Основные составляющиейцуйцуйцуйцуйцуйцуйцуйцуйцуйцуйцуйцу интеллектуального дома

 

Связь:

- телефонная связь внутренняя (интерком) и локальные АТС

- телефонная связь внешняя проводная, радиорелейная, спутниковая

- интернет - телефония

- системы видеоконференций

Мультимедиа:

- наземное и кабельное телевидение

- спутниковое телевидение

- домашнее видео

- домашний кинотеатр

- мульти- аудио и видео (multiroom)

- один пульт управления для всех систем

Информационные системы:

- локальная компьютерная сеть

- домашний офис

- широкополосный доступ в глобальную сеть (Интернет)

Безопасность:

- пожарная сигнализация и система автоматического пожаротушения

- охранная сигнализация

- система контроля доступа

- система внешнего и внутреннего видеонаблюдения

- система управления паркингом

- система внутреннего оповещения (радиосеть)

- аварийный контроль инженерных систем

- система экологического контроля

Водоснабжение и газоснабжение:

- автоматическое наполнение ванн, бассейнов и накопительных резервуаров

- автономный и резервный нагрев воды

- предотвращение протечек водопровода и утечки газа

- управление ландшафтными водяными системами (фонтаны, водопады)

- управление температурой воды в ваннах и бассейнах (термостатирование)

- учет расхода и управление потреблением воды и/или газа.

Система электропитания:

- бесперебойное и гарантированное электроснабжение

- защита от поражения электрическим током людей и животных

- автоматизация управления электропитанием бытовых приборов

- предотвращение перегрузок и короткого замыкания в электрической сети

- управление качеством электропитания - мониторинг, стабилизация и фильтрация

- учет расхода и управление потреблением электроэнергии

Освещение внутреннее и внешнее:

- аварийное и дежурное освещение

- автоматизация управления светом

- гибкая настройка световых групп

- дистанционное и удаленное управление светом

- программирование световых сцен

- отопление, вентиляция, кондиционирование:

- автоматизация управления температурой воздуха

- контроль качества воздуха

- согласование работы различных климатических систем

- учет расхода и управление потреблением тепловой энергии

Теперь попробуем создать из обычного дома интеллектуальный. Для этого нам нужно все приборы, которые выполняют перечисленные выше функции, объединить в одну систему и подключить её к удалённому серверу. Тем самым будет управление ни одним компонентом, а всеми воедино. И чтобы контроль за состоянием всех приборов пользователь мог получить в любой момент времени, даже находясь вне дома. Для этого надо организовать сеть в доме, объединив все приборы и системы над которыми надо осуществить контроль, и затем выбрать способ подключения к удалённому серверу.

Сначала ознакомимся с понятием сетей, их видами и различной их организацией.

 

2 КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

 

 

Общие понятия

 

Компьютерная сеть – совокупность программно-технических средств, обеспечивающих обмен информацией между двумя и более пользователями, работающими на разных (автономных) компьютерах, соединенных между собой.

Компьютерные сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Под ресурсами понимаются данные, приложения (программы), различные периферийные устройства (принтеры, модемы, сканеры, жесткие и гибкие диски и т.д.). По некоторым оценкам, более половины действующих ЭВМ подключены к сетям.

Использование компьютерных сетей имеет множество преимуществ:

Снижение затрат за счет коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств;

Стандартизация приложений – все пользователи работают на одном и том же ПО (программном обеспечении), «говорят на одном языке»;

Оперативность получения информации без отрыва от рабочих мест;

Эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени (проведении дискуссий, оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест)

Общими компонентами всех сетей являются:

Серверы (server ) – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;

Клиенты (client), рабочие станции – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемыми сервером (серверами);

Среда (media) – средства передачи информации;

Совместно используемые данные – файлы, передаваемые серверами по сети;

Совместно используемые периферийные устройства.

Сети появились в результате творческого сотрудничества специалистов вычислительной техники и техники связи. Вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные.

