Arduino умный дом готовый вариант: обзор и инструкция по сборке (проектирование, подключение, прогаммирование)

Содержание

обзор и инструкция по сборке (проектирование, подключение, прогаммирование)

Умные дома позволяют позабыть о многих технических моментах бытовой жизни и сосредоточится на других задачах, предоставив свободное время семье или отдыху. На рынке представлены готовые решения, но не всегда такие системы подходят для реализации тех задач, что хотелось бы видеть нам. Но, есть более гибкая альтернатива, позволяющая создать умный дом своими руками на Ардуино. Именно эта система позволяет воплотить любую творческую мысль в автоматизированный процесс.

Что такое Arduino

Arduino — это платформа для добавления и программирования электронных устройств, с типами управления: ручной, полуавтоматический и автоматический. Платформа представляет собой некий конструктор, с прописанными правилами взаимодействия элементов между собой. Система открытая, поэтому каждый заинтересованный производитель вносит лепту в развитие Arduino.

Функции стандартного умного дома:

  • сбор информации с помощью датчиков;
  • анализ данных и принятие решения, посредством программируемого микроконтроллера;
  • реализация принятых решений с помощью подаваемых команд, на различные подключенные в систему устройства.

Конструктор Arduino хорош тем, что в его системе можно использовать любые элементы умного дома, от разных производителей. Эта возможность позволяет платформе не быть ограниченной лишь одной экосистемой умного дома, а подбирать любые компоненты электроники, для реализации решения собственных задач.

Кроме огромного списка подключаемых в систему устройств, гибкости ей придает среда программирования C++. Пользователь может самостоятельно запрограммировать реакцию компонентов системы на возникающие события или воспользоваться уже созданной библиотекой.

Полезная информация! Arduino – итальянская компания, производящая и разрабатывающая компоненты ПО, для реальных и не сложных систем Smart Home, которые ориентированы на любого человека, заинтересовавшегося в этом вопросе. Архитектура полностью открыта, поэтому сторонние разработчики (преимущественно из Китая) уже успели полностью скопировать, и выпускают собственные альтернативные элементы системы, и ПО для них.

Научиться взаимодействовать с Ардуино можно двумя способами: методом самостоятельных проб и ошибок, или с помощью книги с комплектным набором для умного дома, которая расскажет о всех тонкостях работы в этой системе.

Набор умного дома Arduino

Проектирование умного дома Arduino

Умного дома «на все случаи жизни» не существует. Поэтому, его проектирование начинается с определения поставленных задач, выбора и размещения основного узла Arduino, а затем и остальных элементов. На конечном этапе связывается и дорабатывается функционал, с помощью программирования.

На базе Ардуино можно создать множество проектов, а затем скомпоновать их в единую систему. Среди таких:

  1. Контроль влажности в цоколе.
  2. Автоматическое включение конвекторов, при падении температуры в доме ниже допустимой в двух возможных вариантах – при наличии и отсутствии человека в комнате.
  3. Включение освещения на улице в сумерки.
  4. Отправка сообщений об изменениях каждого детектируемого состояния.

В качестве примера можно рассмотреть проектирование автоматики одноэтажного дома с двумя комнатами, подвальным помещением под хранение овощей. В комплекс входит семь зон: прихожая, душевая комната, кухня, крыльцо, спальня, столовая, подвал.

При составлении пошагового плана проектирования учитываем следующее:

  1. Крыльцо. При приближении владельца к дому ночью, включится освещение. Также следует учесть обратное – выходя из дома ночью, тоже надо включать освещение.
  2. Прихожая. При детектировании движения и в сумерки включать свет. В темное время необходимо, чтобы загорался приглушенный свет лампочки.
  3. Подвал на улице. При приближении хозяина, в темное время суток, должна загораться лампа возле дверцы подвала. Открывая дверь, загорается свет внутри, и выключается в том случае, когда человек покидает здание. При выходе, включается освещение на крыльце, а по мере отхождения от подвального помещения, выключается возле дверцы. В подвале установлен контроль влажности и при достижении критической температуры, включаются несколько вентиляторов для улучшения циркуляции воздуха.
  4. Душевая комната. В ней установлен бойлер. Если человек присутствует в доме, бойлер включает нагрев воды. Автоматика выключается, когда максимальная температура нагрева достигнута. При входе в туалет, включается вытяжка и свет.
  5. Кухня. Включение основного освещения ручное. При длительном отсутствии хозяина дома на кухне, свет выключается автоматически. Во время приготовления еды автоматически включается вытяжка.
  6. Столовая. Управление светом происходит по аналогии с кухней. Присутствуя на кухне, есть возможность дать голосовую команду ассистенту умной колонки, чтобы тот запустил музыку.
  7. Спальная комната. Включение освещение происходит вручную. Но есть автоматическое выключение, если в комнате долгое время отсутствует человек. Дополнительно, нужно выключать освещение по хлопку.

По всему дому расставлены конвекторы. Необходим автоматический контроль поддерживаемой температуры в доме в двух режимах: когда человек есть в доме и вовремя его отсутствия. В первом варианте, температура должна опускаться не ниже 20 градусов и подниматься не выше 22. Во втором, температура дома должна опускаться не ниже 12 градусов.

Проект готов, осталось заняться его реализацией.

Плюсы и минусы системы

Прежде чем подбирать компоненты и модули для создания автоматики в умном доме, следует уделить внимание как достоинствам, так и недостаткам системы.

Преимущества умного дома Arduino:

  1. Использование компонентов других производителей с контроллером Arduino.
  2. Создание собственных программ умного дома, так как исходных код проекта открыт.
  3. Язык программирования простой, мануалов в сети для него много, разобраться сможет даже начинающий.
  4. Простой проект делается за один час практики с помощью дефолтных библиотек, разработанных для: считывания сигналов кнопок, вывода информации на ЖК-дисплеи или семи сегментные индикаторы и так далее.
  5. Запитать, посылать команды и сообщения, программировать, или перенести готовые программные решения в Arduino, можно с помощью USB-кабеля.

Недостатки:

  1. Среда разработки Arduino IDE – это построенная на Java ппрограма, в которую входит: редактор кода, компилятор, передача прошивки в плату.
    По сравнению с современными решениями на 2019 год – это худшая среда разработки (в том виде, в котором она подается). Даже когда вы перейдете в другую среду разработки, IDE вам придется оставить для прошивки.
  2. Малое количество флэш-памяти для создания программ.
  3. Загрузчик нужно прошивать для каждого шилда микроконтроллера, чтобы закончить проект. Его размер – 2 Кб.
  4. Пустой проект занимает 466 байт на Arduino UNO и 666 байт в постоянной памяти платы Mega.
  5. Низкая частота процессора.

Модули и решения «умного дома» на Ардуино

Основным элементом умного дома является центральная плата микроконтроллера. Две и более соединенных между собой плат, отвечают за взаимодействие всех элементов системы.

Существует три основных микроконтроллера в системе:

  • Arduino UNO – средних размеров плата с собственным процессором и памятью. Основа — микроконтроллер ATmega328.  В наличии 14 цифровых входов/выходов (6 из них можно использовать как ШИМ выводы), 6 аналоговых входов, кварцевый резонатор 16 МГц, USB-порт (на некоторых платах USB-B), разъем для внутрисхемного программирования, кнопка RESET.
    Флэш-память – 32 Кб, оперативная память (SRAM) – 2 Кб, энергонезависимая память (EEPROM) – 1 Кб.
Arduino UNO
  • Arduino NANO – плата минимальных габаритов с микроконтроллером ATmega328. Отличие от UNO – компактность, за счет используемого типа контактных площадок – так называемого «гребня из ножек».

Arduino Nano
  • Arduino MEGA – больших размеров плата с микроконтроллером ATMega 2560. Тактовая частота 16 МГц (как и в UNO), цифровых пинов 54 вместо 14, а аналоговых 16, вместо 6. Флэш-память – 256 Кб, SRAM – 8 Кб, EEPROM – 4.

Arduino Mega

Arduino UNO – самая распространённая плата, так как с ней проще работать в плане монтажных работ. Плата NANO меньше в размерах и компактнее – это позволяет разместить ее в любом уголке умного дома. MEGA используется для сложных задач.

Сейчас на рынке представлено 3 поколение плат (R3) Ардуино. Обычно, при покупке платы, в комплект входит обучающий набор для собирания StarterKit, содержащий:

  1. Шаговый двигатель.
  2. Манипулятор управления.
  3. Электросхематическое реле SRD-05VDC-SL-C 5 В.
  4. Беспаечная плата для макета MB-102.
  5. Модуль с картой доступа и и двумя метками.
  6. Звуковой датчик LM393.
  7. Датчик с замером уровня жидкости.
  8. Два простейших устройства отображения цифровой информации.
  9. LCD-дисплей для вывода множества символов.
  10. LED-матрица ТС15-11GWA.
  11. Трехцветный RGB-модуль.
  12. Температурный датчик и измеритель влажности DHT11.
  13. Модуль риал тайм DS1302.
  14. Сервопривод SG-90.
  15. ИК-Пульт ДУ.
  16. Матрица клавиатуры на 16 кнопок.
  17. Микросхема 74HC595N сдвиговый регистр для получения дополнительных выходов.
  18. Основные небольшие компоненты электроники для составления схемы.

Можно найти и более укомплектованный набор для создания своими руками умного дома на Ардуино с нуля. А для реализации иного проекта, кроме элементов обучающего комплекта, понадобятся дополнительные вещи и модули.

Сенсоры и датчики

Чтобы контролировать температуру и влажность в доме и в подвальном помещении, потребуется датчик измерения температуры и влажности. В конструкторе умного дома это плата, соединяющая в себе датчики температуры, влажности и LCD дисплей для вывода данных.

Плата дополняется совместимыми датчиками движения или иными PIR-сенсорами, которые определяют присутствие или отсутствие человека в зоне действия, и привязывается через реле к освещению.

Датчик Arduino

Газовый датчик позволит быстро отреагировать на задымленность, углекислоту или утечку газа, и позволит при подключении к схеме, автоматически включить вытяжку.

Газовый датчик Arduino

Реле

Компонент схемы «Реле» соединяет друг с другом электрические цепи с разными параметрами. Реле включает и выключает внешние устройства с помощью размыкания и замыкания электрической цепи, в которой они находятся. С помощью данного модуля, управление освещением происходит также, если бы человек стоял и самостоятельно переключал тумблер.

Реле Arduino

Светодиоды могут указывать состояние, в котором реле находится в данным момент времени. Например, красный – освещение выключено, зеленый – освещение есть. Схема подключение к лампе выглядит так.

Для более крупного проекта лучше применять шину реле, например, восьмиканальный модуль реле 5V.

Контроллер

В качестве контроллера выступает плата Arduino UNO. Для монтажа необходимо знать:

  • описание элементов;
  • распиновку платы;
  • принципиальную схему работы платы;
  • распиновку микроконтролеера ATMega 328.

Программная настройка

Программирование подключенных элементов Ардуино происходит в редакторе IDE. Скачать его можно с официального сайта. Для программирования можно использовать готовые библиотеки.

Или воспользоваться готовым скетч решением Ardublock – графический язык программирования, встраиваемый в IDE. По сути, вам нужно только скачать и установить ПО, а затем использовать блоки для создания схемы.

Дистанционное управление «умным» домом

Для подключения платы к интернету, понадобится:

  • Wi-Fi-адаптер, настроенный на прием и передачу сигнала через маршрутизатор;
  • или подключенный через Ethernet кабель Wi-Fi роутер.

Также, есть вариант дистанционного управления по блютуз. Соответственно, к плате должен быть подключен Bluetooth модуль.

Есть несколько вариантов управления умным домом Arduino: с помощью приложения для смартфона или через веб. Рассмотрим каждое подробнее.

Приложения управления

Так как данная система-конструктор – не закрытая экосистема, то и приложений, реализованных для нее очень много. Они отличаются друг от друга не только интерфейсом, но и выполнением различных задач.

Blynk

Приложение на андроид и iOS с отличным дизайном, позволяет разрабатывать проекты, имеющие напрямую доступ к триггеру событий, на плате Ардуино. Но для работы приложения нужно интернет подключение, иначе взаимодействовать с ним не возможно.

Virtuino

Крутое бесплатное приложение на Android, позволяющее совмещать проекты в одно целое и управлять с помощью Wi-Fi или Bluetooth сразу несколькими платами.

Разрешает создавать визуальные интерфейсы для светодиодов, переключателей, счетчиков, приборов аналоговой схематехники. В нем есть учебные материалы и библиотека знаний о процессе работы с системой.

Bluino Loader – Arduino IDE

Приложение для телефона, представляет собой программную среду для кодирования Arduino. С его помощью можно быстро и легко скомпилировать код в файл, а затем отправить по OTG-переходнику на плату.

Arduino Bluetooth Control

Приложение контролирует контакты Arduino и управляет основными функциями по Блютузу. Но, программа не направлена на удаленное управление, только мониторинг.

RemoteXY: Arduino Control

С помощью приложения пользователь может создать свой собственный интерфейс управления платой. Подключение происходит с помощью Wi-Fi, Блютуз или интернет, через облачный сервер.

Bluetooth Controller 8 Lamp

Созданное с помощью Bluetooth-модулей HC-05, HC-06 и HC-07 приложение, обеспечивает восьмиканальный контроль. Таким способом достигается контроль и регулирование работы Ардуино, в соответствии с каждым из 8 светодиодов.

BT Voice Control for Arduino

Приложение специально заточено под дистанционное управление данными с ультразвукового датчика, подключенного по блютуз через Arduino. Реализуется подключения через модуль HC-05.

Подключившись, ультразвуковой датчик сможет передавать информацию о расстоянии до объекта, которая отобразится в интерфейсе приложения на телефоне.

IoT Wi-Fi контроллер

Приложение с интерфейсом, информирующем о конфигурации каждого входа/выхода в плате Arduino. В утилите можно переключать в реальном времени GPIO и показывать значение АЦП.

Веб-клиент

Управлять удаленно платой умного дома можно, разместив получение и обработку данных умного дома на веб-сервере. Естественно, сервер для умного дома Ардуино нужно создавать самостоятельно.

Для этих целей понадобится Arduino Ethernet Shield – сетевое расширение для пинов Ардуино Уно, позволяющее добавить разъем RJ-45 для подключения к сети.

При удаленном подключении, необходимо обеспечить внешнее питание платы не от USB.

Затем, подключите по USB плату к компьютеру, а по Ethernet плату к роутеру, которой раздает интернет компьютеру. При правильном установлении соединения, вы увидите зеленый свечение на порту.

После этого, нужно использовать библиотеки шилдов Ethernet и в среде разработки IDE написать код для создания сервера и отправки данных на сервер. Пример самодельного сервера неплохо описан в данной инструкции.

Уведомления по SMS

С помощью подключаемой библиотеки GSM в Arduino IDE можно:

  1. Работать с голосовыми вызовами.
  2. Получать и отправлять СМС.
  3. Подключаться к Интернету через GPRS.

Работает схема через специальную плату расширения GSM, содержащую специальный модем.

О создании универсальной сигнализации на Arduino, с отправкой СМС уведомления на смартфон можно узнать из соответствующей видеоинструкции.

Обучение азов Arduino

С помощью приложения «Справочник по Arduino 2» можно в течении двух недель освоить материал. Приложение полностью автономно и не требует подключение к интернету. В нем описана такая информация: функции, данные, операторы, библиотеки Arduino.

После освоения азов, можно посетить ресурс Habrahabr, на котором собраны 100 уроков по программированию на Arduino.

Тем, кто привык черпать знания из книг, станет замечательным пособием для теории и практики «Джереми Блум: изучаем Arduino».

Самый популярный учебник по Arduino

В книге приведены основные сведения об аппаратном и программном обеспечении Ардуино. Рассказаны принципы программирования в среде Arduino IDE. Автор книги учит анализу электрических схем и чтению технических заданий. Информация из книги поможет в дальнейшем определится с выбором подходящих деталей для создания умного дома.

Автор приводит примеры работы электродвигателей, датчиков, индикаторов, сервоприводов, всевозможных интерфейсов передачи данных. Книга содержит иллюстрированные комплектующие, монтажные схемы и листинги программ. Самое главное, комплектующие для практики, с которыми работает автор – не дорогой, не сложный и популярный материал для экспериментальных сборок в домашних условиях.

Видео по теме

Отличным решением для заинтересовавшихся в теме, станет видео для начинающих. В нем описаны основные элементы платы, зачем они используются, а также рассказаны основы программирования в среде Arduino IDE.

Здесь вы узнаете, какие проекты умного дома на базе Ардуино уже созданы, и используются разработчиками в свое удовольствие.

Проекты умного дома — структура, примеры, своими руками

Проект умного дома представляет собой комплекс электронных устройств, установленный по всему помещению, который исполняет централизованное управление инженерными системами. К инженерным системам относятся канализация, аудио- и видеотехника, газопровод и прочее техническое оснащение квартиры. В этой статье мы рассмотрим общие вопросы при создании умного дома, обзор  типовых решений и примеры проектов, которые можно выполнить своими руками.

