Nghiên cứu và triển khai tòa nhà thông minh theo tiêu chuẩn knx

Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên / nhóm sinh viên giao đề tài Lê Văn Nhi - MSSV: 15091231 Võ Quang Phú - MSSV: 15064581 Tên đề tài NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN TỒN NHÀ THƠNG MINH THEO TIÊU CHUẨN KNX Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu): Nghiên cứu tổng quan hệ thống KNX Nghiên cứu hệ thống tích hợp ngơi nhà đại Nghiên cứu thiết bị hãng ABB Nghiên cứu hệ thống chng hình (ABB-welcome) Tìm hiểu phần mềm điều khiển điện thoại Aycontrol + IoT Kết dự kiến : Vận hành điều khiển thiết bị Abb cơng trình thực tế Vận hành hệ thống chng hình điều khiển thiết bị điện thoại di động Bố trí thiết bị mặt Vận hành thiết bị phần mềm ETS Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày 31 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Trưởng mơn I Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN - II Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN - III Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN II NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN III MỤC LỤC IV MỤC LỤC HÌNH ẢNH X TỔNG QUAN TỊA NHÀ THƠNG MINH CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN KNX 1.1 KNX gì? 1.2 Sự đời tiêu chuẩn KNX 1.3 Mục tiêu hiệp hội KNX 1.4 Những nhóm thiết bị chức 1.4.1 Nhóm thiết bị hệ thống: 1.4.2 Nhóm thiết bị nhận phát lệnh (Sensors) 1.4.3 Nhóm thiết bị thực hành lệnh 1.5 Những thành cơng lợi ích việc sử dụng hệ thống KNX 1.5.1 Những thành cơng 1.5.2 Lợi ích việc sử dụng hệ thống KNX 1.5.2.1 Sự linh hoạt 1.5.2.2 Lợi nhuận 1.5.2.3 Tiện nghi IV Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 1.5.2.4 Chi phí thực CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG TÍCH HỢP TRONG NGƠI NHÀ HIỆN ĐẠI 10 2.1 Hệ thống chiếu sáng thông minh 10 2.1.1 Hệ thống chiếu sáng thông minh đảm nhiệm: 11 2.1.2 Hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ KNX 13 2.1.3 Lợi ích bản: 13 2.2 Hệ thống đàm thoại chuông cửa 14 2.2.1 Thiết bị bên ngoài: 15 2.2.2 Thiết bị bên trong: 15 2.2.3 Ưu điểm hệ thống: 15 2.3.4 Nhược điểm hệ thống: 16 2.3 Hệ thống rèm cửa 16 2.4 Hệ thống an ninh báo cháy theo tiêu chuẩn KNX ( Intrusio Alarm Systems) 17 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ CỦA HÃNG ABB, HỆ THỐNG CHNG HÌNH PHẦN MỀM AYCONTROL 19 3.1 Thiết bị chuyển mạch (Switch Actuator) SA/S 4.6.1.1 19 3.1.1 Chức 19 3.1.2 Thông số kĩ thuật 19 3.1.3 Kết nối 20 3.1.4 Vận hành 20 3.2 Thiết bị cảm biến 6126/01-500, 6127/01-500 25 3.2.1 Thông số kĩ thuật 25 V Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 3.2.2 Kết nối 26 3.2.3 Chức 26 3.2.4 Vận hành thiết bị phần mềm ETS 26 3.3 Thiết bị điều khiển độ sáng UD/S 4.315.2 29 3.3.1 Giới thiệu chung chức 29 3.3.2 Kết nối 29 3.3.3 Vận hành 31 3.4 Thiết bị điều khiển rèm cửa JRA/S4.24.5.1 36 3.4.1 Giới thiệu chung chức 36 3.4.2 Kết nối 36 3.4.3 Vận hành 37 3.5 Hệ thống chng hình (ABB-Welcome) 40 3.5.1 Danh sách thiết bị chng hình 40 3.5.1.1 IP Gateway & ABB-Welcome APP 40 3.5.1.2 System controller 41 3.5.1.3 Telephone Gateway 42 3.5.1.4 Lift control module 43 3.5.1.5 Video distributor 44 3.5.2 Kết nối hệ thống 44 3.5.2.1 Hệ thống cách điện 44 3.5.2.2 Kết nối vòng 45 3.5.2.3 Kết nối nhánh 45 3.5.2.4 Building Part 45 VI Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 3.5.2.5 Kết nối bus 46 3.5.3 Một số ví dụ điển hình hệ thống 47 3.5.3.1 Một hộ gia đình 47 3.5.3.2 Nhiều hộ gia đình 48 3.5.3.3 Tòa nhà cao tầng 49 3.5.3.4 Nhà biệt thự 50 3.5.3.5 Nhà cao tầng có lối vào cho tầng 51 3.5.3.6 Khu dân cư 52 3.5.3.7 Tịa nhà có nhiều lối vào 53 3.5.3.8 Nhà đơn có nhiều camera 53 3.5.3.9 Giải pháp cho tòa nhà văn phòng sử dụng điện thoại 54 3.5.3.10 Giải pháp cho