Для создания единого информационного пространства, способного охватить всех пользователей предприятия и предоставления им информационно созданную в разное время и в разном программном обеспечении используют локальную вычислительную сеть (ЛВС). Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Самая простая сеть (англ. Network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе. Рождение компьютерных сетей было вызвано практическими потребностями - иметь возможность для совместного использования данных.

Понятие локальная вычислительная сеть (англ. LAN-Local Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными с этой ЛВС.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны т.е. нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Глобальные сети. В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных се­тей. Глобальные сети (как и локальные) состоят из компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объедены между собой с помощью Internet.

Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. В простейшем случае из аппаратных средств нужно дополнительно установить модем, с помощью которого осуществляется связь по телефонной линии (например, из квартиры).

Программное обеспечение делится на два класса:

- программы-серверы, размещенные на том узле сети, который обслуживает компьютер пользователя;

- программы-клиенты, которые находятся на компьютере пользователя и пользуются услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги:

- работа с распределенными базами данных,

- электронная почта,

- телеконференции,

- общение в реальном масштабе времени,

- пересылка файлов и т.д.

Каждая услуга (иногда говорят служба, сервис) работает по определенным правилам (протоколам).

Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программа-сервер и своя программа-клиент. Например, существуют почтовые серверы и клиенты, серверы и клиенты телеконференций (новостей). В то же время современные программы-навигаторы (исследователи, браузеры, обозреватели) постепенно берут на себя функции отдельных служб глобальной сети и становятся “универсальными” клиентами.

Термин “сервер” имеет второе значение.

Сервером называют также и компьютер, на котором установлены программы-серверы. На одном сервере-компьютере может работать сразу несколько программ-серверов.

 

2.2. Проводные сети (Ethenet)

 

[7] Для объединения компьютеров в локальную четь требуется вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контроллер(адаптер), который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть, а также соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами (принтерами, сканерами и т.д.).

В некоторых типах сетей кабели соединяют компьютеры непосредственно, в других соединение кабелей осуществляется через специальные устройства – концентраторы (или хабы), коммутаторы и др. В небольших сетях обычно компьютеры сети соединяются кабелями с концентратором, который и передает сигналы от одних подключенных к нему компьютеров к другим.

В зависимости от способа соединения различают следующие топологии:

 

2.2.1. Топологии

 

-Общая шина:На рисунке 2.1 приведена общая шина.

Рисунок 2.1 – Общая шина.

 

Все компьютеры подключаются к одному кабелю (шине данных). На концах кабеля устанавливаются терминаторы, служащие для гашения сигнала.

 

Рисунок 2.2 - Терминаторы, служащие для гашения сигнала.

 

Их наличие для сетей Ethernet обязательно. По такой топологии строятся 10 Мегабитные сети 10Base-2 и10Base-5. В качестве кабеля используется коаксиальный кабель. Повреждение общего кабеля или любого из двух терминаторов приводит к выходу из строя участка сети между этими терминаторами (сегмента сети). Отключение любого из подключенных устройств на работу сети никакого влияния не оказывает.

Таблица 2.1 - 10Base-2 или тонкий Ethenet

Основная используемая топология	общая шина
Используемый провод	коаксиальный кабель 50 Ом, тонкий
Максимальная длина сегмента	185 метров
Минимальное расстояние между точками подключения	0,5 метра
Максимальное количество точек подключения к сегменту
Максимальное количество сегментов в сети

 

	1 - сетевая карта, установленная в компьютере 2 - Т-коннектор 3 - разъемы на концах кабеля 4 - терминатор

 

Таблица 2.2 - 10Base-5 или толстый Ethenet

Используемая топология	Общая шина
Используемый провод	Коаксиальный кабель толстый (так называемый "желтый") с волновым сопротивлением 50 Ом.
Максимальная длина сегмента (отрезок сети без повторителя, ограниченный терминаторами)	500метров (1640 футов)
Минимальное расстояние между точками подключения	2,5 метра (8,2 фута)
Максимальное количество точек подключения к сегменту
Максимальное количество сегментов сети
Устройства подключаются к сети посредством устанавливаемого на кабель трансивера (transceiver - MAU(Media Access Unit)).
Максимальная длина трансиверного кабеля (длина кабеля между трансивером и устройством)	25 метров