Техническое задание. 
Разработка бюджетной системы автоматизации загородного дома

Объектом автоматизации данного проекта является частный загородный дом. В доме уже имеются определённые инженерные системы, такие как:

• — Отопление.
• — Освещение.

А так же по желанию пользователя необходимо организовать системы:

• — Пожарная сигнализация.
• — Метеоконтроль.

В связи с тем, что дом построен по современным технологиям энергои теплосбережения, в данной квартире присутствуют определенные особенности.

Система отопления реализована на электрических конвекторах.

Система освещения реализована при помощи ламп накаливания. На данном этапе совершенно понятно, что все самые необходимые системы для обеспечения жизнедеятельности есть, но работают они лишь в ручном режиме, что не вполне реализует возможностей экономии, а также снижает уровень комфорта проживания.

В связи с этим, это помещение необходимо оснастить автоматикой, которая будет способна безопасно и в соответствии с желаниями пользователя организовывать совместную работу систем, и при возможности максимально экономить энергоресурсы.

Разработка функциональной схемы

Функциональные возможности платформы Arduino

Arduino — это инструмент для создания электронных устройств, различной сложности. Разработанные устройства взаимодействуют с окружающей физической средой более плотно, чем обычные персональные компьютеры, которые не выходят за рамки виртуальности. Данная платформа открывает огромные возможности для разработчика, так как имеет открытый программный код и построена на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения.

Устройства, разработанные на Arduino, имеют средства приема сигналов от различных датчиков: цифровых и аналоговых, которые подключаются к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств на Arduino работают самостоятельно или с программным обеспечением на компьютере. Разработчик может собрать плату самостоятельно, либо купить в сборе. Среда разработки программ с открытым исходным кодом доступна для бесплатного скачивания [17].

Существует множество микроконтроллеров и платформ для создания системы, с настраиваемыми параметрами, к которым можно подключить любое оборудование. Phidgets, Parallax Basic Stamp, MIT’s Handyboard и Netmedia’s BX-24 предлагают одинаковую функциональность. Все эти устройства объединяют различную информацию о языках программирования и заключают ее в простую сборку. Платы Arduino тоже упрощают процесс работы с микроконтроллерами, однако имеет ряд преимуществ перед другими устройствами.

Низкая стоимость — платы Arduino относительно дешевы по сравнению с другими платформами. Самая недорогая версия модуля Arduino может быть собрана в ручную, а некоторые даже готовые модули стоят меньше 50 долларов.

Кросс-платформенность — программное обеспечение Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux.

Простая и понятная среда программирования.

Программное обеспечение Arduino с расширениями и открытым исходным текстом выпускается как инструмент, который может быть дополнен опытными пользователями. Язык может дополняться библиотеками C++. Пользователи, желающие понять технические нюансы, имеют возможность перейти на язык AVR.

Порты ввода-вывода микроконтроллеров оформлены в виде штыревых линеек. Никакого буферизирования, защиты, конвертации уровней или подтяжек, как правило, нет. В зависимости от модели платы, микроконтроллеры питаются от 5 В или 3,3 В. Соответственно, такой же размах допустимых входных и выходных напряжений имею порты. Программисту доступны некоторые специальные возможности портов ввода-вывода микроконтроллеров: аналогово-цифровой преобразователь, широтно;

импульсная модуляция. Плата поддерживает различные интерфейсы: SPI, UART, I2C. Количество и возможности портов ввода-вывода определяются конкретным вариантом платы Arduino.

Помимо портов на платах микроконтроллеров иногда устанавливается периферия в виде интерфейсов USB, RS-485 или Ethernet. Опциональный набор внешней периферии на модулях расширения включает в себя:

USB Device.

Ethernet.

Модуль GSM и другие беспроводные интерфейсы.

USB Host.

SD card.

Модуль управления низковольтным мотором.

Графический ЖК индикатор.

Модуль с макетным полем.

RS-485 shield.

Сторонние производители выпускают широкий спектр датчиков и исполнительных устройств, подключаемых к Arduino.

Например: гироскопы, компасы, манометры, гигрометры, термометры, релейные модули, индикаторы, клавиатуры и т. п. [18].