gia đình với thiết bị di động 55 3.5.3.11 Giải pháp cho tịa nhà cao tầng có điều khiển thang máy 56 3.5.4 Cài đặt địa 57 3.5.4.1 Cài đặt địa cho thiết bị trời 57 3.5.4.2 Cài đặt chế độ làm việc system controller (M2300) 59 3.5.5 Kết nối hệ thống với thiết bị thông minh 61 3.5.5.1 Cài đặt cho IP Gateway & APP 61 3.5.5.2 Cấu hình cho Telephone Gateway (M2302) thơng qua IP-Gateway 61 CHƯƠNG 4: BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRÊN MẶT BẰNG VÀ LẬP TRÌNH CÁC THIẾT BỊ TRÊN PHẦN MỀM ETS 67 4.1 Bố trí thiết bị 67 4.1.1 Bố trí thiết bị cho Tầng Hầm 67 VII Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 4.2 Lập trình trền phần mềm ETS 82 4.2.1 Chức Switch Actuator (Thiết bị truyền động) 82 4.2.1.1 Đóng mở đèn 82 4.2.1.1 Chức đèn cầu thang 84 4.2.2 Chức Bật tắt điều chỉnh ánh sáng cho đèn 84 4.2.2.1 Đèn sợi đốt, Halogen 84 4.2.2.2 Đèn LED theo tiêu chuẩn DALi ( kèm theo Driver DaLi) 86 4.2.3 Chức điều khiển rèm cửa: 86 4.2.4 Lập trình cho hình Smart touch 87 CHƯƠNG 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC BÁO CÁO THỰC HÀNH : ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THEO TIÊU CHUẨN KNX BẰNG THIẾT BỊ DI ĐỘNG THÔNG QUA PHẦN MỀM AYCONTROL 97 Giới thiệu phần mềm Aycontrol 97 Nội dụng yêu cầu thực hành : 101 Lập trình ETS: 102 3.1 Chèn thiết bị : 102 3.1.2 Lập trình chức theo yêu cầu : 102 3.1.3 Export project ETS : 104 3.2 Lập trình giao diện điều khiển thiết bị điện thoại thông minh phần mềm ayControl Editor (Version 1.7.5) 105 3.2.1: Tạo tập tin 105 3.2.2 Tạo kết nối KNX : 105 VIII Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 3.3.3 Tải liệu ETS vào phần mềm ayControl: 106 3.3.4 Chọn chức gán địa : 107 3.3.5 Tạo đối tượng điều khiển : 108 3.3.6 Tạo cấu trúc cho đối tượng điều khiển: 108 3.3.6.1 Chèn phòng : 110 3.3.6.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển phù hợp : 110 3.3.6.3 Thiết lập giao diện điều khiển điện thoại di động : 111 3.3.7: Chuyển liệu cấu hình sang thiết bị di động : 112 LỜI CẢM ƠN 118 IX Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: Giới thiệu tổng quan tịa nhà thơng minh tiêu chuẩn KNX Hình 1 Tổng quan hệ thống KNX Hình Ứng dụng tiêu chuẩn KNX Hình Chức hệ thống KNX Hình Chí phí thực CHƯƠNG 2: Giới thiệu số hệ thống tích hợp tịa nhà thơng minh Hình Hệ thống chiếu sáng thông minh 11 Hình 2 Hệ thông chiếu sáng sử dụng công nghệ KNX 13 Hình Hệ thống chuông cửa 15 Hình Chức điều khiển rèm cửa 16 Hình Hệ thơng an ninh 17 CHƯƠNG 3: Tìm hiểu thiết bị hãng abb hệ thống chng hình Hình Thông số chức Switch Actuator 21 Hình Thông số chức Heating Actuator 21 Hình 3 Thơng số chức ngõ A 22 Hình Bật tính thời gian “trễ,đèn cầu thang,nhấp nháy 22 Hình Bật chức cài đặt trước 23 Hình Bật chức ngữ cảnh 23 Hình Bật chức Logic 24 Hình Bật tính ưu tiên an toàn 24 Hình Bật chức ngưỡng 25 Hình 10 Sơ đồ kết nối 6126,6127 26 Hình 11 Chức 6127,6126 27 Hình 12 Các lựa chọn chức khác 27 Hình 13 Các chức khác 28 X Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình Chức điều khiển khiển rèm cửa Phòng Khách Phòng Ngủ 3.1.3 Export project ETS : - Xuất file từ phần mềm ETS lưu vào máy tính Hình Xuất file từ phần mềm ETS 104 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp 3.2 Lập trình giao diện điều khiển thiết bị điện thoại thông minh phần mềm ayControl Editor (Version 1.7.5) 3.2.1: Tạo tập tin Hình Trình tạo tập tin 3.2.2 Tạo kết nối KNX : 105 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình Trình tạo kết nối KNX 3.3.3 Tải liệu ETS vào phần mềm ayControl: - Thực thiện thao tác tải File ETS điều khiển đèn, điều chỉnh ánh sáng đèn điều khiển rèm cửa vào phần mềm ayControl: 106 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình Trình tải dự liệu ETS vào phần mềm