Типовая структура проекта Умного дома

Система умный дом должна базироваться на следующих принципах:

  • сбалансированное функционирование всего оборудования;
  • фиксирование всех событий с детальным отчетом и указанием рабочего прибора;
  • постоянное отслеживание работы и состояния всего оборудование;
  • незамедлительное оповещение хозяина о наступлении аварийной ситуации;
  • быстрое реагирование на событие и анализ ситуации;
  • предупреждение, предотвращение и ликвидация аварийных случаев;
  • простота и удобство управления.

Структура умного дома включает в себя климат-контроль, освещение и электричество, безопасность, систему мультимедиа, погоду и полив растений. Для реализации каждого пункта требуется свой набор датчиков и других компонентов.

В состав умного дома входят устройства, которыми нужно управлять (датчики, видеокамеры, интеллектуальные розетки), и приборы, которые производят управление (пульты ДУ, системы связи).

Система умный дом имеет свои преимущества:

  • экономия времени на настройку и проведение различных операций;
  • экономия электроэнергии, воды, газа;
  • настройка микроклимата положительно скажется на здоровье – в системе можно запрограммировать уменьшение температуры ночью, что способствует скорейшему засыпанию;
  • оповещение хозяина о наступлении какого-либо события;
  • простота управления – доступ можно осуществлять через приложения на телефоне или планшете;
  • быстрое реагирование на аварийную ситуацию и возможность ее предотвратить;
  • возможность программирования уникальных сценариев.

Умный дом не лишен недостатков. Один из основных минусов – это высокая стоимость всего оборудования, его монтажа, содержания и обслуживания. Время окупаемости может быть длительным, особенно при поломке оборудования.

Проекты умного дома своими руками

Интеллектуальную систему можно собрать своими руками. Все оборудование и программы управления можно приобрести в магазинах.

Планируя проект, нужно обратить внимание на следующие пункты:

  • Пользователь. Нужно продумать, как с системой будут обращаться обычные люди. Она должна быть простой, чтобы пользователю не пришлось долго думать, куда нажать и что сделать для совершения операции.
  • Выбор технологии. Можно сделать беспроводную, проводную или комбинированную систему. Если будет проводная или комбинированная, следует заранее продумать, где будут размещаться кабели, куда помещать элементы автоматизации и розетки. В беспроводной системе нужно решить, где закрепить датчики и приемники, куда поставить повторители сигналов.
  • Исполнитель. Кто будет заниматься организацией и поддержкой системы – сам человек или фирма.
  • Автономность. Заранее продумывается функционал и возможности интеллектуального жилища. Нужно также заранее предусмотреть работу системы при отсутствии интенет соединения.
  • Ядро, управляющее системой. Нужно решить, какое устройство будет подавать команды, принимать сигналы и анализировать полученные данные.
  • Размещение ядра комплекса. Оно должно находиться в проветриваемом помещении (например, кладовка или шкаф).
  • Расходы. Сюда относятся как финансовые, так и энергетические затраты.

Разные системы нуждаются в наличии устройства с заранее установленными программами. В качестве такого прибора может выступать компьютер, планшет или телефон.

Выполнение проекта требует понимания и знания основ работы, конфигурации, особенностей комплекса. Перед началом разрабатывается схема умного дома со всеми точками монтажа, способов объединения, контроля.

Для сборки системы можно приобрести готовый набор, в котором будет все необходимое оборудование и инструкция по сборке. Недостатки наборов из коробки – сильно завышенная стоимость, закрытые типы протоколов и систем и отсутствие возможности внесения изменений в систему. Собирая систему своими руками, можно на чем-то сэкономить, но для разработки нужно обладать серьезными знаниями и умениями в области электрики, принципов организации автоматизации, программирования. Также возникает сложность в синхронизации и объединении гаджетов от разных фирм. Придется либо выбирать продукцию от одного изготовителя, либо управлять каждым устройством отдельно.

Состав комплекса напрямую зависит от того, в каком типе помещения он используется. Для частных домов и коттеджей актуальны отопительные системы, водоснабжение, электроснабжение, работающие в автономном режиме. В квартире функции упрощаются из-за подключения к централизованным сетям – здесь достаточно своевременно включать и отключать систему. С увеличением площади и автономности жилища возрастает и количество задействованных механизмов. Чем меньше жилье зависит от централизованной системы, тем больше ресурсов нужно потратить для создания комплекса управления. Также в большом помещении потребуются проводные линии, в то время как в небольшой квартире работу можно осуществлять по радиоканалу.

Процесс монтажа системы умный дом следующий:

  • проектирование каждого участка, который будет оснащен интеллектуальными приборами;
  • анализ выбранных подсистем;
  • изучение возможности установки умных систем;
  • приобретение нужного оборудования;
  • прокладка кабелей;
  • монтаж датчиков контроля;
  • подключение и установка исполнительных компонентов;
  • подключение всех составляющих к плате процессора.

Важно!

Выполнять монтажные работы с электросетью 220 Вольт должен высококвалифицированный мастер с опытом работы. В ином случае есть иск возгорания или поражения электрическим током. Работа должна проводиться с соблюдением техники безопасности.

Когда монтаж заканчивается, производится тестовый пуск системы. Во время проверки проводятся различные ситуации – резкое охлаждение или перегрев помещение, срабатывание пожарных, охранных датчиков, искусственное увеличение или уменьшение освещенности. При неудаче ищется ошибка и исправляется.

Затем начинается отладка системы. Прописываются нужные сценарии, задаются основные параметры работы, выбирается способ управления.

Самый сложный этап – программирование умного дома. Если система коробочная, проблем не возникнет, так как есть программа с прописанными сценариями, которые остается только подстроить под себя. В остальных случаях придется самостоятельно разрабатывать программное обеспечение. Существуют рабочие модули, которые можно скачать в интернете, но их придется переделывать и настраивать под свое оборудование.

Рекомендуется начинать установку с самых простых функций, так как всю многоуровневую систему с первого раза спроектировать не получится. Затем можно постепенно выполнять более сложные операции.

Обдумывая возможность установки умного дома, возникает вопрос – выгодна ли такая система. Интеллектуальные технологии делают жизнь не только простой и комфортной, но и безопасной. С умным домом можно не беспокоиться о не выключенной розетке или работающей плите. Через панель управления можно прописать сценарии работы приборов и их расписание. Охранные и противопожарные системы всегда уведомят хозяина и соответствующие службы по возникновении аварийного случая. Особое внимание уделяется климатической системе. Оптимальные температуры сделают жизнь не только комфортной, но и здоровой и экономичной. Впустую тепло расходоваться не будет, что приведет к существенной экономии финансов.

ТОП 5 необычных проектов

Реализация проектов невозможна без умных устройств. Они могут выполнять не только свои классические задачи, но и делать дополнительную работу.

Домофон Belle

Домофон Belle

Умный домофон может записывать видео в формате HD 24 часа в сутки. Он ведет ночную съемку, может фиксировать посетителей и сообщать хозяевам о приходе гостей.  Даже если дома никого нет, домофон передаст сообщение и покажет трансляцию происходящего в доме.

Важной отличительной особенностью прибора является возможность посетителя совершить звонок владельцам дома. Если они не смогут ответить, с посетителем пообщается встроенный голосовой помощник. Гаджет может записать видеообращение, также он запоминает частых гостей.

Зеркало Mirror

От обычных зеркал Mirror отличается встроенным в него фитнес тренером. Стоит включить прибор, и помещение становится спортивным виртуальным залом. На дисплее зеркала появляется картинка виртуального тренера, который вместе с человеком выполняет тренировку, показывает правильность выполнения упражнений и дает советы. В выключенном состоянии устройство является обычным зеркалом.

В зеркале записано более 50 видов различных спортивных упражнений. Есть программы бокса, йоги, растяжки, фитнеса. С учетом индивидуальных особенностей человека и его предпочтений подбирается оптимальная программа тренировок.

Дополнительно зеркало может следить за состоянием здоровья. Для этого гаджет синхронизируется с фитнес браслетом или другим устройством, считывает информацию и выдает полученные данные на экране.

Интеллектуальный будильник Xiao AI Smart Alarm Clock

Интеллектуальный будильник

Будильник от Xiaomi является полноценным гаджетом для сна и домашних дел. В нем установлен голосовой ассистент, но он различает только китайский язык. Помощник может оповещать о важных событиях, сообщать прогноз погоды, управлять другими бытовыми приборами. Работает прибор через приложение Mijia.

Отличительной чертой интеллектуального будильника является возможность убаюкивать человека на ночь. В памяти устройства записаны различные успокаивающие звуки, способствующие быстрому засыпанию. Чтобы разбудить хозяина, по умолчанию установлен режим нарастания громкости, чтобы пробуждение происходило плавно. Время подъема и смена режима производятся в приложении.

Перерабатывающее устройство Zera Food Recycler

Zera Food Recycler

Прибор для утилизации бытовых отходов делает жизнь не только комфортнее, но и безопаснее для окружающей среды. Устройство представляет собой визуально привлекательный белый контейнер размерами меньше, чем посудомоечная машина.

Принцип работы следующие – пищевые отходы укладываются в утилизатор через отверстие, которое потом закрывается крышкой. Мусор попадает в смешивающую камеру, где он перемешивается и измельчается. После этого отходы отправляются в камеру переработки, где они обрабатываются специальным составом. Эта смесь способствует быстрому разложению отходов. В итоге получается экологически чистое готовое удобрение, которое можно использовать в огороде. Полный рабочий цикл агрегат проходит за сутки.

Работает через приложение, в котором пользователь может запускать прибор, получать уведомление об окончании цикла, уточнять статус переработки.

Подобные устройства помогают разгрузить полигоны, сэкономить на транспортировке мусора и значительно улучшить экологическую ситуацию конкретного места.

Метеостанция Netatmo

Метеостанция Netatmo

Это гаджет имеет целый спектр различных задач. Он может определять качество воздуха, замерять его состав, в режиме реального времени выдавать метеорологическую сводку о состоянии окружающей среды в доме и за его пределами. В станцию встроены барометр, термометр, гигрометр. Прибор также умеет определять уровень шума.

Подключение беспроводное. В основном режиме метеостанция не взаимодействует со смартфоном или компьютером, она напрямую подключается к интернету и предает показания на сервер фирмы. Приложения получают информацию с этого сервера и выводят их на экран владельца. Есть возможность посмотреть, что показывают другие устройства рядом с пользователем.

Сравнение Умного Дома на Arduino и на готовом решении

«Умный дом», как интересно и необычно звучит данный термин. В современной жизни у человека все чаще появляется желание сделать свой быт все более технологичным. Одним из решений данной потребности становится установка системы, которая автоматически управляет и контролирует большую часть процессов, протекающих в доме. Разнообразные датчики, контроллеры и устройства, которые на основе полученных данных выполняют какую-либо функцию — и есть Умный Дом.

В настоящее время на рынке услуг представлены такие системы умного дома, которые смогли бы существенно упростить некоторые повседневные мелочи и не только. Если появилось желание превратить свой дом в умный, то для этого есть несколько способов. В данный момент можно выделить 2 основных варианта. Это умный дом на системе Arduino и готовое решение умного дома.

На первый взгляд совершенно не понятно в чем же разница между ними и почему одно из решений готовое, а второе нет. Нужно разобраться. Чтобы стала видна разница, нужно сначала понять, что же каждый из них собой представляет. А потом на основе полученной информации можно сделать для себя выбор, какой же умный дом для себя хотите Вы. Прежде чем выявить сильные и слабые стороны каждого из них, стоит остановить на том, какие базовые задачи должен выполнять УД:

  • Система включения и выключения световых приборов. В идеале, не просто включать и выключать свет по клику пульта или сигналу смартфона, а реагировать на присутствие человека.
  • Система температурного контроля. УД должен на основе сигналов датчиков, которые измеряют температуру, автоматически «понимать», что в доме слишком жарко или холодно.
  • Отслеживания состояние погоды. В случае, если за окном пошел снег или дождь, то система должна автоматически уменьшить время сна — изменив время будильника. Ведь во время дождя человек пробуждается и собирается медленнее, чем обычно.
  • Контроль за дверями.
  • Контроль разнообразных утечек. В случае прорыва одной из труб система сама отправит уведомление владельцу, а также может вызвать необходимы службы.

 

Система Arduino

Arduino представляет собой компактный электронный конструктор, который имеет в себе понятную программную среду. С его помощью можно запрограммировать только те функции для дома, которые нужны. Либо установить датчики только туда, где они требуются. Любая из систем контроля на Arduino – это только то, что устанавливается, настраивается и программируется самостоятельно, а значит служит простой и понятной цели. Нет ненужных или лишних «фишек». Система универсальна, может взаимодействовать с большим количеством устройств. В том числе и с компьютером.

Плюсы

  • Чтобы перенести написанную программу не потребуется специальный программатор, все переноситься с помощь распространённого и знакомого USB.
  • Исходный код открыт. Открытый код позволяет пользователям напрямую управлять всеми системами дома.
  • Любой желающий может «вписать» в код свои личные (самодельные программы).
  • Универсальность. Нет четкого плана или инструкции о том, каким должен быть УД, это значит, что ничего не ограничивает в установке датчиков на кухне или в спальне. Но не в ванной или прихожей. Пользователь сам решает, что, где и как ему устанавливать.
  • Доступность. Из-за того, что каждый из датчиков или устройств, которые будут использоваться выбирается лично и по мере необходимости, это дает возможность существенно сэкономить при превращении своего дома в умный.

Минусы

  1. Хоть система и является открытой, для ее освоения и применения необходимы знания из некоторых специфических сфер, таких как ремонт, электроника и программирование.
  2. Сложность в непосредственной настройке Arduino, так как она работает только с некоторыми видами операционных систем.
  3. Необходимо потратить большое кол-во времени на реализацию своего проекта.

 

Умный дом на основе готового решения

Многие производители предлагают установить свою систему УД в вашу квартиру или особняк еще на этапе ремонта. 

Компания лучше знает, что и куда установить, имеет опыт в обслуживании своих систем. Также специалисты из выбранной фирмы всегда подскажут какие функции лучше иметь, а от каких можно отказаться.

Плюсы

  • Широкие возможности в управлении. Лицензированные программы на смартфон, с помощью которых можно управлять функциями дома вне помещения.
  • Универсальность оборудования. Один датчик, например, света, может также быть и датчиком температуры и движения.
  • Минимальный риск. Все риски, связанные с установкой и эксплуатацией, берет на себя компания – установщик.
  • Удобство в установке. Необходимо только согласовать проект и время интеграции – компания все сделает сама.

Минусы

  • Довольно высокая цена, из-за которой такие системы не доступны широкому потребителю. Кроме решения от BroadLink, цена данного производителя вполне приемлемая.
  • Так как умные дома устанавливают не так часто, то вызывает опасение профессионализм компании, у которой заказана установка.

Как уже стало понятно, если большое количество за и против при выборе определенной системы умного дома, но сравнив их более детально Вы сможете сделать для себя правильный выбор, который в дальнейшем вас не разочарует.

с чего начать и когда проектировать самостоятельно

Перед тем, как сделать проект умного дома, необходимо тщательно взвесить свои технические навыки и финансовые возможности. Система контроля безопасности, микроклимата и управления бытовыми приборами рассчитана на десятки лет эксплуатации. Ошибки, допущенные при планировке размещения составляющих, влекут трудоемкую переделку и дополнительные затраты. В большинстве случаев, целесообразно воспользоваться услугами профессиональных инженеров. Однако при определенных условиях спроектировать и создать умный дом возможно самостоятельно.

Когда начать проектировать системы умного дома

Проект по технологии умный дом – залог комфорта и безупречной работы далеко не дешевого оборудования. В идеальном варианте, к планировке необходимо приступать до проведения капитального ремонта или в процессе строительства частного дома. Создание умного дома подразумевает дополнительную электропроводку, размещение датчиков, выключателей и исполнительных устройств, что вызывает необходимость в строительных работах.

Почему лучше внедрять в проект до ремонта

В процессе создания умного дома приходится сталкиваться с массой проблем, таких как:

  • Частичная или полная замена электропроводки.
  • Внесение изменений в системы тепло- и водоснабжения.
  • Модернизация окон и дверей и пр.

Подобные изменения при сделанном  ремонте в лучшем случае негативно отразятся на внешнем облике жилища, а в худшем – потребуют капитального обновления помещений.

Работы, связанные с размещением элементов умного дома, требуют определенного времени. Что также отрицательно сказывается на комфорте жильцов.

Беспроводный вариант несколько упрощает процесс. Однако и он нуждается в монтаже дополнительной электропроводки и установки дополнительных элементов.

В новой квартире

Внедрение системы умного дома в квартире и частном доме имеет ряд отличий, которые затрагивают архитектурно-строительные и эксплуатационные особенности форм жилой недвижимости.

Помещения в многоквартирных зданиях взаимосвязаны друг с другом, как стенами, так и инженерными коммуникациями. Прорыв водопровода или короткое замыкание в одной из квартир грозит неприятностями жильцам всего дома, что при проектировании системы умного дома требует введения соответствующих модулей безопасности, таких как:

При централизованном отоплении, кондиционировании, вентиляции функция климат-контроля ы «умной квартире» теряет целесообразность. В то же время возникает необходимость в резервных источниках электропитания и теплоснабжения, что связано с соответствующими трудностями и дополнительными расходами.

«Умная квартира» не нуждается в массовом размещении камер видеонаблюдения. Достаточно видеоглазка или одной видеокамеры, расположенной на лестничной площадке.

