаются  панели с размером сенсорного экрана равным 10 дюймам. Панели с размером экрана 4 дюйма достаточно дорогие  и легко могут быть заменены карманными компьютерами(Pocket PC), кроме того, элементы интерфейса на таких панелях получаются достаточно миниатюрными, что затрудняет их использование. Панели с размером сенсорного экрана более 10 дюймов проигрывают 10 дюймовым панелям по эргономическим показателям

3. ИНТЕРФЕЙСЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ  СИСТЕМ

сеть интернет умный дом

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого  слова (обычно байта) выставляются и  передаются по соответствующим параллельно  идущим проводам одновременно. В PC традиционно  используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами, шины ATA, SCSI и все шины расширения. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, и двухпроводной) линии. Эта линия может быть как  однонаправленной (например, в RS-232C, реализуемой  СОМ-портом, шине Fire Wire, SPI, JTAG), так и  двунаправленной (USB, 12С).

myunivercity.ru

Информационные технологии в строительстве — реферат

Терминалы абонентов с  поддержкой аудио и видеосвязи - индивидуальные или групповые видеосистемы или IP-телефоны.

Серверы многоточечной связи (MCU). MCU H.323 совмещает в себе обязательный многоточечный контроллер, управляющий  соединениями, и один или несколько  опциональных мультимедийных процессоров, назначение которых - микширование аудио  и видеосигналов, поступающих от многих участников.

3.9 Шлюзы

Соединяют коммутируемые ISDN-сети с пакетными IP-сетями.

В функции шлюза входит преобразование форматов передачи данных и коммуникационных процедур (H.225/H.221 и H.245/H.242).

Дополнительно, шлюз отвечает за транскодирование аудио и видеосигналов  и выполняет настройку и закрытие соединений.

Контроллеры зоны - это программные  модули, которые авторизуют подключения, транслируют используемые в системе  имена терминалов и шлюзов в IP-адреса, маршрутизируют запросы через шлюзы. Кроме того, контроллеры зоны предоставляют  дополнительные услуги, такие как  управление шириной полосы, переадресация  вызова, поддержка службы каталогов, статистические отчеты для биллинговых  систем.

Сетевые экраны и прокси-серверы (firewalls и proxies) предотвращают несанкционированный  доступ к конференции в случае связи через Интернет.

Потоковое видео - Некоторые  системы видеоконференцсвязи поддерживают потоковое видео (streaming) - трансляцию живого видео и презентаций для  пользователей, которые не участвуют  в конференции.

Для просмотра клиенты  используют специальное программное  обеспечение: Cisco IP/TV или Apple QuickTime

Цифровые сети, предоставляемые  различными операторами

( провайдерами ), могут использовать  самые различные технологии, включая  ISDN ( PRI и/или BRI), IP, Frame Relay и ATM.

ISDN

ISDN - Цифровая сеть с  интеграцией услуг ( Integrated Service Digital Network ), или ISDN-сеть, определена международным  стандартом для передачи голоса, видео и данных через цифровые  телефонные линии или обычные  телефонные провода. Пользователям  ISDN известны два типа интерфейсов: BRI (Basic Rate Interface, интерфейс базового  уровня скорости) и PRI (Primary Rate Interface, интерфейс основного уровня скорости). ISDN поддерживает передачу данных  по каналам, кратным 64 Кбит/С.  Каждый BRI канал состоит из двух  В-каналов (64Кбит/С каждый) и одного D- канала (16 Кбит/С). PRI канал состоит  из 30-ти B-каналов и одного D-канала, 64Кбит/С каждый.

Стандарт Н.320 определяет регламент проведения видеоконференций в сетях ISDN. Технология инверсного мультиплексирования (Bandwidth ON Demand) позволяет объединять по мере необходимости несколько B?каналов, чтобы получить большую пропускную способность. Типичным является использование  полосы 2B (128 Кбит/С) для двусторонней конференции между настольными  персональными системами; полоса 6B (384 Кбит/С), как правило, используется для групповой связи.

ISDN по своей сути является  двусторонним соединением. Для  проведения сеансов многосторонней  связи требуется видеосервер  многоточечной связи (Multipoint Control Unit - MCU). MCU стандарта H.320 управляет  всеми ISDN-соединениями, задействованными  в сеансе.

IP

IP - Стандарт H.323, появившийся  в 1996 году, и его последняя версия 2000 года представили рекомендации  для проведения конференций в  сетях с коммутацией пакетов  (IP-сетях). Новые технологии позволили  компаниям проводить конференции  на базе уже имеющихся локальных  и территориальных сетей и  Интернет.

Фундаментальное преимущество IP?сетей, по сравнению с ISDN-сетями, состоит  в их распределенной и масштабируемой архитектуре, отсутствии зависимости  от провайдера, относительной простоте реализации и меньшей стоимости. При необходимости можно наращивать IP-сеть, не затрагивая ее базовую инфраструктуру.

В настоящее время не все IP- сети могут гарантировать требуемый  уровень качества сервиса ( Quality of Service, QoS), что затрудняет их использование  для видеосвязи.

Frame Relay

Frame Relay - это сетевой протокол  Глобальных сетей (WAN), основанный  на технологии коммутации пакетов  данных.

