Те, кто читал первый и второй выпуски этой рассылки, могут сказать, что существует и другой подход к проблеме домашней сети. В конце концов, стандарт TCP/IP предусматривает такое расширение адресного пространства, что не только каждый дом, но и каждый настенный выключатель в доме может иметь индивидуальный IP адрес. То есть, зачем городить подсеть? Я не буду спорить, скажу только, что, на мой взгляд, мы еще нескоро доживем до этого уровня развития всемирной сети.

Основы X10

Если взглянуть на проблему домашней сети с более общей точки зрения, то становится ясно, что мы имеем дело с несколькими разнородными потоками информации:

• Поток внутренней аудио/видео информации (устройства воспроизведения видео и звука).
• Аналогичный аудио/видео поток извне (кабельное и спутниковое вещание, плюс старая добрая сеть трехпрограммного вещания в крупных городах).
• Информационный поток, обусловленный трафиком сети Интернет и телефонией.
• Поток информации, предназначенный исключительно для управления домашней техникой. Этот поток информации может генерироваться внутри дома и/или поступать частично извне.

Объединение этих потоков в один общий физический носитель позволило бы существенно сэкономить на физических соединениях, однако увеличило бы затраты на обработку информации, связанную с кодированием и декодированием данных. Пока провода все еще дешевле электроники, поэтому оптимальный вариант - иметь в доме две-три специализированных подсети, чем одну сеть с высокой пропускной способностью и универсальным набором протоколов. На самом деле все так и обстоит - телефон, эфирное и кабельное телевидение мы получаем по отдельным кабелям. В относительно недалекой перспективе - объединение всех потоков информации в том же кабеле, что сейчас используется для кабельного ТВ. Например, мой Интернет-провайдер использует технологию EuroDOCSIS 1.0 и EuroDOCSIS 1.1, при которой передача данных происходит по сети кабельного телевидения.

Путь к оптимальному решению проблемы построения домашних сетей - единый оптоволоконный носитель позволит избежать проблем ограниченной пропускной способности, а обычный настенный выключатель будет обладать теми же возможностями, что и любой современный сотовый телефон.

Что касается передачи данных по электропроводке, то уже сейчас достигнута скорость в 300кБ/с, что позволяет существенно сократить расходы на подключение нескольких компьютеров к общей сети в пределах дома или малого офиса. С другой стороны, развитие технологий передачи в радиодиапазоне 2,4Ггц позволяет строить практически беспроводные сети с почти приемлемой для всех случаев жизни пропускной способностью. Тем не менее, комфорта, безопасности и экономии энергии хочется прямо сейчас. Поэтому, пока забудем о современных технологиях и задумаемся о глубине наших карманов.

Сегодня реальным вариантом домашней автоматизации может быть только сеть, тщательно рассчитанная по соотношению функциональность/стоимость. На практике такой подход почти всегда возвращает нас к сетям стандарта X10, а также некоторым другим недорогим проводным и радиосетям. Последние приходится использовать, когда скорость или надежность передачи информации по протоколу X10 не удовлетворяет тем или иным техническим требованиям.

Поскольку альтернатив использованию стандарта X10 пока нет, вернемся к нему и рассмотрим основные компоненты сети на основе протокола X10. Минимальный состав сети X10 предусматривает наличие хотя бы одного передатчика и одного приемника с сетевыми интерфейсами X10. Любой бытовой прибор в принципе может быть как приемником, так и передатчиком X10. Чтобы придать любому электроприбору свойства приемника, нужно просто включить между ним и стандартной розеткой модуль-приемник X10. Имея такое соединение, вы можете управлять включением/выключением этого электроприбора по электропроводке из любого места в вашем доме, где таковая имеется. Дополнительными функциями являются плавное управление мощностью и двунаправленный интерфейс, обеспечивающий передачу информации о состоянии приемника в обратном направлении, например, к ПЛК (см. ниже).

Простейшая конфигурация может состоять, например, из датчика движения, являющегося передатчиком, и электронного дверного замка, оснащенного приемником X10. Такая конфигурация является вполне достаточной во многих случаях, однако функциональность ее ограничена, поскольку изменение поведения системы (программируемость) возможно только в ограниченных пределах, например, за счет использования встроенных таймеров или дополнительных датчиков. Но даже такие усовершенствования ограничивают контроль над системой.

Когда требуется большая гибкость, необходимо введение в систему внешнего устройства доступа, например пульта дистанционного управления, аналогичного пульту дистанционного управления (ДУ) телевизора или DVD-проигрователя. Когда и этого недостаточно, приходится придавать такому пульту функции программирующего устройства.