В частном доме

Частный «умный дом» предполагает более широкие возможности, однако требует большее число датчиков и модулей. Системы безопасности подразумевают охват большего, чем в квартире пространства. К открыванию входных дверей прибавляется контроль въездных и гаражных ворот. В отличие от квартир, создание резервных источников питания в частных домовладениях не создают проблем и не вызывают нареканий со стороны коммунальных служб.

Практически любой бытовой электроприбор превращается в «умный» путем его сопряжения с соответствующим шлюзом.

Проблемы внедрения систем в обжитом помещении

Строительство умных домов в обжитом помещении затруднено существующими коммуникациями и предметами интерьера. Если перемещение мебели не считается серьезной проблемой, то прокладка новых электрокабелей, установка кондиционеров и обогревателей превратит обжитое помещение в стройку и в дальнейшем сведется к очередному капитальному ремонту.

Схемы и эскизы для внедрения системы самостоятельно

Когда начинают проектировать умный дом, прежде всего, замеряют помещения и придомовую территорию, на которую будет распространяться контроль системы (Рис. 1).

Рис. 1

На данном этапе можно воспользоваться планом, закрепленном в документации на недвижимость. В случае предполагаемой перепланировки в схеме делаются соответствующие пометки.

Затем составляется план помещения с нанесением мебели и предметов интерьера (Рис. 2).

Рис. 2

На следующем плане отмечается расположение выключателей, розеток и осветительных приборов (Рис. 3).

Рис. 3

Одним из важных пунктов проектирования умного дома является планировка кабельных трасс (Рис. 4).

Рис. 4

Проект завершается расчетом щитов и шкафов, содержащих элементы питания и управления.

При проектировании разводки, необходимо тщательно рассчитать предполагаемую мощность электроприборов и сделать ее с двадцатипроцентным запасом.

Что учесть перед монтажом: рекомендации инженеров

Прежде чем создавать умный дом в новой квартире, необходимо определиться в его целесообразности и учесть возможности, как собственные, так и диктуемые окружающей обстановкой. Перед проектированием рассматриваются следующие вопросы:

  1. Тип системы. Проводная или беспроводная. Первая целесообразна, если жилье находится в стадии ремонта или строительства. Вторая рекомендуется, когда «умный дом» внедряется в уже обжитом помещении. По сравнению с проводным вариантом инсталляция беспроводной системы не требует много времени и не нарушает целостности существующего ремонта.
  2. Сетевой протокол. Седи существующих на рынке технологий, наиболее популярными считаются: Wi-Fi, Bluetooth Low Energy Thread, ZigBee, Z-Wave. Немаловажное значение имеет защищенность. На основании протокола подбирается соответствующий хаб (контроллер), датчики и исполнительные устройства.
  3. Пользователи. В системах «умный дом» используются новейшие технологии, которые в понимании доступны далеко не каждому. При внедрении системы необходимо учесть, что в числе пользователей окажутся гости или люди, мало сведущие в последних достижениях научной жизни. Желательно, чтобы дистанционное управление дублировалось стандартными выключателями и привычными для большинства системами управлениями.
  4. Возможности. Обязательным условием создания умного дома является оптимальный расчет его возможностей, т. е. количество управляемых устройств и сложность функций. Управление может сводиться к банальному включению и отключению освещения и бытовых приборов, либо усложняться контролем микро-климата, переключением каналов телевизора, программированием активации тех или иных девайсов. Недостаточное количество функций, в дальнейшем требует дополнительных работ и расходов. Слишком навороченные системы используются частично, что в результате оказывается бесполезным вложением средств.

Одним из важнейших пунктов, с чего начать создание автоматизацию жилища, является составление поэтапного плана. На его основании оценивается масштаб работ, подвергается мониторингу существующая электропроводка и другие коммуникации. Планировка позволяет избежать ошибок с функциональностью оборудования и размещением контролируемых устройств.

Главные отличия проводной системы от беспроводной

О достоинствах и недостатках проводных и беспроводных систем «Умного дома» можно судить по данным, представленным в таблицах №1 и №2.

Таб. №1.

Проводные
ПлюсыМинусы
Не ограничены по дальностиТрудоемкий монтаж
Высокая скорость обратной связи
Высокая пропускная способность
Защищенность от взлома

Таб. №2.

Беспроводные
ПлюсыМинусы
Мобильность, возможность расширения без нарушения существующего ремонтаОграниченность функционала
Небольшая дальность связи между контролирующими и исполнительными устройствами
Высокий риск вмешательства извне
Затруднения с подбором совместимых устройств.

Несмотря на недостатки, беспроводный вариант пользуется большей популярностью, особенно в квартирном исполнении. Благодаря совершенствованию технологий, его минусы постепенно сводятся на нет.

Причины внедрять готовые системы

Умный дом может быть создан компоновкой отдельных элементов, либо с помощью готовой системы. Первый вариант обойдется сравнительно недорого, однако самостоятельный подбор деталей может вызвать проблемы с их сопряжением.

Готовая система, хотя и окажется дороже, избавит от поиска совместимых устройств и ошибок, связанных с их соединением. При полной комплектации, единственной заботой пользователя остается разводка кабелей. Соединение устройств и организация питания.

Из представленных на рынке готовых систем умного дома наиболее популярными считаются:

  • Xiaomi Smart Home Suite. Простейший вариант. Состоит из хаба, контроллера, датчиков движения и универсальной кнопки. Работает с устройствами Xiaomi, совместима с девайсами других производителей.

  • Google Home. Полная версия умного дома, где главная роль отводится смарт-колонке. Для управления исполнительными применяются гаджеты, пульт и голосовые команды.

  • Arduino. Заинтересует любителей покопаться в электронике и поэкспериментировать. Представлена своеобразным конструктором, предполагающим создание различных вариантов умного дома.
  • Яндекс.

Причины не экономить

С популяризацией умного дома, на рынке появляются новые системы известных производителей, а также оборудование, изготовленное «кустарным» способом. В первом случае, гарантией работоспособности устройств является имя компании, которая учла все возможные нюансы. При желании сэкономить, приобретая систему сомнительного происхождения, возможны проблемы с работоспособностью отдельных элементов, сложности с подключением и совместимостью устройств, что в конечном счете выльется в переплату.

Галерея Готовых «умных домов»: 10 фото

DIY. Умный дом своими руками

Мы продолжаем цикл статей, которые помогут вам сделать выбор относительно того, каким образом вы хотите построить свой Умный дом. Если вы не совсем понимаете о чем речь, то советуем вам ознакомиться с первой статьей цикла, которая описывает наш взгляд на концепцию Умного дома. Что касается вариантов, из которых можно выбрать, то мы подробно разобрали самые популярные варианты создания умного дома в отдельной статье. А если вы все это уже читали, то тогда добро пожаловать в дивный новый мир самостоятельного создания собственных устройств для Умного дома, ведь DIY расшифровывается как «Do It Yourself», что в переводе означает «Сделай это сам».

Сама концепция DIY являет собой создание чего-то нового, ранее не существующего. С этого начинаются стартапы и новые, революционные продукты. С идеи, которая впоследствии воплощается в реально работающее устройство.

В разрезе Умного дома — это не только электронные компоненты, это напечатанные на 3D принтере детали и механизмы и многое другое. Причем даже если вы умеете работать только с деревом или металлом, то ничто не мешает вам придумать устройство для своего дома и сделать его в дальнейшем умным. Все довольно просто и чаще всего требуется просто собрать устройство по инструкции, и по ней же сделать определенные шаги по настройке. В целом это означает, что вам необходимо базовое умение так или иначе обращаться с паяльником (хотя и это не всегда необходимо) и обладать хотя бы минимальными навыками программирования (ну или просто понимать, как залить прошивку в контроллер, опять же — по инструкции).

А так как компоненты стоят феерически дешево, то конечная стоимость готового устройства получается настолько низкой, что если сравнивать с готовыми решениями — это окупает временные затраты (если вы конечно действительно получаете кайф от «ковыряния с железками»).

С учетом сложившейся практики, одними из самых популярных направлений DIY в сфере Умный дом, являются всего два:

Образовательный комплект СМАЙЛ Интернет вещей для умного дома на основе Arduino

«Умный дом», как хороший дворецкий, должен сам контролировать микроклимат в доме с помощью датчиков и отдавать приказания исполнительным механизмам.

С появлением интернета вещей, отношения «умного дома» с владельцем переходят на новый уровень — теперь контроллер, управляющий жилищем, может в любой момент связаться с хозяином и получить от него новое задание.

Электронный конструктор предлагает возможность построить и отладить технические решения системы с одним из двух микроконтроллеров: Arduino MEGA 2560 с подключенным модулем GSM/GPRS или контроллером NodeMCU ESP8266 со встроенным модулем связи Wi-Fi.

В основу этого конструктора положена книга «Создание Умного дома на базе Arduino».

Вариант с Arduino удобно использовать в качестве тревожной сигнализации — при попытке проникновения в дом незнакомого человека «умный дом» отправит заранее подготовленное СМС-сообщение на телефоны ОВД или частной охранной службы.

Одновременно на ваш телефон придёт информация о происшествии.

Нетрудно настроить сигнализацию и на другие события — например, в случае срабатывания датчиков огня и дыма «умный дом» может вызвать пожарную команду.

Связь по Wi-Fi с микроконтроллером NodeMCU ESP8266 удобно использовать для управления разнообразными службами дома – в ответ на информацию о состоянии датчиков в доме вы можете тут же отправить команды включения исполнительных механизмов.

Специальное приложение IoT Manager для Android или iOS позволит вам управлять своим домом с экрана смартфона из соседней комнаты или с другого континента.

Взаимодействовать с техникой будущего и разрабатывать новые способы применения интернета вещей научит вас этот конструктор – в нем есть все, что нужно для творчества.

Вас ждет новый мир – мир разумных устройств и бесконечных возможностей новой глобальной сети!

Комплектация:

Наименование Колич.
1 Книга «Создание Умного Дома на базе Arduinо» 1
2 Плата контроллера совместимого с Arduino MEGA R3 2560 1
3 NodeMCU v3 Lua WI-FI ESP8266 Ch440 1
4 Модуль GSM/GPRS SIM800L MicroSIM с антенной 1
5 ИК-пульт ДУ с ИК-приёмником в комплекте 1
6 Дисплей NOKIA 5110 1
7 Модуль считывателя RFID-меток RC522 (13,56 МГц) 1
8 Модуль часов реального времени DS3231 1
9 Батарея питания CR2032 для модуля RTC (литиевая 3 В) 1
10 Датчик температуры RI002 в водонепроницаемом корпусе 1
11 Датчик влажности и температуры DHT22 1
12 Модуль датчика влажности почвы 1
13 Модуль датчика воды и глубины погружения 1
14 Модуль датчика газа MQ-2 (пропан, метан, бутан, дым, водород) 1
15 Модуль датчика газа MQ-7 (угарный газ) 1
16 Модуль датчика огня 1
17 Модуль датчика присутствия HC-SR501 1
18 Модуль реле 4 канала (220 В; 10 А). Управление 5 В 2
19 Модуль DC-DC преобразователя (LM2596) 1
20 Сетевой блок питания (12 В; 2 А) 1
21 Беспаечная макетная плата BB-102 3
22 Динамик 8 Ом 1
23 Кабель Dupont MM (папа-папа). 40 разноцветных жил 2
24 Кабель Dupont FF (мама-мама). 40 разноцветных жил 2
25 Кабель Dupont FM (мама-папа). 40 разноцветных жил 2
26 Кабель USB — USB-B 1
27 Кабель USB — MicroUSB 1
28 Микросхема CD4051 (расширитель аналоговых входов — мультиплексор) 1
29 Микросхема MCP23017 (расширитель портов) 1
30 Резистор 150 Ом 10
31 Резистор 220 Ом 10
32 Резистор 500 Ом 5
33 Резистор 4,7 кОм 5
34 Светодиод красный 10
35 Транзистор BC639 (N-P-N) 1
36 Мембранный вакуумный насос — помпа (12 В) 1

 

Умный дом на ардуино мега 2560. Умный дом на Аrduino своими руками. Управление через BT модуль

История создания проекта для автоматизированных систем и робототехники Arduino берет начало с 2005 года. Тогда в итальянском институте студент Эрнандо Барраган создал платформу c аппаратно-программной частью, которая впоследствии стала основой для этого проекта. На данный момент платформа Arduino пользуется невероятным успехом. Сейчас с ее помощью создаются автоматизированные системы, которые используются на различных этапах производства.

Что такое и как иметь умный дом?

Это легко, просто и для всей семьи. Домашние хозяйства или умные дома используют новые технологии, чтобы сделать дом более здоровым, комфортным, безопасным и устойчивым. Благодаря сети приборов и систем, дом позволяет дистанционно управлять отоплением и кондиционированием воздуха, а также дистанционным управлением приборами, экономя энергию.

Стоит ли устанавливать солнечные батареи дома? Да, но правительство делает это очень сложно

Подобно винограду в канун Нового года, увеличение вектора света стало новогодней традицией. Именно поэтому вкладчики всегда ищут альтернативы, в том числе для производства энергии, которую они потребляют. Однако, согласно Закону о секторе электроэнергетики, правительство хочет взимать плату за тех, кто использует солнечные батареи для самообеспечения. Это то, что было названо «солнечным налогом».

Также широкое применение эта плата получила в различных вариациях роботизированных систем и в проектах умного дома, где используется множество дополнительных наборов модулей. Главным преимуществом такого проекта над другими системами автоматики является его цена. Благодаря низкой цене, систему автоматизированного умного дома на Ардуино может собрать своими руками любой пользователь, у которого есть начальные навыки программирования и необходимый набор компонентов.

Ваша семья не будет единственной, кто встретит вас, когда вы войдете в дом. Благодаря своей системе управления голосом он не только поможет вам контролировать ваши интеллектуальные объекты или «комментировать» ваши новости или время, но и учиться на ваших обычаях, чтобы адаптироваться к вашим вкусам и потребностям каждого момента. Инженер Джим Сазерленд был для него успехом. В то время как нынешние технологические гиганты начали гонку, чтобы доминировать в доминиканах и умных домах, Сазерленд использовал свою семью морских свинок, чтобы доказать, что компьютеры могут «помочь» дома в те годы, когда он и его женщина разработала компьютер, способный подключать телевизор или помогать в списке покупок.

Разнообразие Ардуино плат и их использование в умном доме

Актуальными на данный момент являются версии таких наборов плат Arduino:

а также новинки, которые появятся в ближайшем будущем:

Кроме официального производителя плат Arduino процессорный гигант Intel подключился к созданию Ардуино подобных плат, выпустив Intel Galileo. Уже сейчас компания Intel официально запустила по этой программе три платы:

Почему превращение вашего дома в умный дом по-прежнему является испытанием

Если вы хотите превратить свой пол в «умный дом», в дополнение к замку последнего поколения, очень вероятно, что рано или поздно вам понадобится антивирус. Любой «ранний усыновитель» знает о неудачах быть первым, кто использует технологию, которая еще не массивна. В случае умных домов эти проблемы проходят через неуправляемые термостаты, которые не нагреваются при заказе, сигналы камеры, которые не работают, или сигналы тревоги, которые «перескакивают» по счету.

  • Intel Galileo;
  • Intel Galileo Gen 2;
  • Intel Edison.

Кроме плат вы сможете найти десятки разнообразных наборов модулей, которые можно подключить к Ардуино для увеличения его функциональных возможностей.

Самой популярной платой является Arduino Uno. Эта плата сравнительно недорогая и пользуется популярностью, как у новичков, так и у профессионалов. С помощью такой платы можно создавать базовые автоматизированные механизмы умного дома. Например, с помощью Arduino Uno и дополнительных наборов модулей можно автоматизировать такие процессы умного дома, которые позволят:

На протяжении десятилетий наши резиденции располагают современным оборудованием, что делает нашу рутину более простой и практичной. Холодильники, стиральные машины и телевизоры — это некоторые примеры электроники, которые были приняты во внутренней среде, чтобы создать более гибкую изо дня в день. Однако только в последние годы идея интеллектуального и полностью связанного дома набрала силу.

Благодаря компьютерам и возможности подключения устройств к беспроводным сетям по низким ценам появился новый портфель продуктов и услуг. Так называемый Интернет Вещей состоит из электроники, способной быстро вычислить большой набор информации и, таким образом, сделать рутину человека более гибкой и связанной. В результате идея умных домов стала более осуществимой и многообещающей.

  • Управлять кондиционером через приложение на Andoid или iOS;
  • Удаленно управлять системой электропитания в доме;
  • Удаленно узнавать информацию о температуре дома;
  • Управлять телевизором через приложение на Andoid или iOS;
  • Управлять ресивером;
  • Управлять освещением в доме;
  • Получать всю информацию об устройствах, подключенных к умному дому через Интернет;
  • Управлять солнечными панелями;
  • Управлять температурным режимом в доме.

Это лишь малая часть возможностей проекта Ардуино для умного дома, которые любой желающий может собрать своими руками. Сейчас можно найти компании, внедряющие готовые решения умного дома. Но стоимость таких решений очень высока. Поэтому такой проект умного дома сейчас очень популярен во всем мире. Кроме того, функционал вашего умного дома ограничен только вашей фантазией и средствами. Модель умного дома с набором дополнительных модулей изображена на рисунке ниже.