ATM

ATM (Asynchronous Transfer Mode, асинхронный  режим передачи) - сетевая технология, основанная на передаче данных  в ячейках (пакетах фиксированной  длины). Ячейка, используемая в АТМ,  имеет меньшую длину, чем в  технологиях-предшественниках. Маленькая  ячейка постоянной длины позволяет  оборудованию АТМ обеспечивать  для любого типа трафика (видео,  аудио и компьютерных данных) требуемый уровень качества обслуживания.

XDSL

XDSL - Сетевая технология xDSL становится все более популярной  для подключения небольших компаний  и частных пользователей. Частные  пользователи чаще всего используют ADSL, небольшие компании - SDSL. Для организации  видеоконференций чаще всего  используется технология IP поверх xDSL. Необходимо помнить, что эти  технологии не гарантируют качество  сервиса: время от времени видеосвязь  может иметь плохое качество  и даже обрываться. Кроме того, нужно иметь в виду принципиальную  асимметрию ADSL: полоса, предоставляемая  для видеосвязи в двух направлениях (к провайдеру и от него) принципиально  разная9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги по вышеизложенному  материалу можно сказать, что  информационные технологии глубоко  проникли в такую область человеческой деятельности как строительство, в  самом широком понимании. От небольших  индивидуальных домов и до огромных промышленных или офисных комплексов. Имеющие развитые, со сложной иерархией  инженерные сети и системы. Позволяющие  управлять любыми процессами с недостижимой ранее эффективностью и безопасностью.  

Также необходимо отметить, что и непосредственно процесс  строительства, в современных условиях не мыслим, без применения широкого спектра программно-аппаратных средств  и IT-технологий.

В современных условиях, в  организации управления строительной фирмы, должны учитываться инновационные  технологии, компьютерное и программное  обеспечение.

Цель применения IT-технологий в строительстве — достижение результата производственной деятельности с меньшими затратами, при более  высокой эффективности. Переход  инженерных систем на качественно новый  уровень, с более высокой безопасностью, простотой управления и обслуживания, со сниженными эксплутационными расходами.

При использовании программ комплексного управления строительством обеспечивается координация и регулирование  деятельности участников строительства. Цель управления строительством состоит  в том, чтобы при соблюдении конкретных сроков возведения объектов и при  минимальных затратах ресурсов достигнуть высоких текущих технико-экономических  показателей.

В практической части, используя  в качестве примера концепцию "Умного дома", мы ознакомились с функциональными  возможностями, которые предоставляет  подобная система. Со структурой и возможным  схематическим видом. С некоторыми техническими решениями, возможными в  подобных проектах.

Концепция "Умного дома" или интеллектуального дома являются одними из самых сложных в реализации инженерных систем. Подобные проекты  очень интересны своей многогранностью, открытостью, возможностью неограниченного  творческого подхода и изящных  инженерных решений.

В работе, мы подробно рассмотрели  аппаратные компоненты составляющие основу "Умного дома". Провели анализ существующих и применяющихся интерфейсов IT-систем.

Рассмотрена проблематика совместимости  различных протоколов и аппаратного  обеспечения.

В дальнейшем тема данной курсовой может быть развернута экономическим  обоснованием выбора конкретного инженерного  технического решения для какого либо объекта. Рассмотрением частного случая выбора, установки, запуска, отладки  и администрирования какой либо из рассмотренных выше систем.

Данная работа построена  логически последовательно, по принципу- от простого к сложному. Поставленные в начале работы цели, последовательно  раскрыты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. По материалам сайта: http://www.stroinauka.ru/d26dr8133m7rr4616.html

2. По материалам сайта: http://www.dics.com.ua/dics_home.php

3. По материалам сайта: http://y-dom.com.ua/i99l0.html

4. По материалам сайта: http://yakorev.com.ru/udom1.html

5. По материалам сайта: http://www.housecontrol.ru/function.php

6. По материалам сайта: http://www.hifinews.ru/article/details/4737.htm Автор: Евгений  Курышев.

7. По материалам сайта: http://yakorev.com.ru/smart1.html

8. По материалам сайта: http://share.auditory.ru/2009/Vladislav.Baturin/IPU.doc

9. По материалам сайта: http://www.ttvs.kz/index.php?p=dictionaryм

10. Стандарты и протоколы  Интернета /пер. с англ.-М.: Издательский  отдел "Русская редакция" ТОО  "Channel Traing ltd.", 1999.-384с.: ил. Стр.-13-23, 28, 29, 34, 35.

11. Вычислительные системы,  сети и телекоммуникации/ В. Л.  Бройдо-СПб.: Питер, 2008. – 688 с.: ил. Стр.- 441, 526.

12. Куроуз Дж., Росс К.  Компьютерные сети. 2-е изд. –  СПб.: Питер 2004.- 765 с.: ил

13. И.П.Норенков В.Б.Маничев  – «Основы теории и проектирования  САПР». Москва : Издательство «Высшая  школа». 1990 г. – стр. 22, 25.

myunivercity.ru

Смотрите также

• 
  Реферат по истории карибский кризис
• 
  Реферат роль искусства в обществе
• 
  Информационное общество и учитель реферат
• 
  Реферат сестринское дело в стоматологии
• 
  Реферат лермонтов в воспоминаниях современников
• 
  Реферат на тему семейный бюджет
• 
  Реферат на тему настольный теннис
• 
  Реферат жизнь и творчество островского
• 
  Право собственности на землю реферат
• 
  Реферат абай құнанбаев на русском
• 
  Система образования в россии реферат