С увеличением темпов роста научно-технического прогресса все больше внимание отводится автоматизации различных процессов. Автоматизация дома и отдельных процессов на базе интеллектуальных систем невозможна без использования устройств такого типа, как контроллер. К примеру, использование такого устройства позволяют создать точные системы температурного контроля, влажности, автоматического полива, регуляции света или запуску устройств при определенных условиях, что находит применение в теплицах, инкубаторах, автономных метеостанциях. Но, безусловно, наибольшая вариативность использования таких устройств представлена в развивающейся сфере умного дома, где представлены почти безграничные возможности, начиная с умных розеток, чайников, стиральных машин, заканчивая полностью автоматическим режимом дома, адаптирующегося под его жильцов.
В данный момент на рынке таких устройств представлено множество экземпляров для самых разных нужд. Сравнительная характеристика устройств представлена в таблице 1 [1-5]
Представленные выше варианты универсальных контроллеров обладают некоторыми недостатками, такими как высокое энергопотребление и режим эксплуатации, не позволяющий использовать такие устройства при экстремальных температурах (в основном 0-50°C). Другой важной особенностью является количество и тип различных поддерживаемых протоколов, из-за чего контроллеры могут быть не применимы в определенных условиях.
Таким образом, функциональными требованиями к универсальному контроллеру являются:
1. Управление питанием – устройство должно обладать различными режимами энергосбережения, минимальным временем на переход из режима сна в рабочее состояние;
2. Конфигурируемые пины: возможность назначения различных функций на один и тот же пин;
3. Модульность: возможность подключения дополнительных модулей и расширение функционала через шины и интерфейсы;
4. Поддержка различных операционных систем: совместимость с реальными временными операционными системами (RTOS);
5. Наличие развитого экосистемы: поддержка различных плат расширения, датчиков, модулей и библиотек;
6. Возможность работы в широком температурном диапазоне.
Исходя из полученных требований, технические требования такого устройства:
1. Аппаратные требования – процессор с тактовой частотой от 400 МГц, ОЗУ от 512 Мб, Flash память от 4 Гб;
2. Периферийные устройства – ЦАП – 1 и более каналов, АЦП – 8 и более каналов, ШИМ-контроллеры – 4 канала;
3. Коммуникационные интерфейсы – Ethernet 100 – 1 и более, Wi-Fi 802.11, Bluetooth4и выше, Bluetooth low energy, RS-485 2 и больше, Z-Wave, ZigBee, GSM; [6]
4. Общее количество I/O пинов: от 15 до 30 с возможностью конфигурирования функций пинов;
5. Поддержка стандартов для отладки JTAG и SWD;
6. Температурные характеристики от -40°C до +85°C, влажность до 95%
Такие технические требования позволят выполнять широкий спектр задач по домашней автоматизации, и использования таких устройств в различных средах без риска выхода их из строя.
Список источников:
1. Wiren Board 7.4 - описание контроллера URL: https://inlnk.ru/NDA5oP (дата обращения: 27.07.2024);
2. METAFORSA2 Module parameters URL: https://larnitech.lt/en/equipment/all-equipment/metaforsa-series/metaforsa2-3 (дата обращения: 27.07.2024);
3. Hubitat Elevation C-8 Model URL: https://hubitat.com/ (дата обращения: 27.07.2024);
4. Fibaro Home Center 3 Техническая информация URL: https://inlnk.ru/w4NVxe (дата обращения: 27.07.2024);
5. Zipato ZIPATILE2 Technical specification URL: https://www.zipato.com/product/zipatile2 (дата обращения: 27.07.2024);
6. Михайлов С.С. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ "УМНОГО ДОМА" // Вестник науки. 2022. №8 (53). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-printsipy-raboty-umnogo-doma (дата обращения: 27.07.2024).