Поэтому ознакомьтесь с нашим текстом сегодня и узнайте все о умных домах и Интернете о вещах! Идея людей, живущих в связанных домах с высокой степенью интеграции в компьютерные системы, не является чем-то новым. Тем не менее, только в последние годы с продвижением Интернета Вещей и развитием беспроводных сетевых соединений эта тенденция фактически стала осуществимой.

Как Интернет вещей изменит наши дома

Таким образом, было возможно создать оборудование, которое было более связным и сходящимся. Постепенно наши дома становятся более интегрированными. Несколько электроников разговаривают друг с другом, что позволяет делать повседневную работу легче. Интернет Вещей является основой для развития умных домов. Он состоит из набора устройств, которые используют беспроводные сети для обмена данными с Интернетом и подключения к другим устройствам. Таким образом, люди могут контролировать оборудование через Интернет, определять модели использования и искать новые способы управления и облегчения жизни.


Установка IDE для Arduino

На сайте официальном сайте выложена собственная программная оболочка IDE, которая является бесплатной и поддерживается всеми популярными операционными системами. С помощью IDE пользователь может создавать свои программы, которые можно загрузить в печатную плату Ардуино. Скачать IDE можно на официальном сайте перейдя по адресу https://www.Arduino.cc/en/Main/Software. На данный момент используется версия IDE Arduino 1.6.6. Рассмотрим подробнее процесс установки IDE для платформы Windows. После загрузки запустите инсталлятор и нажмите кнопку «I Agree».

В этот момент Ардуино играет важную роль. Это доска, изготовленная в Италии, и может использоваться в ряде вычислительных проектов. Таким образом, разработчики могут расширить свою функциональность и сделать свои проекты более инновационными. Модули могут давать небольшим устройствам возможность подключения к беспроводным сетям, определять присутствие людей, собирать данные из среды и даже выполнять биометрические проверки. Поскольку они универсальны и относительно недороги, каждая единица оборудования может быть адаптирована к различным инициативам.


В следующем окне оставляем все галочки и нажимаем кнопку «Next».


Выбираем место установки IDE и нажимаем кнопку «Install».


Газовые датчики, индикаторы присутствия, интеллектуальные замки и интерфейсы освещения — всего лишь несколько примеров того, как эта технология будет важна для создания более связанных домов. Его стоимость инвестиций в сочетании с ее гибкостью будет способствовать созданию инновационных и привлекательных проектов для миллионов людей. В ближайшие годы на бразильском рынке должно появиться большое количество устройств из Интернета «Вещей». Сегодня, подведя итоги к некоторым моделям ламп, пылесосов и даже умных холодильников, национальные варианты дороги и малореализуемы.

Начнется процесс установки.


После установки IDE, его можно запустить с ярлыка на рабочем столе, после чего вам откроется рабочая область программы:

Таким образом, огромную прибыль можно получить за счет продажи инновационных продуктов и услуг. Эта технология также вносит свой вклад в повседневную жизнь риэлторов и недвижимости, с программным обеспечением и системами управления, которые ускоряют работу. Воспользуйтесь им, чтобы узнать об этом и иметь полное программное обеспечение для управления клиентами и недвижимостью, а также контролировать работу вашей недвижимости из любого места и любого устройства через приложение.

И вы, что вы думаете о том, как жить в домах, полностью связанных с сетью? Расскажите нам свое мнение! Для забавы производители взламывают электронные и сочетают экономичность и практичность; дом, который учится с привычками резидента, является тенденцией к будущему.

Напишем простую программу и загрузим ее в Ардуино

IDE для Arduino использует упрощенный язык программирования C++, понятный начинающим программистам. Для примера напишем программу, которая будет включать светодиод с интервалом 1.5 секунды. Для этого запустите IDE и вставьте код, расположенный ниже:

Мариана Диего и Рафаэль Эрнандес. Производители говорят, что они взломали свои дома с помощью микроконтроллера для развлечения, все для удовольствия от обучения, создания и совместного использования. Но преимущества очевидны: экономичность и практичность.

Когда электрический ток низкий, это признак того, что в сосуде мало воды. Затем ардуино активирует насос, который водит завод. Последним объектом, взломанным аналитиком, была лампа, которая загорается, когда кто-то хлопает, сделанный с ардуином, прикрепленным к микрофону. Интерес к этому типу проекта вызвал Татиан, который считал себя «фанатиком», желание учить.

В строке «int ledPin = 13» объявляем переменную цифровую ledPin и присвистываем ей значение 13. В функции «setup» устанавливаем порт 13 как исходящий. В цикле «loop» с помощью оператора «digitalWrite» включаем и отключаем светодиод. А с помощью оператора «delay» делаем задержку в 1,5 секунду два раза. В итоге бесконечный цикл «loop» будет отключать, и включать наш светодиод на 1,5 секунды.

Несмотря на то, что многие из них известны многим, ардуино считается идеальным предметом для тех, кто хочет начать создавать проекты для разработчиков. По словам профессора электронной инженерии Университета Бразилии Марселино Монтейру, преимущество микроконтроллера — открытая система, которая позволяет настраивать запрограммированный код. Это более домашнее, более личное решение.

Почему именно Arduino?

Низкая стоимость ардуинов также облегчает испытания. На террасе у изготовителя установлены датчики света и движения, которые заставляют свет загораться, когда наступает ночь или кто-то проходит мимо. Все это думает о безопасности дома. По той же причине, что телекоммуникационный техник Леандро Лопес, 32-летний, создал с ардуином систему управления воротами своего дома в Гоянии с помощью смартфона.

Схема подключения с помощью набора из платы Arduino Uno и светодиода для нашей программы показана на рисунке ниже.


Для загрузки программы в Arduino Uno необходимо подключить плату к компьютеру с помощью USB кабеля. При успешном подключении загорится светодиод «ON» и замигает светодиод «L».

По словам профессора Электронной инженерии Федерального университета Минаса Жерайса Кармелы Полито Браги, эта возможность контролировать дом сотовым телефоном является одним из больших преимуществ ардуино. Однако она отмечает, что микроконтроллер не имеет возможности подавать очень большие нагрузки. «Вы должны быть осторожны, чтобы не подвергать людей или оборудование риску».

Врач в области электротехники и специалист по интеллектуальной домашней автоматизации Флавио Тонидандел говорит, что тенденция заключается в том, чтобы дома учились на привычках жителей. «Кто не любит включать свет, когда идет дождь, будет иметь проблемы с датчиком присутствия, который включает лампу, хочет ли пользователь этого или нет», — говорит он.


После этого в меню «Скетч» нажмите кнопку загрузка.

После компиляции и загрузки программы на устройстве начнет мигать светодиод.

Итог

Начав осваивать Ардуино, вы сможете сделать настоящий умный дом, который будет максимально соответствовать вашим потребностям. Надеемся, что наша статья поможет вам ближе познакомиться с таким проектом. Купить платы Ардуино и наборы модулей вы сможете как у официальных поставщиков, которых можно найти как на официальном сайте, так и во многих интернет-магазинах.

Учитель считает, что в долгосрочной перспективе это будет мировой стандарт. Есть расширенные исследования по обучению жильем от пользователя, а не их программирование. Дома будут объединены с автомобилями и самими городами, которые будут разумными. Параллельно с действиями курса и с технологией ардуино студенты Техники промышленной автоматизации разрабатывают проекты автоматизации для внутреннего и промышленного применения.

Мы провели серию семинаров с ардуино, а оттуда студенты продолжили работу над своими проектами, — говорит профессор Диогенс Линард, который руководит студентами, а также команда преподавателей и технических сотрудников. Умный дом: позволяет дистанционную и автоматическую активацию, с датчиками, точек питания. Интеллектуальный душ: система контроля температуры и поток воды для душа, программируемый для разных профилей, в соответствии с личными потребностями и желаемой экономией. Интеллектуальный вытяжной шкаф: система вентиляции, оборудованная датчиком газа и влажности, запрограммирована на работу с критическими уровнями концентрации; с широким применением в промышленности и лабораториях. Селектор коробки: оборудование с фотоэлектрическим датчиком для автоматического отделения коробок по размеру, для промышленного применения. Преподаватели, технические специалисты и приглашенные студенты были частью программирования семинара.

Видео по теме

В данном проекте я покажу, как построить умный дом. Он может контролировать температуру снаружи и внутри помещения, фиксировать открыто или закрыто окно, показывать, идет ли дождь, а также подавать тревожный сигнал, когда сработает датчик движения PIR. Я создал приложение на ОС Android для отображения всех данных (данные можно также просматривать через браузер). Вы сможете видеть температуру в вашем доме и другую информацию с любой точки мира! Приложение переведено на английский и польский язык. Я создал данное устройство, поскольку хотел иметь свой собственный умный дом, которым можно управлять. Вы также сможете построить умный дом из компонентов, рекомендованных ниже. Тогда приступим.

В первый день профессор Диогенс Линард провел презентацию технологий в ардуине, открытую для всего сообщества. Профессор Марсело Аморим обратился к феноменам физики в лекции «Поездка в глубь Солнца», собранной со студентами Ядра астрономии Кампуса. В конце семинара профессор Андрей Брага Хадсон, координатор курса «Промышленная автоматизация», выступил с лекцией «Пути технологических инноваций». Они тестируют творческие решения для домашней автоматизации, чтобы помочь тем, кто хочет комфорта, но не тратя слишком много.

Среди экспериментов — лампа, которая меняет цвет сотового телефона и механизм включения и выключения электроники через твиттер. Технологии автоматизации жилых помещений не являются новыми на рынке. Но в целом, они дороги и доступны только небольшой части бразильцев.

Объяснение сокращений для начинающих:

GND — земля
VCC — питание
PIR – датчик движения

Шаг 1: Компоненты

Стоимость всех компонентов не превышает $90

  • Датчик температуры DS18B20 x 2 штуки
  • Язычковый переключатель
  • Резистор 4.7 кОм
  • Кабель, витая пара
  • ethernet кабель
  • инструменты (паяльник, отвертка)

Шаг 2: Соединения


Схема соединений показана выше.

Шаг 3: Программный код

Сначала вам необходимо загрузить, разархивировать и импортировать данную библиотеку в среду разработки Arduino IDE. Далее потребуется загрузить данную программу в Arduino. В комментариях объясняется программный код.

Шаг 4: Принцип работы


Если вы нажмете на кнопке refresh (обновить) в вашем приложении или в браузере, то Arduino отправит данные в смартфон/браузер. Приложение получает программный код с каждой страницы (/tempin, /tempout, /rain, /window, /alarm) и отображает его на вашем смартфоне.

Шаг 5: Приложения для Android.

Для установки приложения на вашем смартфоне под управлением ОС Android вам необходимо выполнить следующее (это видно на картинках выше):

1. Сначала загрузите файл smartHome.apk
2. Отправьте файл apk на ваш телефон
3. Откройте файловый менеджер и разместите файл smarthHome.apk
4. Щелкните на нем и нажмите установить (вам необходимо установить галочку, которая разрешает устанавливать приложения вне маркета google play)
5. После установки вам необходимо активировать приложение

Шаг 6: Конфигурирование приложения

Я кратко объясню, как работает приложение. Оно отображает все данные из вашего дома. Вы можете нажать на иконку настроек для редактирования вашего IP адреса, и включать и выключать тревожную сигнализацию. Когда вы включаете сигнализацию, то приложение получает данные от активного датчика движения PIR. Если датчик определяет постороннее движение в доме, он посылает уведомление. Приложение получает данные от датчика каждую минуту. В поле IP введите ваш IP-адрес.

Шаг 7: Браузер



Введите в адресной строке браузера ваш ip адрес / all. При этом вы увидите все данные и сможете включать и выключать свет.

Для этих функций вы также можете использовать приложение на Android.

Шаг 8: Переадресация портов

Вам нужно открыть порт на вашем роутере. Войдите в конфигурацию роутера, установите адрес arduino ip и откройте порт 80. Процедура показана на картинке выше.

Шаг 9: Присвоение доменного имени NO IP (опция)

Вы можете настроить учетную запись на no ip, но это не обязательно. На картинке выше показан процесс конфигурации.

Шаг 10: Тестирование

Если вы хотите видеть данные на вашем компьютере, то в адресной строке браузера введите ваш ip адрес / all (напр., 12.345.678.901/all) или используйте приложение Android.

Шаг 11: Редактирование: исходная программа приложения Android app

Ниже указан исходный программный код для Android.

Приложение переведено на английский и польский язык. Вы можете через браузер включать и выключать свет, но не можете через приложение, поскольку данная функция еще не реализована.

Домашняя автоматизация с Cayenne Arduino-IOT Projects

Сегодня я покажу вам, как вы можете создать проект домашней автоматизации с использованием Arduino UNO, даже если вы не знаете, как кодировать Arduino, потому что этот проект основан на Cayenne Arduino, в моей предыдущей статье Я четко объясняю онлайн-панель Cayenne IOT, которая позволяет вам создавать любой проект Arduino, даже если вы не умеете писать код. Cayenne — это онлайн-конструктор проектов IOT, поэтому не требуются навыки программирования, просто перетащите их, чтобы создать любой проект IOT с Arduino и Raspberry.

Cayenne — первый в истории онлайн-конструктор / инструмент для создания проектов IOT. Теперь стало намного проще создавать продукты и проекты IOT для личного использования и для деловых целей.

Панель управления IOT Cayenne от my-Devices — это полностью бесплатный онлайн-конструктор, они еще не делают его платными услугами, потому что они работают над тем, чтобы сделать его более надежным и стабильным, когда они выпустят стабильную версию, возможно, нам придется заплатить за этот облачный сервис, в настоящее время Arduino в бета-версии, в которой есть небольшие ошибки, но, чтобы не беспокоиться о финальной версии, они сделают его безошибочным онлайн-порталом.

Функция Cayenne-MyDevice IOT Dashboard:

  • Вы можете получить удаленный доступ к Pi с мобильного телефона и ПК.
  • Перезагрузка, удаленное выключение Pi.
  • Вы можете добавлять датчики, исполнительные механизмы, расширения и проектировать информационную панель (Pi и Arduino).
  • Вы можете добавлять виджеты с функцией перетаскивания 🙂
  • Удаленно контролировать данные в реальном времени с датчиков и исполнительного механизма.
  • Управляйте своими датчиками / исполнительным механизмом с помощью приборной панели GPIO.
  • Лучше всего то, что для ваших проектов автоматизации вы можете сделать триггер и добавить расписание.

Cayenne еще не выпустила стабильную версию портала для Arduino, в настоящее время Cayenne Arduino находится в бета-версии, но доступна для Raspberry Pi.

Давайте начнем, как это работает с Arduino.

Конфигурация Cayenne Arduino для домашней автоматизации

Cayenne — это приборная панель на основе Интернета вещей, поэтому вам понадобится оборудование, которое может быть подключено к Интернету, для этой цели вам понадобится Arduino WiFi или Ethernet Shield.Важно то, как настроить приборную панель Cayenne IoT для Arduino. Я делаю это руководство шаг за шагом, чтобы легко понять, кто мало знает об IoT, но хочет научиться.

Шаг 1:

Прежде всего, вам потребуется работающее подключение к Интернету, а затем создайте бесплатную учетную запись на Cayenne.

Шаг 2:

После завершения создания учетной записи вы должны выбрать плату Arduino ИЛИ Raspberry Pi, я выбираю Arduino, потому что в этом проекте мы используем Arduino для этого проекта.

Шаг 3:

После этого, теперь, в шаге 3, мы должны работать на стороне Arduino. Прежде всего вам понадобится последняя версия Arduino IDE, установленная на компьютере, если у вас ее нет, затем загрузите ее отсюда, а также вам необходимо установить библиотеку Cayenne для Ардуино.Если вы не знаете, как установить библиотеку в Arduino IDE, не волнуйтесь, прочтите ниже.

Установка библиотеки:

Подключите Arduino UNO с помощью кабеля USB к компьютеру и настройте его должным образом. Если вы не знаете, проверьте эту ссылку для настройки Arduino IDE

Шаг 4:

Вернуться на панель управления Cayenne Выберите свою плату и щит, после этого появится всплывающее окно с кодом для Arduino, скопируйте его и загрузите на свою плату с помощью Arduino IDE. инструмент.

ПРИМЕЧАНИЕ: после загрузки , код соединяет , ваш Arduino UNO с Интернетом

, когда вы все сделали правильно, Cayenne автоматически обнаружит ваш Arduino.

Настройки панели управления Cayenne Arduino IOT

Теперь вам нужно добавить датчики / исполнительные механизмы. сначала создайте проект, дайте ему любое имя, теперь вам нужно добавить датчики / исполнительные механизмы в соответствии с вашим проектом. В этом проекте я использовал датчик LDR для управления садовым освещением и двигателем резервуара для воды с помощью модуля реле.

Схема подключения

  • Датчик LDR на аналоговом выводе A02
  • Реле 1 на цифровом выводе D12 (водяной насос)
  • Реле 1 на цифровом выводе D11 (садовые фонари)

Как добавить датчики и реле?

Выберите «Устройство / виджет» в раскрывающемся меню «Добавить новый».

Выберите датчики / исполнительные механизмы.