Aycontrol 3.3.4 Chọn chức gán địa : Hình 10 Trình chọn chức gán địa 107 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp 3.3.5 Tạo đối tượng điều khiển : - Đối tượng điều khiển đối tượng đồ họa ứng dụng Aycontrol để người dùng điều khiển thiết bị Ví dụ: Đối tượng điều khiển “ Công tắc” sử dụng để tắt/ mở thiết bị,đối tượng “Dim” sử dụng để tắt/bật dimming đèn, đối tượng “ Rèm” sử dụng để đóng/ mở rèm cửa,… đối tượng điều khiển tạo Control Tab Hình 11 Trình tạo đối tượng điều khiển 3.3.6 Tạo cấu trúc cho đối tượng điều khiển: Hầu hết nhà/căn hộ có thành nhiều tầng tầng chia làm nhiều phịng Ví dụ: Một ngơi nhà chia làm nhiều phần (“lầu 1”, “lầu 2”…) lầu chia làm nhiều phịng là: phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn,…Cấu trúc ứng dụng Aycontrol xây dựng theo hướng tương tự Trong Structure tab cửa sổ làm việc tạo thành phần, phịng Mỗi phịng tạo nhiều layout phụ thuộc vào loại thiết bị di động mà bạn có 108 Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 109 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp 3.3.6.1 Chèn phịng : Hình 12 Chèn phịng 3.3.6.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển phù hợp : Hình 13 Chọn thiết bị hiển thị 110 Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú 3.3.6.3 Thiết lập giao diện điều khiển điện thoại di động : 111 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình 14 Thiết lập giao diện điều khiển điện thoại 3.3.7: Chuyển liệu cấu hình sang thiết bị di động : Khi hồn tất q trình tạo profile, bạn chuyển chúng sang thiết bị di động Tìm kiếm tải ứng dụng với tên Aycontrol KNX + IoT Appstore ( Hệ điều hành IOS ) CH play ( Hệ điều hành Android ) Mở chức tải liệu điện thoại import file từ phần mềm aycontrol máy tính chức Wi-Fi tranfer Lưu ý : Máy tính điện thoại phải kết nối chung mạng 112 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình 15 Giao diện import file - Giao diện Wi-Fi tranfer: 113 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình 16 Giao diện Wi-Fi tranfer - Kết sau Import file sang điện thoại di động : 114 Khóa luận tốt nghiệp Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú - Chức điều khiển cho Phòng Khách : 115 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình 17 Giao diện hiển thị điện thoại - Chức điều khiển cho Phòng Ngủ : 116 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp Hình 18 Giao diện điều khiển điện thoại Và bạn vận hành thiết bị nhà thông minh theo ý muốn bạn cần thiết bị di động thông minh Aycontrol App 117 Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Cơng nghệ Điện trường tận tình dạy dỗ em năm học giảng đường đại học trình thực đồ án tốt nghiệp Và em xin chân thành cảm ơn thầy Võ Trung Kiên nhiệt tình hướng dẫn em hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án, trình làm báo cáo khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy, Cơ bổ sung góp ý Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi sai sót, em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học them nhiều kinh nghiệm bổ ích cho việc học tập cơng việc tương lai Em xin chân thành cảm ơn 118 ... hệ thống KNX EN 50090 tiêu chuẩn Châu Âu cơng nghệ cài đặt cho tịa nhà dựa vào tiêu chuẩn KNX KNX giao thức đáp ứng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn quốc tế Sau 11 năm hình thành phát triển (1999) KNX có... khác Ở luận nghiên cứu tiêu chuẩn KNX, tiêu chuẩn phổ biến áp dụng cho Tịa nhà thơng minh tồn giới Lê Văn Nhi-Võ Quang Phú Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN KNX 1.1 KNX gì? Hình... việc triển khai lắp đặt nhà thông minh Cùng với phát triển vũ bảo công nghệ thông tin, Internet, với việc chi phí cho hệ thống nhà thơng minh giảm xuống với nhu cầu ngày cao người, nhà thông minh