Automatykaa budynkowa jest coraz częściej wykorzystywana w pomieszczeniach biurowych, mieszkaniach oraz domach. Udogodnienia jakie ze sobą niesie i jednocześnie możliwość kontrolowania zużycia mediów zachęca ludzi do zakładania systemów inteligentnego zarządzania budynkiem.

Problemem jaki się pojawia przy szerokiej ofercie dostępnych na rynku produktów jest integracja protokołów różnych producentów w jednym systemie w funkcji celu jakim jest maksymalizacja funkcjonalności przy minimalnym nakładzie pracy i kosztów. Naprzeciw oczekiwaniom klientów wyszła firma Hemms, która wprowadziła system umożliwiający adaptację najpopularniejszych protokołów komunikacyjnych, przewodowych jak KNX (dawniej EIB), CAN oraz bezprzewodowego Zig- Bee. Nie jest to jedyne rozwiązanie na rynku, jednak serwer poza fizyczną zamianą protokołów udostępnia aplikację Hemms Instalator (HI) do ich przetwarzania i programowania odpowiednich reakcji systemu. To połączenie sprawia, że urządzenie Hemms Home Server staje się potężnym narzędziem do zarządzania inteligentnym budynkiem przy minimalnym nakładzie pracy przez Integratora.
Serwer, a zarazem sterownik systemu oparty jest na niezawodnym systemie wbudowanym firmy National Instruments (NI) z serii sbRio. Umożliwienie podłączenia różnych protokołów zostało zrealizowane z wykorzystaniem autorskiej płytki pośredniczącej, którą połączono z serwerem przy pomocy wyprowadzenia Mezzanine. Jest to standardowe złącze stosowane do rozszerzania funkcjonalności urządzeń sbRio. Hemms Instalator jak i całe oprogramowanie w oparciu, o które funkcjonuje Home Serwer zostało opracowane w środowisku LabView (NI) przez co występuje pełna zgodność poczynając od warstwy aplikacji na warstwie fizycznej kończąc. Podejście takie gwarantuje długoletnią, stabilną pracę całego systemu co jest wymogiem kluczowym dla tego typu produktów aby w rezultacie mogły one zostać uznane przez użytkowników końcowych za produkty godne zaufania i bezpieczne.

Fizyczna zamiana protokołów

Dane magistrali CAN są odbierane bezpośrednio przez serwer w postaci ramek. Na jedną ramkę składa się 15 bajtów: bajt startu, 12 bajtów danych, bajt sumy kontrolnej oraz bajt stopu. Bajty danych zawierają informację o nadawcy ramki, instrukcji do wykonania oraz stanie danego modułu.
Transmisja z wykorzystaniem protokołu KNX najpierw trafia na płytkę pośredniczącą, gdzie następuje zamiana transmisji z KNX na TP-UART, a następnie w postaci szeregowej przesyłana jest do serwera, gdzie interpretowane są komendy KNX. Aby zapobiec pominięciu niektórych ramek zastosowano bufory nadawcze i odbiorcze. W miejscach, w których nie ma możliwości przygotowania infrastruktury przewodowej skorzystać trzeba z rozwiązań bezprzewodowych. Taką możliwość daje protokół ZigBee. Dane odbierane z sieci ZigBee również najpierw trafiają na płytkę pośredniczącą. Pierwszym etapem jest przesłanie danych z klucza USB ZigBee do mikrokontrolera opartego o system Linux Embedded. Układ SOM (System-on- -Module) przebudowuje ramkę protokołu ZigBee na ramkę protokołu UART, która dalej w transmisji szeregowej przesyłana jest do serwera.
Serwer po przetworzeniu otrzymanych danych wysyła odpowiednie komendy do modułów inteligentnego budynku. W tym wypadku przebudowanie ramek do wymagań odpowiednich protokołów przebiega odwrotnie. Dane wysyłane z serwera w postaci szeregowej trafiają przez odpowiednie moduły na płytce pośredniczącej do elementów sterujących.
Rozwiązanie firmy Hemms daje nowe możliwości rozwoju tego sektora automatyki. Dzięki niemu projektanci systemów inteligentnego zarządzania budynkiem mogą zwiększyć funkcjonalność swoich systemów poprzez zastosowanie gotowych rozwiązań różnych firm bez ograniczenia sposobem komunikacji z wykorzystaniem bardzo prostego narzędzia do tworzenia powiązań. Co więcej, w HI jest również narzędziem do tworzenia definicji, która wyświetla się użytkownikom końcowym systemu w postaci ergonomicznej wizualizacji na urządzeniach mobilnych. W rezultacie, w ramach jednego etapu prac deweloperskich, realizowane są dwie funkcje jednocześnie co znacząco skraca czas stworzenia efektu jaki oczekuje klient końcowy. Dodając do tego fakt, że wszelkie scenariusze działania systemu opracowywane są już na wyższej warstwie z wykorzystaniem aplikacji dostępnej również przez użytkowników końcowych można uznać pracę Integratora za zakończoną.

Co wyróżnia protokoły KNX, CAN oraz ZigBee, a co najważniejsze - jak tworzy się ich powiązania oraz definicje - uczymy w trakcie jednodniowych szkoleń na terenie całego kraju, na które serdecznie zapraszamy.

Robert Kałaska
Hemms