Теперь выберите «Релейный привод» и добавьте два релейных исполнительных механизма / кнопку: один для водяного насоса, а второй — для света LDR.

Чтобы сделать садовое освещение автоматическим с помощью LDR, выберите Датчик освещенности. Когда вы добавили датчик и реле, вам необходимо настроить каждое из подключенных к плате Arduino контактов, на которых цифровой / аналоговый вывод. См. Ниже изображения, как я настраиваю.

Вы также можете использовать инверсную логику при настройке любых датчиков / исполнительных механизмов. W это перевернутая логика ? Инвертировать логику можно использовать для инвертирования высокого / низкого сигнала.Чаще всего это используется со светодиодом: если кнопка на приборной панели включает свет, когда он должен его выключить, нажатие «инвертировать логику» изменит сигнал для устранения проблемы.

Теперь нам нужно добавить триггер, перейдите в настройки датчика и выберите вариант триггера.

Теперь добавьте плату Arduino с триггером перетаскивания в IF, а затем следуйте инструкциям, приведенным ниже на изображениях

LDR OFF Trigger

LDR ON Trigger

Вы выполнили настройку для этого проекта Проект домашней автоматизации Cayenne Arduino готов .Вы можете добавить больше датчиков, таких как датчик PIR для домашней безопасности, датчик погоды, ультразвуковой датчик для измерения расстояния и многое другое!

Панель управления Cayenne IOT также имеет функцию для планирования ваших датчиков / исполнительного механизма, а также вы можете добавить триггер для уведомления, например, когда насос включается и выключается. Вы можете получать уведомление по электронной почте и SMS независимо от того, где вы находитесь, вы можете контролировать и управляйте своим проектом из мобильного приложения и ПК.

Надеюсь, вам понравятся мои усилия, если у вас есть какие-либо вопросы, просто оставьте комментарий ниже.

Не забывайте делиться с другими, делиться заботой и следите за обновлениями.

умный дом с использованием Alexa — Arduino Project Hub

Amazon Alexa — это довольно крутой искусственный интеллект, который помогает пользователю создавать свои собственные навыки. Amazon предоставляет голосовой сервис Alexa (AVS), чтобы помочь разработчикам установить Alexa на свои устройства. Это поможет пользователю максимально упростить задачу. Те люди, у которых нет эхо-устройства или точечного устройства, и используют этот способ для доступа к Alexa.у нас есть Alexa на нашей плате Raspberry pi3 с использованием голосовой службы Amazon (AVS). Давайте сделаем это … мы сделали простую автоматизацию, т.е. управление светодиодной подсветкой поверх голоса. Не беспокойтесь о том, чтобы сделать наш Raspberry Pi устройством Alexa, все подробности приведены ниже.

мы сделали простую автоматизацию, т. Е. Управляя некоторыми бытовыми приборами (светодиоды для прототипа) по голосу с помощью Alexa. , вы можете заменить эти светодиоды на реле и настоящие приборы . Не беспокойтесь о том, чтобы сделать наш Raspberry Pi устройством Alexa, все подробности приведены ниже.Так что делайте это с полным удовольствием.

Это наши навыки, которые были опубликованы.

Вот ссылка на наш навык: https://alexa.amazon.in/spa/index.html#skills/beta/amzn1.ask.skill.429aeb0d-5bfb-4b8e-9d07-52799ae75778

Наш ID навыка: amzn1.ask.skill.429aeb0d-5bfb-4b8e-9d07-52799ae75778

ДЕМО ВИДЕО:

Демонстрация умного дома с помощью Alexa

Demope видео вы видели, ребята, из нашей демонстрации с Alexa

Hope вдохновиться на это.Тогда зачем ждать, здесь представлена ​​полная подробная инструкция, и давайте приступим к созданию своей собственной.

ШАГ 1: Сделайте своим Raspberry pi в качестве клиента Alexa

Вот видео о том, как сделать Raspberry Pi клиентом устройства alexa. Это видео поможет в ясности сделать это.

STEP 2: Настройте Alexa на raspberry pi

, вы можете загрузить и установить приложение alexa из репозитория github.

Ссылка на Alexa Github: https://github.com/alexa/alexa-avs-sample-app

, затем создайте учетную запись в консоли разработчика Amazon. ссылка здесь: https://developer.amazon.com/

Войдите в консоль разработчика и нажмите на сервис Alexa Voice. Следуйте видео на шаге 1 после загрузки приложения alexa по указанной выше ссылке Guihub. После этого убедитесь, что вы записали свой собственный идентификатор приложения, идентификатор клиента, секрет клиента. Потому что он понадобится во время запуска.

Управлять alexa не так уж и сложно, это довольно просто.Просто займи несколько секунд. Просто запустите приведенную ниже команду на своем пи-устройстве.

  $ cd Downloads / alexa-avs-sample-app-master /. automatic_install.sh
  

предоставляет информацию, которую он запрашивает, например идентификатор приложения, которые он автоматически настраивает с вашей учетной записью.

ШАГ 3: Время разбудить Alexa

  $ cd Downloads / alexa-avs-sample-app-master / samples
# будут открыты три вкладки #
# На вкладке 1 #
$ cd companionService / npm start
# На вкладке 2 #
$ cd javaclient
$ mvn exec: exec
# На вкладке 3 #
$ cd wakewordAgent / src /
$./ wakewordAgent -e сенсорная
  

вот и все, алекса готова к работе.!

Алекса проснется, сказав «Алекса», а затем спросит все, что вы хотите. Все еще липкие коды. Подробный процесс показан в шаге 1 видео, посмотрите, вы получите четкое представление.

ШАГ 4: Создание нового навыка

1. Войдите в учетную запись разработчика Amazon. Не имея учетной записи, просто зарегистрируйтесь в несколько шагов.

ссылка на аккаунт разработчика: https: // developer.amazon.com/home.html

2. щелкните вкладку Alexa и выберите набор навыков Alexa.

3. щелкните, чтобы добавить новый навык на страницу навыков.

  • выберите тип навыка в качестве пользовательской модели взаимодействия
  • выберите язык и затем введите имена. оставайтесь в покое, так как это

4. перейдите к модели взаимодействия

  • просто скопируйте и вставьте наше намерение, представленное ниже, и образцы высказываний, а затем нажмите «Сохранить и переместить», чтобы настроить модель.
  • выберите HTTPS в конфигурации. мы использовали heroku в качестве клиента https. Он прост в использовании и развертывании. Ссылка приведена ниже.

heroku ссылка: https://www.heroku.com/

ШАГ 5: Создание клиента Heroku

  • Войдите в учетную запись heroku. если у вас нет учетной записи, просто создайте ее, выполнив несколько простых шагов. ссылка выше.
  • нажмите «Создать новое приложение» и выберите удобный для вас язык программирования. мы выбрали язык Python.
  • В методе развертывания подключите свою учетную запись heroku к репозиторию github.

Ссылка на Github: https://github.com/

, если кому-то не нравится читать с приведенной выше формулировкой, а изображения могут быть связаны с видео о создании и развертывании учетной записи Heroku: https://youtu.be/qZtsPJa2yzQ

ШАГ 6: Подключите Github к heroku

  • Теперь войдите в учетную запись github и затем создайте новый репозиторий.
  • А затем загрузите файлы в новый репозиторий, щелкнув «Загрузить файлы» внутри репозитория. Ниже представлены файлы, которые вы можете напрямую загрузить в свой репозиторий.
  • сохраните изменения и скопируйте URL-адрес выбранного вами репозитория.
  • затем вернитесь в heroku и подключите свой репозиторий github.
  • нажмите «Подключиться к github», а затем вставьте скопированный URL-адрес вашего репозитория github.

Если вы не знаете, как получить баллы, указанные выше, просто перейдите к видео.Каждый шаг четко дан. вот видео ссылка на Подключение репозитория Github с клиентом Heroku: https://youtu.be/_YtZTXd_Cio

STEP 7: Подключение NodeMCU к Heroku

  • Войдите в heroku и перейдите в созданное вами приложение.
  • затем перейдите к настройке -> Домены и сертификация, а затем скопируйте URL-адрес домена
  • вернитесь к настройке навыков, выберите HTTPS и вставьте скопированный URL-адрес в поле ниже.

Подробный процесс показан на видео, посмотрите его: https://youtu.be/om5vBcZjDrY

STEP 8: Запуск Arduino код на NodeMCU

Подключите светодиоды, как показано на схеме ниже.

Последний шаг, код Arduino предоставляется вместе с ним. Не беспокойтесь, для выполнения требуются некоторые библиотеки. Библиотеки, также представленные в нашем репозитории Github, просто идут вместе с ним.

Все готово, просто выполните код Arduino на плате NodeMCU и наш проект готов.

круто … наше устройство Alexa готово нам помочь.

Домашний контроллер Arduino, активированный с помощью Alexa

Обзор

Когда Amazon выходит на рынок, Alexa и такие устройства, как Amazon Echo Dot, открывают бесконечное количество опций, позволяющих управлять отличным умным домом с помощью голосовых команд с использованием естественного языка.

В этом проекте создается домашний контроллер Arduino, который может подключать множество датчиков и устройств к Интернету, и вы можете управлять ими с помощью навыка Amazon Alexa.

Вы можете установить и включить мой навык « Arduino Home Controller » простым шагом, или вы можете руководствоваться своим навыком с помощью этого руководства.

А пока будем контролировать:

  • Четыре светильника в комнате, гараже, кухне и гостиной.
  • Датчик температуры и влажности.
  • Веб-камера, чтобы сделать фото безопасности и отправить по электронной почте.

Вы можете увидеть Arduino Home Controller в действии в этой короткой видео-демонстрации. Для демонстрации и видео-предложения я использую четыре светодиода на прото-плате, имитирующие лампочки в комнатах каждого дома.

Если вы хотите использовать удаленные модули для активации освещения, вы можете просмотреть мой проект Arduino Home Controller Remote Modules по этому URL-адресу.

Домашний контроллер Arduino в действии

Блок-схема

На рисунке блок-схемы мы видим четыре основных компонента этого проекта:

1.- Amazon Echo Dot для получения голосовых команд и отправки их на AWS (веб-сервис Amazon).

2.- AWS с навыком Amazon и лямбда-функцией для интерпретации всех команд.

Навык называется « Arduino Home Controller », вы можете активировать его позже.

3.- Брокер MQTT , использующий облако PubNub (c).

Этот брокер будет получать управляющие сообщения по двум каналам: один для установленных значений, а другой — для считывания значений с датчиков.

Вам не нужно создавать учетную запись в PubNub, вы можете использовать мою учетную запись для демонстрационных предложений.

4.- Домашний контроллер с использованием Arduino Yun.

Мы будем использовать Arduino Yun, потому что у него есть сетевой экран внутри и есть небольшая Linux-машина, на которой мы будем запускать python для обработки некоторых действий.

Он управляет реле для освещения, считывает датчик температуры и влажности, включает зуммер для сигнала тревоги и манипулирует веб-камерой, чтобы сделать снимок безопасности.

Для удаленных модулей см. Мой дополнительный проект Arduino Home Controller Remote Modules по этому URL-адресу.

Установить все необходимое программное обеспечение

На этом этапе вы можете выбрать два варианта: один для демонстрационного предложения, использовать мой навык Alexa, установить его и использовать его или второй вариант, который вы можете сделать самостоятельно.

Вариант первый — Использование моего навыка «Домашний контроллер Arduino»

Просмотрите приложение Alexa с этим URL-адресом , при этом выберите раздел Навыки в меню, найдите Arduino и в списке вы увидите Навык с названием « Arduino Home Controller », щелкните в карточке навыка и нажмите кнопку «Включить» для установки.

Или вам нужно перейти в Amazon Skill Store по этой ссылке и нажать кнопку «Включить».

Вам нужно связать свою учетную запись Amazon, потому что мы будем использовать ваш адрес электронной почты в качестве идентификатора для всех команд, отправляемых в Arduino. Обратите внимание, что мы не будем использовать этот адрес для отправки электронных писем, мы будем использовать его только как идентификатор.

Skill установлен и связан с учетной записью Amazon и подключен к моей лямбда-функции в облаке AWS.

Вариант 2 — Создание собственного навыка и Лямбда Функция учебное пособие

1.- Создать a skill

Вам необходимо зарегистрироваться и создать бесплатную учетную запись разработчика на сайте https://developer.amazon.com/home.html

1.1.- После входа в меню Alexa и выберите в Alexa Skills Kit кнопку «Начать работу»

1.2.- Затем нажмите кнопку «Добавить новый навык», чтобы создать новый навык.

1.3.- В Create a New Alexa Skill section вы должны:

  • Выберите: Custom Interaction Model
  • Name TestSkill — это имя навыка, используемое для поиска в магазине.
  • Имя вызова Test Skill — это имя для запуска голосовых команд, таких как Alexa Ask, Test Skill, чтобы включить сигнал тревоги
  • Все глобальные поля установлены на Нет option

Новый навык был создан и вы видите новое поле Application Id

  amzn1.ask.skill.6e22e052-c32f-433c-8d39-dc94a77a4adb
  

Он используется для связи между навыком и лямбда-функцией, мы будем использовать его позже в разделе 2 руководства.5.

1.4.- Модель взаимодействия здесь определяет, как вы взаимодействуете с навыком на основе определения намерений, слотов и высказываний.

В Interaction Model опцию меню скопируйте и вставьте эту схему Json в Intent Schema.

  {
 "намерения": [
   {
     "слоты": [
       {
         "имя": "свет",
         "тип": "Состояния"
       },
       {
         "name": "which",
         "type": "HabRooms"
       }
     ],
     "намерение": "LightIntent"
   },
   {
     "слоты": [
       {
         "имя": "будильник",
         "type": "States"
       }
     ],
     "intent": "AlarmIntent"
   },
   {
     "намерение": "TakePhotoIntent"
   },
   {
     "намерение": "GetTemperatureIntent"
   },
   {
     "intent": "GetHumidityIntent"
   },
   {
     "намерение": "О намерении"
   },
   {
     "намерение": "AMAZON.HelpIntent "
   },
   {
     "намерение": "AMAZON.CancelIntent"
   },
   {
     "намерение": "AMAZON.StopIntent"
   }
 ]
}
  

Определите некоторые необходимые слоты, например «Состояния» и «HabRooms», в пользовательских типах слотов.

Определите все высказывания как модель разговора в Примеры высказываний , скопируйте и вставьте этот список.

  LightIntent Turn {which} light {light}
LightIntent Установить {который} свет {свет}
AlarmIntent Включите будильник {alarm}
TakePhotoIntent Сделать фото
TakePhotoIntent Сделать фото безопасности
GetTemperatureIntent Читать температуру
GetHumidityIntent Читать влажность
О намерении Расскажите мне о
О проекте
  

Перед тем, как перейти к следующему разделу, Configuration, нам нужно создать нашу лямбда-функцию, потому что нам нужно связать как навык, так и лямбда-функцию.

2.- Создает лямбда-функцию

Вам необходимо зарегистрироваться и создать учетную запись в Консоли AWS, используя URL-адрес https://aws.amazon.com/console/

2.1.- Выберите Services in вверху меню и Лямбда в меню левой панели.

2.2.- Выберите в левой панели функцию и нажмите кнопку «Создать функцию».

2.3.- Установите эти данные:

  • Нажмите Автор с нуля

Это откроет новое окно, в котором вы должны выбрать следующие значения:

  • Роль IAM: Lambda_Basic_Execution
  • PolicyName: «Create New Role Policy», затем отредактируйте политику и вставьте следующее:
  {
 «Версия»: «2012-10-17»,
 "Заявление": [
   {
     «Эффект»: «Разрешить»,
     "Действие": [
       "журналы: CreateLogGroup",
       "журналы: CreateLogStream",
       "журналы: PutLogEvents"
     ],
     «Ресурс»: «arn: aws: logs: *: *: *»
   },
   {"Эффект": "Разрешить",
     "Действие": [
        "iot: UpdateThingShadow"
     ],
     «Ресурс»: «*»
   }
 ]
}
  

Для сохранения нажмите кнопку «Добавить» и вернитесь на страницу Create Function и выберите lambda_basic_execution в поле Existing role .

2.4.- Функция TestSkillLambda была создана, и вы видите ее страницу конструктора.

2.5. — Выберите в левой строке меню Alexa Skills Kit и добавьте его в и добавьте триггеры в область с разделителями .

Щелкните поле Alexa Skills Kit и прокрутите вниз до параметра Настроить триггеры , выберите Включить , а в поле Skill ID скопируйте и вставьте значение Application ID , сохраните позже, см. Раздел № 1 руководства.3.

В настоящее время мы связываем лямбда-функцию с навыком, используя идентификатор приложения или навыка.

Нажмите кнопку «Сохранить», и Alexa Skills Kit сохранятся, а функция лямбда знает навык и связана.

2.6.- Прокрутите вниз до раздела Код функции и задайте поля:

  • Тип ввода кода: Загрузить файл .zip
  • Нажмите кнопку « Загрузить », чтобы загрузить код функции с помощью файла данные.застежка-молния .

Откроется редактор кода, и вы увидите загруженные папки и файлы.

Выберите файл index.js , он содержит все функции лямбда-реализации.

Вы должны изменить строку 23, скопировать и вставить тот же Application ID , который используется позже в разделе 1.3 учебного пособия.