Программируемый логический контроллер

Если собственного интеллекта управляемых приборов недостаточно, приходится дополнять его внешним интеллектом, возлагая на программирующее устройство еще и функции хранения программ управления домашними приборами. Такое устройство иногда называют интеллектуальным интерфейсом, но правильнее называть его программируемым логическим контроллером (ПЛК). Принципиально ничто не мешает расширить функции обычного пульта ДУ до этих пределов. Именно по такому пути пошли разработчики фирмы “ФИЛИПС”. Выпущенный несколько лет назад пультик Pronto, получился, однако, дороговатым даже по западным меркам - дороже 200 долларов, однако возможности его все же очень далеки от возможностей специализированных ПЛК.

Компания X10 пошла по другому пути, создав простейший программируемый контроллер CM11/CK11. Он стал своего рода стандартом и выпускается несколькими фирмами под разными названиями. Итак, топологически сеть X10 вырисовывается в виде звезды, в качестве которой выступает электропроводка. В распоряжении имеется 256 адресов, что соответствует 256 управляемым электроприборам. Любой домашний электроприбор должен иметь функции как минимум однонаправленного приемника (под двунаправленностью приемника в данном случае подразумевается наличие в модуле-приемнике передатчика, способного передавать данные о статусе приемника, т.е., состоянии включено/выключено и установке уровня мощности, если таковое предусмотрено). Количество приемников в сети может быть любым, в пределах упомянутых выше 256 адресов. Что касается передатчиков, то принципиально их число также не ограничено и определяется задачами управления, которые возложены на сеть. В качестве передатчиков могут использоваться следующие устройства:

• Пульты дистанционного управления, соединенные через радиоканал и мост RF/PL (радиоканал/электропроводка) с сетью 220 Вольт 50 Гц.
• ПЛК (программируемые логические контроллеры), в качестве которых могут выступать как специально спроектированные устройства, так и обычные компьютеры IBM PC или Macintosh. В случае IBM PC может использоваться любая из версий Windows или в некоторых случаях Linux.
• Датчики движения, присутствия, освещенности, температуры или других физических величин.
• Специализированные устройства. Например, телефонный интерфейс позволяет контролировать всю систему с помощью обычного телефона с тональным вызовом. Такое устройство может быть связано непосредственно с сетью 220 Вольт или работать через ПЛК.

Чтобы работать в сети X10, большинство домашних приборов не нуждаются во встроенных приемниках X10. Собственно говоря, приборов с намертво встроенными приемниками X10 почти не выпускается. Большинство приемников - автономные устройства, заменяющие или дополняющие обычные выключатели и розетки. Это позволяет им быть достаточно универсальными и относительно дешевыми, однако имеет и обратную сторону. Скажем, вряд ли вам удастся легко найти программируемую микроволновую печь с встроенным интерфейсом X10.

С помощью передатчика и внешнего приемника X10 вы сможете включить или выключить вашу печь, но вам не удастся ее перепрограммировать или даже просто переключить на другую программу, если она не имеет запрограммированного изготовителем встроенного интерфейса X10.

В большинстве случаев, однако, достаточно простых функций включения и выключения, которые могут обеспечить практически все приемники стандарта X10. Что касается устройств доступа, то они могут быть следующих типов:

• Простейший брелок для управления по радиоканалу 2-4 приемниками X10. Типичная область применения - открывание замка входной двери, включение/выключение внешнего освещения. Для приема радиосигналов и передачи их в электросеть необходим специальный мост-приемопередатчик типа TM10 или RR501.
• Универсальный пульт ДУ, имеющий радиоканал для управления через мост приемниками X10, а также обычный инфракрасный канал для управления бытовой радиоаппаратурой.
• Носимый или настольный радиопульт с полным набором команд для управления любыми приемниками X10, имеющимися в доме.
• Пульт аналогичный п.3, с расширенными функциями: строчным или графическим ЖКИ экраном и системой меню. Ввод может осуществляться с помощью обычных кнопок или контактов типа “touchscreen”, т.е., экрана с клавиатурой, расположенной прямо на экране дисплея. Как правило, такой пульт передает команды управления не напрямую в сеть, а через ПЛК и его интерфейс. В этом варианте возможно воздействие на бытовые приборы как непосредственно, так и с учетом логики управления, заложенной в программу ПЛК.

Эта логика может учитывать целый ряд внешних событий или их комбинаций, включая текущее время дня и года, состояния различных датчиков. Последний вариант, как правило, предполагает работу пульта в паре с программируемым контроллером и подключается к последнему с помощью экранированной витой пары через интерфейс RS-485 (2-х или 4-х проводной аналог интерфейса RS-232, того, что используется в PC для подключения модема или мыши. Напомню, что оба стандарта описывают чисто аппаратные интерфейсы, из чего следует, что в данном случае формат данных может быть совершенно произвольным). Такой интеллектуальный пульт может служить неплохой альтернативой персональному компьютеру, хотя и не в состоянии заменить его полностью. Обычно система меню пульта может программироваться с помощью персонального компьютера, подключенного непосредственно к пульту или к ПЛК.