Нажмите кнопку «Сохранить», и лямбда-функция будет активирована для получения команд навыков.

  var APP_ID = amzn1.ask.skill.6e22e052-c32f-433c-8d39-dc94a77a4adb
  

В верхней части страницы выше кнопки «Сохранить» вы увидите ARN (имя ресурса Amazon), это идентификатор лямбда-функции, который мы будем использовать в разделе Configuration на странице навыков.

3.- Вернуться к определению навыков

3.1.- Выберите Configuration section, в EndPoint выберите AWS Lambda ARN, скопируйте и вставьте указанную выше строку ARN в поле Default . Это последнее действие, связывающее навык и лямбда-функцию, лямбда-функцию, известную навыку, и они связаны.

3.2.- Прокрутите вниз до раздела «Связывание учетной записи» и скопируйте два первых URL-адреса перенаправления , вам понадобятся для настройки профиля безопасности.

Прежде чем продолжить настройку навыков, нам нужно определить профиль безопасности, используемый для связывания навыка и учетной записи Amazon в приложении Alexa.

4.- Создать профиль безопасности

На той же консоли разработчика, которая используется для создания навыка, выберите Приложения и службы и Войдите в Amazon и нажмите кнопку «Создать a Новый Безопасность Profile «

4.1.- Security Profile Management Страница позволяет вам создать профиль со всем OAuth 2.0, чтобы связать навык с вашей учетной записью Amazon.

4.2.- Заполните все поля этими данными:

  • Имя профиля безопасности : TestSkillProfile
  • Описание профиля безопасности : Профиль, используемый TestSkill

4.3.- При сохранении всех данных или редактировании безопасности В профиле два новых поля отображают важные данные: Идентификатор клиента и Секрет клиента . Они нужны вам для настройки конечных навыков.

4.4.- Определите URL-адреса белого списка, выберите вкладку Web Settings.

  • Разрешенные URL-адреса возврата : добавьте два первых URL-адреса из раздела 3.2

5.- Завершение создания навыка

5.1.- Вернитесь к определению навыка, выберите Configuration раздел и прокрутите вниз до Account Ссылка .

  • Разрешаете ли вы пользователям создавать учетные записи : выберите Да
  • URL-адрес авторизации : https: // www.amazon.com/ap/oa/?redirect_url=UUUUUU Если есть «UUUUUU», вам нужно будет заменить его на один из URL-адресов перенаправления , расположенных ниже по странице. Ссылка будет выглядеть примерно так: https://www.amazon.com/ap/oa/?redirect_url=https://layla.amazon.com/api/skill/link/UUUUUU
  • Идентификатор клиента : скопируйте и вставьте Идентификатор клиента из раздела 4.3.
  • Область действия : профиль , см. Объяснение по этому URL-адресу.

5.2.- Продолжите связывание учетной записи:

  • Тип разрешения на авторизацию : Грант кода авторизации
  • Секрет клиента : скопируйте и вставьте Секрет клиента из раздела 4.3.
  • Нажмите кнопки «Сохранить» и «Далее».

5.3.- Глобальные поля — это раздел, используемый для документирования навыка.

  • Выберите категорию, в которой можно найти навык в магазине при сертификации , «Умный дом»
  • Навык будет доступен во всех странах .
  • Некоторые ключевые слова, которые определяют навык
  • Png o Jpg Icon 108×108 пикселей
  • Png o Jpg Icon 512×512 пикселей

5.4.- Последний раздел Конфиденциальность и соответствие требованиям

6.- Установите TestSkill в приложении Alexa

6.1- Когда вы сохраните навык, вы можете перейти в приложение Alexa по адресу https://alexa.amazon.com/, выберите в меню левой панели опцию Skills , нажмите кнопку вверх справа «Ваши навыки» и в фильтре Dev Skills вы можете увидеть TestSkill карточку.Обратите внимание на сообщение о необходимости привязки учетной записи.

6.2.- Если вы щелкните карточку, страница описания TestSkill показывает всю информацию о навыке, нажмите кнопку «Включить».

6.3.- Из-за необходимого определения привязки учетной записи у вас есть перенаправление на страницу учетных данных для входа в Amazon, чтобы связать навыки с вашей учетной записью Amazon.

Если информация для входа подтверждена, вы увидите эту страницу, указывающую, что навык связан с вашей учетной записью Amazon.

6.4.- Навык завершен, установлен и привязан к вашей учетной записи Amazon и подключен к функции Lambda.

Вы можете протестировать, скажем, Alexa, спросить Test Skill , и вы увидите приветствие в Arduino Home Controller, потому что все диалоги одинаковы.

Конфигурация Arduino Yun

Если вы впервые используете Arduino Yun, вам необходимо подготовить его перед загрузкой скетча.

Я предлагаю посмотреть руководство или учебник Грега Боугза. Начало работы с Arduino Yun — Arduino с Wi-Fi. Спасибо пользователю Hackster @BenEagen за то, что нашел это руководство.

Чтобы сделать снимок и отправить его по электронной почте, необходимо установить дополнительное программное обеспечение.Мы также собираемся протестировать USB-камеру, чтобы убедиться, что драйверы работают правильно. Подключите веб-камеру USB к USB-порту Arduino Yun.

Для этого подключитесь к Arduino Yun с помощью терминала:

  ssh [email protected]
  

Пароль по умолчанию — arduino.

Если соединение в порядке, вы увидите приглашение OpenWRT Linux:

Установите образ, генерирующий программное обеспечение

Начните с обновления диспетчера пакетов:

  opkg update
  

Установите драйверы UVC:

  opkg install kmod-video-uvc
  

Установить пакет python-openssl:

  opkg установить python-openssl
  

Нам также понадобится утилита fswebcam, которую мы будем использовать для фотографирования с терминала:

  opkg install fswebcam
  

Убедитесь, что SD-карта установлена ​​в Arduino Yun, вы можете проверить ее, выполнив эту команду:

  mount
  

Если вы видите в списке устройств одно вроде / dev / sda1 on / mnt / sda1, введите vfat SD-карта в порядке.

Проверить камеру и сделать снимок очень просто. Просто введите:

  cd / mnt / sda1
fswebcam test.png
  

Вы должны увидеть некоторую информацию, отображаемую вместе с некоторыми ошибками, но не беспокойтесь о них. Важно увидеть эти строки:

  --- Открытие / dev / video0 ...
Пробуем исходный модуль v4l2 ...
/ dev / video0 открыт.
  

Чтобы проверить, правильно ли сделан снимок, извлеките SD-карту из Arduino Yun и прочтите ее с помощью компьютера.Вы должны увидеть картинку, появившуюся в корне SD-карты « test.png «.

Просто откройте его, чтобы убедиться, что он был взят правильно и не поврежден.

Установите программное обеспечение для отправки электронной почты

С SD на вашем компьютере скопируйте файл python AHC_SendEmail.py и измените свой адрес электронной почты и пароль из строк 11, 12 и 13 учетной записи Gmail, если у вас есть другой поставщик электронной почты, измените информацию о сервере в строке 36.

Извлеките SD из компьютера и вставьте в слот SD в Arduino Yun.На терминале, подключенном к Arduino Yun, выполните команды:

  cd / mnt / sda1
python /mnt/sda1/AHC_SendEmail.py / mnt / sda1 / test.png
  

Если все в порядке, вы должны получить электронное письмо с вашей фотографией.

Подключите все устройства к Arduino Yun

На основе электронной схемы подключите все устройства, в частности датчик DHT11, потому что он нам нужен для считывания температуры и влажности и зуммера для проверки звукового сигнала.

Установите эскиз файл ArduinoHomeMQTT.ino

Я создаю файл libraries.zip со всеми библиотеками, необходимыми для этого файла, вы можете загрузить его с моего сайта GitHub и распаковать в каталог библиотек Arduino IDE.

Библиотеки, включенные в libraries.zip внутри папки ArduinoHomeMQTT .

  ArduinoJson -> используется для управления содержимым Json
DHT_sensor_library -> используется для обработки датчика DHT
pubsubclient-master -> используется для подключения, публикации и подписки на PubNub (c)
  

Откройте Arduino IDE 1.6.x, в инструментах выберите «Board: Arduino Yun».

Загрузите файл ArduinoHomeMQTT.ino и в IDE измените строку 16, указав свой адрес электронной почты Amazon, который используется при включении связанной учетной записи в приложении Amazon App.

Этот параметр определяет ваш контроллер, когда AWS отправляет сообщение MQTT брокеру.

Измените строку 50 на свой uuid, чтобы идентифицировать ваш контроллер в PubNub (c), вы можете перейти на этот сайт и скопировать вставленный uuid, созданный онлайн.

Теперь сохраните и загрузите скетч. Открыв окно монитора Arduino IDE, вы увидите, что Arduino Yun подключен к брокеру PubNub (c) и датчик инициализирован.

Проверить все высказывания из Alexa Echo Dot

Навык Alexa « Arduino Home Controller » обрабатывает этот список из высказываний , вы можете увидеть их в приложении Alexa App в разделе описания. Вы можете протестировать все и увидеть на последовательном мониторе Arduino ID все полученные сообщения и отправить их брокеру PubNub (c).

Управление освещением:

  ==> «Алекса, попроси ардуино домой включить свет в комнате»
==> «Алекса, попроси дома ардуино выключить свет в комнате»
==> «Алекса, попроси дома ардуино включить свет на кухне»
==> «Алекса, попроси дома ардуино выключить свет на кухне»
==> «Алекса, попроси ардуино домой включить свет в гараже»
==> «Алекса, попроси ардуино домой выключить свет в гараже»
==> «Алекса, попроси дома arduino включить свет в гостиной»
==> «Алекса, попроси дома ардуино выключить свет в гостиной»
  

Управление сигнализацией:

  ==> «Алекса, попроси ардуино домой включить сигнализацию»
==> «Алекса, попроси ардуино домой выключить будильник»
  

Сканирование температуры и влажности:

  ==> «Алекса, попроси ардуино домой считать температуру»
==> «Алекса, попроси ардуино домой прочитать влажность»
  

Сделайте фото безопасности:

  ==> «Алекса, попроси ардуино домой сделать фото»
  

О программе и помощь

  ==> «Alexa, спроси arduino home о» ==> «Alexa, спроси arduino home help»
  

Сведения о программном обеспечении

Вы можете скачать все файлы для этого проекта с моего сайта Github.

Папки содержат объяснение

ArduinoHomeMQTT -> ino-файл и библиотеки для домашнего контроллера Arduino Yun

lambda -> Функция Lambda в Node.js для развертывания в AWS Lambda, включает все необходимые node_modules, см. вариант 2 в разделе «Установка всего программного обеспечения».

python -> файл python для отправки электронной почты с прикрепленной фотографией.

схема -> Электронная схема Fritzing (c).

Рабочий процесс домашнего контроллера Arduino покажите и , как файлы взаимодействуют .

(1) Amazon Echo Dot отправляет командный голос и получает его с помощью навыка Arduino Home Controller.

(2) Файл функции лямбда вызова навыка index.js .

(3) Файл функции Lambda разработан в Node.Js, использует некоторые узловых модулей и размещен в Amazon Web Service (AWS).

(4) Лямбда-функция интерпретирует все намерения и преобразует их в сообщение MQTT Json и отправляет его брокеру PubNub (c). Это сообщение имеет формат:

  {
    "topic": Topic_xxxx,
    «команда»: вкл. или выкл.,
    "id": адрес электронной почты
}
  

Тема Topic_xxxx может быть:

  Topic_room -> включить / выключить свет в комнате
Topic_livingroom -> включить / выключить свет в гостиной
Topic_kitchen -> включить / выключить свет на кухне
Topic_garage -> включить / выключить свет в гараже
Topic_alarm -> включить / выключить будильник
Тема_температура -> читать температуру
Topic_humidity -> читать влажность
Topic_photo -> сделать и отправить фото по электронной почте
  

Команда может быть на или на .

(5) Сообщение отправляется по каналу AHC_IOC_01. Канал AHC_IOC_02 используется для получения значений температуры или влажности.

(6) Эскиз Arduino Yun ArduinoHomeMQTT.ino подключается к брокеру и подписывается или публикуется на каналах, а также получает или отправляет сообщения.

(7) Используя мост , скетч Arduino обменивается данными с Linux OpenWRT для подключения через WAN или LAN и для выполнения некоторых команд.

(8) Если Arduino необходимо отправить электронное письмо, используется файл Python AHC_SendEmail.py , при необходимости сделайте фото-звонок fswebcam программ, расположенных внутри Linux OpenWRT.

Сведения об оборудовании

Сердце оборудования — это Arduino Yun.

Он использует несколько цифровых контактов для управления каждым устройством:

  Контакт 2: подключен к датчику DHT11
Контакт 8: активировать зуммерную тревогу с помощью NPN-транзистора.
Контакт 9: свет диспетчерской
Контакт 10: управление кухонным светом
Контакт 11: управление освещением гаража
Контакт 12: управление светом в гостиной
  

Веб-камера подключена к порту usb.

Для питания всех устройств контроллер использует 12 вольт постоянного тока и преобразует его в 5 вольт с помощью преобразователя постоянного тока в постоянный.

Я делаю щит Arduino, используя Arduino Proto Shield со всеми разъемами и интерфейсом между электроникой и датчиком, зуммером и источником питания. В нем есть место для новых датчиков для расширения контроллера.

Поместите Arduino Yun, Proto Shield, реле и регулятор мощности в пластиковую коробку с сигнализацией, веб-камерой и датчиком снаружи и выполните все соединения, как указано в электронной схеме.

Для демонстрации и видео-предложения я использую четыре светодиода на прото-плате, имитирующие лампочки в комнатах каждого дома.

Спасибо, что прочитали это руководство, ценю ваше время. Если у вас есть предложения, свяжитесь со мной.

Я делаю этот проект в память о моем папе, он умер в прошлом году, R.I.P Dad.

Настройка собственного облачного сервера Arduino IoT

Если у вас была возможность поиграть с некоторыми из новых аппаратных платформ с поддержкой Arduino, таких как ESP8266 Wi-Fi SoC, возможно, вы уже использовали онлайн-сервис IoT для своего проекта.В этой статье мы покажем вам, как настроить свой собственный онлайн-сервис, настроив виртуальный частный сервер (VPS) и серверное программное обеспечение для вашего проекта Arduino IoT.

Вам также может понравиться: Создание системы Интернета вещей с использованием Arduino и облачной платформы Интернета вещей

Помимо настройки вашего собственного VPS, мы покажем вам, как установить простой пример, который позволяет вам управлять светодиодами, светом и т. Д. С помощью браузера. На следующем рисунке показано, как можно управлять любым количеством устройств в режиме реального времени, перейдя на свой собственный VPS с помощью браузера.Онлайн-VPS функционирует как прокси-сервер и позволяет любому количеству пользователей управлять устройствами через онлайн-сервер.

Вот некоторые из преимуществ использования онлайн-сервера и его работы в качестве прокси для маршрутизации сообщений между пользователями и устройствами:

  • Позволяет пользователям одной сети управлять устройствами в другой сети. Например, устройством, подключенным к домашней сети, можно управлять через смартфон, подключенный к сотовой сети.

  • Устройства работают как сетевые (TCP / IP) клиенты, поэтому для получения доступа к устройствам через онлайн-сервер не требуется перенаправление портов маршрутизатора или другие уловки.

  • Устройства, выступающие в качестве сетевых клиентов, работают в скрытом режиме, что значительно повышает безопасность устройств. Подробнее о безопасности мы поговорим позже.

  • Маленькие устройства обычно не имеют ресурсов для предоставления прямого веб-интерфейса. Онлайн-сервер выполняет всю тяжелую работу по предоставлению веб-интерфейса для устройств, что значительно снижает сложность кода в устройствах.

Виртуальный частный сервер

Настройка собственного VPS может показаться сложным и дорогостоящим, но на самом деле настройка VPS очень проста, а затраты могут быть минимальными. Услуги VPS можно найти всего за 8 долларов в год. Мой любимый сайт для покупок бюджетных VPS — lowendbox.com, а один из моих любимых провайдеров VPS — securedragon, где вы можете получить трехмесячную аренду менее чем за 6 долларов и годовую аренду за 12 долларов.

Ограничение памяти

Ограничением бюджетного VPS является объем доступной памяти.Бюджетный VPS, который мы используем в этой статье, имеет только 64 Мбайт памяти, что ограничивает выбор серверных решений IoT, которые можно использовать. Решение IoT, которое мы будем использовать в этой статье, представляет собой структуру сервера приложений, которая включает в себя протокол IoT, веб-сервер, язык сценариев на стороне сервера и базу данных в одном устройстве. Этот программный пакет может легко работать на бюджетном VPS, и в моей тестовой среде я смог подключить 10 000 устройств к онлайн-серверу. Я выполнил тест, используя несколько дополнительных виртуальных частных серверов, на которых я запустил несколько смоделированных устройств.

Linux

Бюджетный VPS будет работать под управлением Linux. Если вы никогда не использовали Linux, вы можете подумать, что это не для вас; однако нет ничего более далекого от истины. Онлайн-VPS — лучшая отправная точка для любого новичка в изучении командной строки Linux, потому что независимо от того, что вы делаете с VPS, простой в использовании веб-интерфейс управления VPS позволит вам восстановить исходную конфигурацию VPS с помощью нажатие кнопки.

По этой причине поиграться с онлайн-VPS — отличный способ изучить командную строку Linux.Если вы переводите свой Linux VPS в состояние, при котором вы не можете его восстановить, войдите в веб-панель управления VPS и нажмите кнопку переустановки. Свежий Linux VPS будет доступен через одну-две минуты, и вы сможете начать все сначала.

Удаленный вход через SSH

Онлайн-VPS позволяет удаленно входить в систему с помощью SSH (Secure Shell). Если ваш компьютер работает под управлением Windows, загрузите SSH-клиент Putty и запустите исполняемый файл из любого каталога. Компьютеры Mac и Windows обычно включают в себя SSH-клиент командной строки, поэтому вы можете просто ввести ssh в командной строке на Linux и Mac.

Когда вы подписываетесь на услугу VPS, например, на бюджетный securedragon VPS (O64), вы получите электронное письмо с инструкциями по удаленному входу на свой VPS с помощью SSH. Инструкции включают IP-адрес вашего нового VPS и пароль root (admin). На следующем рисунке показано, как ввести IP-адрес в Putty и как войти в систему как пользователь root в окне командной строки.

На этом этапе вы можете попробовать несколько команд Linux. Не беспокойтесь о повреждении VPS, поскольку простое нажатие кнопки на панели управления VPS переустановит операционную систему Linux.

Установка IoT-сервера

Чтобы установить серверное программное обеспечение и пример программы, скопируйте все приведенное ниже и вставьте команды в окно консоли SSH.

  wget http://makoserver.net/install/brokerX86/install.sh;
chmod + x install.sh;
./install.sh  

В следующем видео показана полная последовательность установки, от настройки бесплатного доменного имени, входа в VPS, установки программного обеспечения до проверки его работы с помощью браузера.

Несколько примечаний к видео выше:

  • Предлагаемый провайдер VPS Берри больше не работает. Используйте securedragon, как предложено выше, или перейдите на LowEndTalk и выберите поставщика VPS из списка опросов лучших поставщиков VPS с рейтингом сообщества.
  • В последней части видео показано, как установить программное обеспечение граничного узла на свой компьютер в тестовых целях. Вам не нужно этого делать, если у вас ESP8266 и вы следуете приведенным ниже инструкциям по установке программного обеспечения ESP8266.
  • Сценарий установки IoT-сервера был обновлен с момента создания видео. Сценарий установки теперь также устанавливает веб-редактор исходного кода, который при желании позволяет вам редактировать серверный код и пользовательский интерфейс HTML с помощью браузера. См. Предыдущее видео в этой статье в разделе Установка IoT-сервера на ваш собственный компьютер , чтобы узнать, как использовать веб-среду IDE.

Загрузка и компиляция эскиза Arduino

Пример Arduino был протестирован на Arduino-совместимом ESP8266 Wi-Fi.Однако вы сможете использовать Arduino только с незначительными изменениями кода запуска.

Загрузите и распакуйте Arduino Sketch в любой каталог:
https://realtimelogic.com/downloads/SMQ/SMQ-Arduino.zip

В следующем видео показано, как скомпилировать код и загрузить его в ESP8266

.


Откройте файл скетча SMQ.ino в IDE Arduino и прокрутите вниз, пока не увидите:

  #error УДАЛИТЕ ЭТУ СТРОКУ И УСТАНОВИТЕ ДВЕ ПЕРЕМЕННЫЕ НИЖЕ
статическая константа char * ssid = "";
статический константный символ * пароль = "";  

Удалите первую строку выше и установите переменную ‘ssid’ для идентификатора беспроводной сети и ‘password’ для пароля беспроводной сети.

Откройте файл led-example.cpp и прокрутите вниз, пока не увидите:

  #define SIMPLEMQ_DOMAIN "http://simplemq.com"  

Измените доменное имя «simplemq.com» на IP-адрес вашего VPS.

Скомпилируйте и загрузите файл эскиза на плату Arduino. Если все пойдет как надо, устройство Arduino должно появиться в веб-интерфейсе. Вы попадаете в веб-интерфейс, используя браузер и перейдя на свой IP-адрес VPS.

Вышеупомянутое — это все, что вам нужно для настройки онлайн-сервера, который вы можете использовать для управления своими устройствами Arduino в режиме реального времени с помощью браузера.Полное приложение можно использовать «как есть» для управления всем, что обеспечивает состояние включения / выключения, например светодиодами, лампами, двигателями и т. Д. Полное приложение состоит из двух частей: (1) Веб-приложение на базе JavaScript, работающее в вашем браузер и который подключен к онлайн-серверу. (2) код Arduino, работающий на плате Arduino, который также подключен к онлайн-серверу. Онлайн-сервер действует как общий прокси-сервер и маршрутизирует сообщения между устройствами и браузерами.

Протокол Интернета вещей, используемый в этом приложении, называется SMQ, который обеспечивает индивидуальную связь (через онлайн-прокси) в дополнение к шаблону публикации / подписки.Функция публикации / подписки (pub / sub) в SMQ аналогична другим pub / sub-протоколам, таким как MQTT и AMQP. Онлайн-прокси-сервер обычно называется брокером при использовании pub / sub-протоколов. Брокер отвечает за маршрутизацию сообщений между издателями и подписчиками. Подробное объяснение того, как работают приложение JavaScript и код Arduino, можно найти здесь.

Использование FreeRTOS

Среда Arduino отлично подходит для новичков, но Arduino очень ограничена в своей функциональности.Вместо использования Arduino вы также можете использовать готовую к использованию среду FreeRTOS, называемую esp-open-rtos, но не волнуйтесь, вам не нужно проходить сложную настройку esp-open-rtos. Вместо этого вы можете использовать предварительно настроенную и полностью готовую к использованию среду с простой в использовании сетевой IDE. Веб-среда IDE отлично подходит для пользователей Arduino, которые привыкли к простой в использовании Arduino IDE.

Перейдите к RTL и загрузите бесплатную ESP8266 IDE.

IDE, разработанная для образовательных целей, включает предварительно сконфигурированный esp-open-rtos в комплекте с простой в использовании IDE с исходным кодом на языке C.Для IDE требуется VMWare или VirtualBox. Я предпочитаю VMWare VirtualBox, так как мне легче пользоваться. Обратите внимание, что VMWare бесплатна для некоммерческого использования.

На снимке экрана ниже показаны виртуальная машина и веб-среда IDE, подключенная к виртуальной машине. Обратите внимание, как виртуальная машина стала владельцем USB-соединения ESP8266. Веб-среда IDE обнаруживает это и показывает, что ESP8266 подключен и готов к установке новой прошивки.

Обратите внимание, что IP-адрес вашей виртуальной машины, скорее всего, будет отличаться от указанного на рисунке выше.Обязательно щелкните в окне виртуальной машины для IP-адреса. Если окно пустое, щелкните его, а затем нажмите клавишу ввода. Вы должны ввести этот IP-адрес в своем браузере, чтобы открыть веб-среду IDE.

Дополнительные платформы

C-код граничного узла также доступен для многих дополнительных платформ. Подробности смотрите на странице SMQ на GitHub.

Пользовательский интерфейс Java

Если вы программист на Java и предпочитаете разрабатывать пользовательский интерфейс с использованием Java, а не HTML, см. Статью Управление устройствами Java IoT.

Установка IoT-сервера на свой компьютер

Установка IoT-сервера на ваш собственный компьютер вместо онлайн-сервера — отличный способ начать использовать IoT-сервер в учебных целях.

Вы можете использовать приведенный выше сценарий установки VPS на своем компьютере, если используете Linux x86 или Windows 10.

Сценарий установки разработан для Linux, но сценарий установки также работает в Windows 10, если вы устанавливаете подсистему Linux.Если вы используете Windows, откройте Microsoft Store и найдите «debian». Установите подсистему Debian Windows для Linux и откройте оболочку bash.

В следующем видео показано, как использовать сценарий установки в подсистеме Windows для Linux. Вы бы использовали ту же установку в стандартном дистрибутиве Linux.


Безопасность Интернета вещей

Я обновил эту статью и добавил некоторую информацию о безопасности.

Итак, насколько безопасно это решение?

Протокол SMQ, используемый в приведенном выше руководстве, имеет превосходные функции безопасности, но все сводится к мерам безопасности, которые вы должны предпринять.

Аутентификация

Пример кода, разработанный для этого руководства, не использует аутентификацию по паролю для протокола SMQ. Вы можете легко добавить аутентификацию по паролю в пример кода. Не буду вдаваться в подробности, но протокол SMQ поддерживает строгую аутентификацию. Аутентификацию можно сделать безопасной даже при подключении без TLS, используя так называемую аутентификацию на основе хэша с заполнением.

Протокол SMQ предоставляет начальное значение. Вам просто нужно определиться с используемым алгоритмом хеширования.Функция C SMQ_init () предоставляет начальное значение в качестве выходного параметра, и это начальное значение может использоваться для создания, например, хэша HMAC. Затем хэш HMAC используется в качестве учетных данных при вызове SMQ_connect . Подробнее см. Справочную документацию по коду SMQ C. Функция обратного вызова аутентификации на стороне сервера выполняет те же вычисления, используя начальное число, указанное в качестве одного из аргументов. См. Подробные сведения об обратном вызове аутентификации брокера SMQ.

Авторизация

Протокол SMQ также поддерживает авторизацию и статью «Неужели мы забыли древние уроки построения систем защиты?» подробно объясняет, почему использование авторизации — хорошая идея.

Дополнительная литература

Создание системы Интернета вещей с использованием Arduino и облачной платформы Интернета вещей

Начало работы с Интернетом вещей с помощью Arduino и Google

Лучшие варианты программного обеспечения Raspberry Pi для умного дома

Raspberry Pi — это утилитарный одноплатный компьютер (SBC), разработанный для множества приложений. Благодаря малой занимаемой площади и низкому энергопотреблению в сочетании с большими возможностями обработки для своего размера Raspberry Pi хорошо подходит в качестве постоянно включенного устройства. Примечательно, что создать самодельный (DIY) медиа-сервер Raspberry Pi для круглосуточного облачного хранилища очень просто.С появлением устройств для умного дома Raspberry Pi увидел несколько проектов Raspberry Pi в сфере умного дома. Существует множество проектов умного дома Raspberry Pi, которые возможны, в том числе автоматическая интеллектуальная система полива, массив систем безопасности и текстовый дверной звонок. Среди самых простых проектов DIY Raspberry Pi — концентратор умного дома Raspberry Pi. Ознакомьтесь с лучшими доступными вариантами программного обеспечения для умного дома Raspberry Pi и начните использовать домашнюю автоматизацию с Raspberry Pi!

Параметры программного обеспечения Raspberry Pi Smart Home: начало работы

Конкретное оборудование, которое вам понадобится для автоматизации дома с помощью Raspberry Pi, может несколько отличаться в зависимости от дополнительных периферийных устройств.Однако для базового концентратора умного дома Raspberry Pi вам потребуется:

Хотя многие проекты умного дома Raspberry Pi могут лучше подходить для платы Raspberry Pi 4, существует несколько идей умного дома Raspberry Pi Zero. Если вам нужна большая вычислительная мощность, Raspberry Pi 4 — лучший выбор. Другое программное обеспечение для автоматизации умного дома Raspberry Pi, которое требует низкой вычислительной мощности, работает как чемпион на платах Pi Zero и Zero W. Помимо этих основ, вам могут потребоваться дополнительные компоненты, такие как микрофон или насадки для датчиков.С концентратором умного дома Raspberry Pi вы можете приступить к управлению умным домом и автоматизации умного дома.

Home Assistant с соответствующим названием — лучший выбор в качестве программного обеспечения для автоматизации умного дома Raspberry Pi с открытым исходным кодом. Hass.io — это ОС для умного дома Raspberry Pi, которая обрабатывает все, от установки Home Assistant до управления пользовательским интерфейсом Home Assistant (UI). Для Hass.io существует множество надстроек от Let’s Encrypt до Alexa и Google Assistant.Таким образом, Home Assistant для Raspberry Pi предоставляет множество функциональных возможностей. Платформа домашней автоматизации с открытым исходным кодом может похвастаться множеством интеграций, включая Plex, IFTTT, Sonos, Zigbee, Z-Wave и Samsung SmartThings. Он прост в установке, содержит множество надстроек и предоставляет широкие возможности для автоматизации.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Превосходный вариант автоматизации умного дома Raspberry Pi, MisterHouse использует сценарии Perl для мониторинга элементов, которые можно запрашивать или управлять удаленно.Есть возможность голосового управления и может выполнять такие функции, как включение и выключение света, запись телешоу и даже объявление телефонных звонков. Помимо ОС Linux, MisterHouse работает на ПК с Windows и устройствах macOS. Благодаря отличной документации и широкому спектру платформ, на которых он может работать, MisterHouse является лучшим выбором для домашней автоматизации с Raspberry Pi.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Есть солидная статья о запуске OpenHAB на Raspberry Pi.Как позволяет официальный сайт OpenHAB, Pi — отличный выбор оборудования из-за его энергоэффективности и крошечной занимаемой площади. Этот широко известный инструмент автоматизации умного дома имеет открытый исходный код и имеет специализированное сообщество. Вы найдете сопутствующие приложения для мобильных устройств, таких как iOS и Android, более 200 интеграций для систем, устройств и технологий, а также простой запуск. Я использовал OpenHAB для автоматизации своего дома с помощью Raspberry Pi, и мне нравится его простота использования, но надежный набор функций.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Комплексная ОС для автоматизации умного дома, Calaos предлагает ошеломляющую поддержку.Совместимость с сенсорным интерфейсом, встроенные приложения для Android и iOS, основа ОС Linux, веб-приложение и даже серверные функции. Установщики включают образ Raspberry Pi, выпуски Cubieboard, образы для наборов микросхем Intel и многое другое. Обратите внимание, что многие разделы Wiki и форумов находятся на французском языке. Для людей, не говорящих по-французски, это может быть небольшим недостатком, но инструменты перевода могут помочь. Кроме того, Calaos довольно прост и интуитивно понятен, поэтому вам не потребуется много инструкций. Я очень рекомендую Calaos для проекта Raspberry Pi по домашней автоматизации.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

В то время как OpenHAB и Home Assistant представляют собой интеллектуальные домашние платформы для автоматизации и управления, Mycroft немного отличается. Этот виртуальный помощник похож на умные колонки Amazon Alexa или Google Assistant. С Mycroft, работающим на Raspberry Pi, вы можете создать своего собственного умного голосового помощника на основе Raspberry Pi. Все, что вам понадобится, — это Raspberry Pi, образ Mycroft или Mycroft, работающий в Raspbian, динамик, карта microSD и USB-микрофон.Вы найдете множество навыков, от новостей NPR до управления СМИ, поиска в Интернете и многого другого. Хотя вы можете создать своего собственного умного помощника Mycroft с помощью Raspberry Pi, вы также можете приобрести готовое устройство. Майкрофт в конечном итоге — фантастическая альтернатива Alexa.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Платформа автоматизации умного дома Domoticz совместима с множеством устройств, включая Raspberry Pi.Вы можете подключить множество гаджетов, например, пульты дистанционного управления. Учитывая его обширную интеграцию, включая MQTT и Apple HomeKit, Domoticz — отличный выбор для работы на Raspberry Pi. Благодаря своему легкому весу Domoticz идеально подходит для работы на SBC. С Domoticz есть великолепная документация, в том числе обширная Wiki-страница, посвященная Raspberry Pi.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Инструмент домашней автоматизации с открытым исходным кодом Jeedom может управлять многими интеллектуальными устройствами, такими как фонари, макеты и даже мультимедийные устройства.Он доступен в операционных системах Linux и работает как чемпион на Raspberry Pi. Для управления на ходу есть мобильные приложения для Android и iOS. Примечательно, что Jeedom действительно предлагает готовое решение для устройства, готового к использованию «из коробки».

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Среди лучших идей для проектов Raspberry Pi — игровая консоль в стиле ретро и маломощный домашний кинотеатр (HTPC). LinuxMCE или Linux Media Center Edition действует как мост между медиа и технологиями умного дома.Встроенный LinuxMCE имеет интеграцию для игр, мультимедиа, устройств климат-контроля, безопасности умного дома, освещения и многого другого. Благодаря этой конвергенции LinuxMCE может похвастаться большим потенциалом домашней автоматизации Raspberry Pi. Это действительно утилитарный дистрибутив (дистрибутив) Linux, лучший выбор для работы на Raspberry Pi.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Уникальный выбор для Raspberry Pi, OpenNetHome интуитивно понятен в установке и использовании.С помощью этой платформы умного дома с открытым исходным кодом вы можете контролировать и управлять многими устройствами, включая диммеры, пожарную сигнализацию, термометры, датчики влажности и многое другое. Основанный на Apache и Java, он также доступен на компьютерах с Linux, Windows и macOS.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Для концентратора умного дома на базе Raspberry Pi проверьте сервер MyPi с соответствующим именем. Он прост в использовании и включает приложения для iOS и Android для управления умным домом и автоматизации умного дома.Документация не такая надежная, как на других платформах, но это отличная система умного дома, сделанная своими руками. По сути, MyPi позволяет удаленно управлять заголовками Raspberry Pi GPIO для конкретных проектов управления умным домом. Вы можете синхронизировать до четырех плат Raspberry Pi.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Как следует из названия, PiDome — это платформа автоматизации умного дома Raspberry Pi с открытым исходным кодом. Вы найдете прекрасный пользовательский интерфейс с настраиваемой приборной панелью, где вы можете отслеживать различные статистические данные, такие как температура Raspberry Pi, освещение, гаджеты для умного дома и многое другое.PiDome — отличный контроллер для умного дома.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

Разработанная для работы на телевизоре или мониторе домашнего кинотеатра (HTPC) на базе Linux и концентратора умного дома, Plasma Bigscreen OS включает встроенный Mycroft Pi. Таким образом, это отличный вариант, который позволяет легко превратить Pi в носитель. центр и устройство домашней автоматизации. Его интерфейс имитирует интерфейс Android TV, поэтому вы можете использовать Plasma Bigscreen OS в качестве HTPC или даже сделать настенный концентратор с Raspberry Pi и сенсорным экраном.

Совместим с: Raspberry 2, 3, 3 A +, 3 B + и Raspberry Pi 4

12 лучших проектов концентраторов умного дома на Raspberry Pi: последние мысли

В целом, существует множество идей проекта умного дома Raspberry Pi для автоматизации умного дома Raspberry Pi, управления и многого другого. Home Assistant — один из лучших вариантов с обширной документацией и готовым образом для Raspberry Pi. LinuxMCE существует уже некоторое время и остается достойным соперником, особенно в том, что касается объединения приложений для ПК для домашнего кинотеатра с системой управления умным домом.

Plus, вы сможете собрать комплексный комплект для умного дома Raspberry Pi, используя несколько из этих программных опций. Поскольку Home Assistant и Mycroft могут быть установлены в дистрибутиве Linux, таком как Raspbian, вы можете установить как комбинированный концентратор умного дома Raspberry Pi, так и голосовой помощник. В конечном итоге Raspberry Pi предлагает множество опций программного обеспечения для умного дома.

Какие программы для умного дома Raspberry Pi и проекты Raspberry вы рекомендуете?

Как построить собственный частный умный дом с помощью Raspberry Pi и Mozilla’s Things Gateway — Mozilla Hacks

В прошлом году мы анонсировали Project Things от Mozilla.Project Things — это структура программного обеспечения и услуг, которая может преодолеть разрыв связи между подключенными устройствами, предоставляя URL-адреса «вещей» в Интернете.

Сегодня я с радостью расскажу вам о последней версии Things Gateway и о том, как вы можете использовать ее для прямого мониторинга и управления своим домом через Интернет без посредников. Вместо того, чтобы устанавливать разные мобильные приложения для каждого устройства умного дома, которое вы покупаете, вы можете управлять всеми своими устройствами через единый безопасный веб-интерфейс. В этом сообщении блога будет объяснено, как создать собственный шлюз Web of Things с помощью Raspberry Pi и использовать его для подключения существующих готовых продуктов для умного дома от различных брендов, используя возможности открытого Интернета.

В последней версии шлюза есть много интересных новых функций, в том числе механизм правил для установки «, если это, то это», правила стиля для того, как вещи взаимодействуют, вид плана этажа для размещения устройств на карте вашего дом, экспериментальное голосовое управление и поддержка множества новых типов «вещей». Также имеется совершенно новая система надстроек для добавления поддержки новых протоколов и устройств и новый способ безопасной авторизации сторонних приложений для доступа к вашему шлюзу.

Оборудование

Первое, что нужно сделать, это достать одноплатный компьютер Raspberry Pi®. Последняя версия Raspberry Pi 3 имеет встроенную поддержку Wi-Fi и Bluetooth, а также доступ к портам GPIO для прямого подключения оборудования. Это не важно, поскольку вы можете использовать альтернативные платы разработчика или даже свой ноутбук или настольный компьютер, но в настоящее время это обеспечивает наилучшие возможности.

Если вы хотите использовать устройства умного дома, использующие другие протоколы, такие как Zigbee или Z-Wave, вам нужно будет приобрести USB-ключи.Для Zigbee в настоящее время мы поддерживаем Digi XStick (версия с сеткой ZB). Для Z-Wave вы должны иметь возможность использовать любой ключ, совместимый с OpenZWave, но пока мы тестировали только Sigma Designs UZB Stick и Aeotec Z-Stick (Gen5). Убедитесь, что вы приобрели подходящее устройство для вашего региона, так как рабочие частоты Z-Wave могут варьироваться в зависимости от страны.

Вам также понадобится карта microSD для прошивки программного обеспечения! Мы рекомендуем не менее 4 ГБ.

Тогда есть сами «вещи».Шлюз уже поддерживает множество различных умных розеток, датчиков и умных лампочек от множества разных производителей, использующих Zigbee, Z-Wave и WiFi. Взгляните на вики для устройств, которые уже были протестированы. Если вы хотите внести свой вклад, мы всегда ищем добровольцев, которые помогут нам протестировать больше устройств. Сообщите нам, какие еще устройства вы хотели бы видеть работающими, и подумайте о создании собственного адаптера, чтобы заставить его работать! (увидим позже).

Если вы не совсем готовы потратиться на все это оборудование, но хотите опробовать программное обеспечение шлюза, теперь есть надстройка Virtual Things, которую вы можете установить, чтобы добавить виртуальные вещи в свой шлюз.

Программное обеспечение

Затем вам нужно загрузить образ программного обеспечения Things Gateway 0.3 для Raspberry Pi и записать его на SD-карту. Есть разные способы сделать это, но Etcher — это графическое приложение для Windows, Linux и MacOS, которое делает это простым и безопасным.

Если вы хотите поэкспериментировать с программным обеспечением шлюза на своем ноутбуке или настольном компьютере, вы можете следовать инструкциям на GitHub, чтобы загрузить и собрать его самостоятельно. У нас также есть экспериментальный пакет OpenWrt, и скоро появится поддержка для других платформ.Свяжитесь с нами, если вы ориентируетесь на другую платформу.

Первая настройка

Перед загрузкой шлюза со вставленной SD-картой убедитесь, что все USB-ключи Zigbee или Z-Wave подключены.

Когда вы впервые загружаете шлюз, он действует как точка доступа WiFi, транслируя имя сети (SSID) «Mozilla IoT Gateway». Вы можете подключиться к этой точке доступа Wi-Fi с помощью ноутбука или смартфона, который автоматически направит вас на страницу настройки. Кроме того, вы можете подключить Raspberry Pi напрямую к своей сети с помощью сетевого кабеля и шлюза типа .local в свой браузер, чтобы начать процесс установки.

Во-первых, вам предоставляется возможность подключиться к сети Wi-Fi:

Если вы решите подключиться к сети Wi-Fi, вам будет предложено ввести пароль Wi-Fi, а затем вам нужно будет убедиться, что вы подключены к той же сети, чтобы продолжить настройку.

Затем вам будет предложено выбрать уникальный поддомен для вашего шлюза, который автоматически сгенерирует для вас SSL-сертификат с помощью LetsEncrypt и настроит безопасный туннель в Интернет, чтобы вы могли получить доступ к шлюзу удаленно.Вам будет предложено ввести адрес электронной почты, чтобы в случае необходимости вы могли восстановить свой субдомен. Вы также можете использовать собственное доменное имя, если не хотите использовать службу туннелирования, но вам потребуется создать собственный сертификат SSL и настроить DNS самостоятельно.

После этого вы будете безопасно перенаправлены на новый субдомен, и вам будет предложено создать учетную запись пользователя на шлюзе.

После этого вы автоматически войдете в шлюз и будете готовы начать добавлять элементы.Обратите внимание, что веб-интерфейс шлюза представляет собой прогрессивное веб-приложение, которое вы можете добавить на рабочий стол своего смартфона с помощью Firefox.

Добавление вещей

Чтобы добавить устройства к шлюзу, щелкните значок «+» в правом нижнем углу экрана. Это переведет все подключенные адаптеры в режим сопряжения. Следуйте инструкциям для вашего индивидуального устройства, чтобы связать его со шлюзом (для этого часто требуется нажатие кнопки на устройстве, когда шлюз находится в режиме сопряжения).

Устройства, которые были успешно сопряжены со шлюзом, появятся на экране добавления устройства, и вы можете дать им имя по вашему выбору, прежде чем сохранять их на шлюзе.

Добавленные устройства появятся на экране «Вещи».

Вы можете включать и выключать объекты одним касанием или нажимать кнопку «Развернуть», чтобы перейти к расширенному просмотру всех свойств объекта. Например, интеллектуальная розетка имеет переключатель включения / выключения и сообщает о текущем потреблении энергии, напряжении, токе и частоте.

Цветной светильник с регулируемой яркостью позволяет включать и выключать свет, устанавливать его цвет и уровень яркости.

Правила двигателя

Щелкнув по главному меню, вы можете получить доступ к механизму правил.

Механизм правил позволяет вам установить правила стиля «, если это, то » для того, как устройства взаимодействуют друг с другом. Например, «Если Smart Plug A включается, включите Smart Plug B».

Чтобы создать правило, сначала нажмите кнопку «+» в правом нижнем углу экрана правил.Затем перетащите объекты на экран и выберите свойства объектов, которые вы хотите соединить вместе.

Вы можете дать своему правилу имя, а затем щелкнуть «назад», чтобы вернуться к экрану правил, где вы увидите, что ваше новое правило было добавлено.

План

Нажав на опцию «поэтажный план» в главном меню, вы сможете расположить устройства на поэтажном плане вашего дома. Нажмите кнопку редактирования в правом нижнем углу экрана, чтобы загрузить изображение плана этажа.

Вам нужно будет самостоятельно создать изображение плана этажа. Это можно сделать с помощью онлайн-инструмента или графического редактора, или вы можете просто отсканировать нарисованную от руки карту вашего дома! Лучше всего подходит файл SVG с белыми линиями и прозрачным фоном.

Вы можете расположить устройства на плане помещения, перетаскивая их по экрану.

Просто нажмите «Сохранить», когда закончите, и вы увидите все свои устройства. Вы можете щелкнуть по ним, чтобы открыть их расширенный вид.

Дополнения

Шлюз имеет систему надстроек, позволяющую расширить его возможности. Он поставляется с надстройками адаптеров Zigbee и Z-Wave, установленными по умолчанию, но вы можете добавить поддержку дополнительных адаптеров через систему надстроек в разделе «Настройки» в главном меню.

Нажмите кнопку «+ Добавить» на любом надстройке, которую вы хотите установить.

Например, есть надстройка Virtual Things, которая позволяет вам экспериментировать с различными типами веб-вещей без необходимости покупать какое-либо реальное оборудование.Нажмите кнопку «+» в правом нижнем углу экрана, чтобы увидеть список доступных надстроек.

Нажмите кнопку «+ Добавить» на всех надстройках, которые вы хотите установить. Когда вы вернетесь к экрану надстроек, вы увидите список надстроек, которые были установлены, и вы можете включить или отключить их.

В следующем сообщении блога вы узнаете, как создавать, упаковывать и публиковать собственные надстройки адаптера на выбранном вами языке программирования (например, JavaScript, Python или Rust).

Голосовой интерфейс

Шлюз также поставляется с экспериментальным голосовым управлением, которое по умолчанию отключено. Вы можете включить эту функцию через «эксперименты» в настройках.

После включения эксперимента «Речевые команды» вы заметите, что в правом верхнем углу экрана с вещами появится значок микрофона.

Если на смартфоне или компьютере, который вы используете, есть микрофон, вы можете нажать на микрофон и дать голосовую команду, например «Включить кухню», для управления устройствами, подключенными к шлюзу.

Голосовое управление все еще находится в стадии эксперимента и не распознает очень широкий диапазон слов, поэтому лучше попытаться использовать общие слова, такие как кухня, балкон, гостиная и т. Д. Это область, над которой мы будем работать. об улучшении в будущем, в сотрудничестве с командой Voice в Mozilla.

Обновления

Программное обеспечение вашего шлюза должно автоматически обновляться с помощью беспроводных обновлений от Mozilla. Чтобы узнать, какую версию программного обеспечения шлюза вы используете, нажмите «Обновления» в настройках.

Что будет дальше?

В следующем выпуске команда Mozilla IoT планирует создать новые адаптеры шлюза для подключения большего количества существующих умных домашних устройств к Web of Things. Мы также начинаем работу над набором программных библиотек на разных языках программирования, чтобы помочь хакерам и разработчикам создавать собственные нативные веб-вещи, которые напрямую открывают API Web Thing, используя существующие платформы, такие как Arduino и Android Things. После этого вы сможете добавить эти вещи в шлюз по их URL-адресу.

Мы продолжим вносить свой вклад в стандартизацию формата описания веб-вещей и API через W3C Web of Things Interest Group. Предоставляя URL-адреса подключенных устройств в Интернете и используя стандартную модель данных и API, мы можем помочь в обеспечении большей совместимости в Интернете вещей.

В следующем сообщении блога будет объяснено, как создать, упаковать и поделиться своим собственным надстройкой адаптера с использованием языка программирования по вашему выбору, чтобы добавить новые возможности в шлюз вещей.

Как внести свой вклад

Нам нужна ваша помощь! Самый простой способ внести свой вклад — загрузить образ программного обеспечения Things Gateway (0.3 на момент написания) и протестируйте это на себе с помощью Raspberry Pi, чтобы помочь нам найти ошибки и предложить новые функции. Вы можете просмотреть наш исходный код и проблемы с файлами на GitHub. Вы также можете помочь нам решить проблемы с запросами на вытягивание и предоставить свои собственные адаптеры для шлюза.

Если вы хотите задать вопросы, вы можете найти нас в #iot на irc.mozilla.org или в теме «Mozilla IoT» в Discourse. Посетите iot.mozilla.org для получения дополнительной информации и подпишитесь на @MozillaIoT в Twitter, если вы хотите быть в курсе последних событий.

Удачного взлома!

Примечание редактора: Хотите начать взламывать? Вот пара проектов, с которых можно начать:

Бывший инженер-программист Mozilla. Приглашенный эксперт W3C по веб-приложениям и сети вещей.

Другие статьи Бена Фрэнсиса…

6 инструментов домашней автоматизации с открытым исходным кодом

Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в марте 2016 года и была обновлена, чтобы включить дополнительные параметры и информацию.

Интернет вещей — это не просто модное слово, это реальность, которая быстро расширяется с тех пор, как мы в последний раз опубликовали обзорную статью об инструментах домашней автоматизации в 2016 году. В 2017 году 26,5% домохозяйств в США уже использовали какой-либо тип технологии умного дома. ; Ожидается, что в течение пяти лет этот процент удвоится.

С постоянно растущим числом доступных устройств, которые помогут вам автоматизировать, защитить и контролировать ваш дом, еще никогда не было проще и соблазнительнее попробовать свои силы в домашней автоматизации.Независимо от того, хотите ли вы управлять своей системой HVAC удаленно, интегрировать домашний кинотеатр, защитить свой дом от кражи, пожара или других угроз, сократить потребление энергии или просто контролировать несколько источников света, в вашем распоряжении бесчисленное множество устройств.

Но в то же время многие пользователи беспокоятся о последствиях для безопасности и конфиденциальности, связанных с внедрением новых устройств в свои дома — очень реальное и серьезное соображение. Они хотят контролировать, кто имеет доступ к жизненно важным системам, которые контролируют их бытовую технику и записывают каждый момент их повседневной жизни.И это понятно: в эпоху, когда даже ваш холодильник может быть умным устройством, разве вы не хотите знать, звонит ли ваш холодильник домой? Разве вам не нужна базовая гарантия того, что даже если вы дадите устройству разрешение на внешнюю связь, оно будет доступно только тем, кто явно авторизован?

Проблемы безопасности являются одной из многих причин, по которым открытый исходный код будет иметь решающее значение для нашего будущего с подключенными устройствами. Возможность полностью понимать программы, управляющие вашим домом, означает, что вы можете просматривать и, при необходимости, изменять исходный код, запущенный на самих устройствах.

Хотя подключенные устройства часто содержат проприетарные компоненты, первым хорошим шагом к внедрению открытого исходного кода в вашу систему домашней автоматизации является обеспечение того, чтобы устройство, которое связывает ваши устройства вместе и предоставляет вам интерфейс к ним («концентратор»), открытый источник. К счастью, существует множество вариантов, позволяющих запускать все, от вашего постоянно включенного персонального компьютера до Raspberry Pi.

Вот лишь некоторые из наших любимых.

Калаос

Calaos разработан как полнофункциональная платформа домашней автоматизации, включающая серверное приложение, интерфейс с сенсорным экраном, веб-приложение, собственные мобильные приложения для iOS и Android, а также предварительно настроенную операционную систему Linux для работы под ней.Проект Calaos создан французской компанией, поэтому ее форумы поддержки в основном ведутся на французском языке, хотя большая часть учебных материалов и документации переведена на английский язык.

Calaos находится под лицензией GPL версии 3, и вы можете просмотреть его исходный код на GitHub.

Domoticz

Domoticz — это система домашней автоматизации с довольно широкой библиотекой поддерживаемых устройств, от метеостанций до детекторов дыма и пультов дистанционного управления, и большое количество дополнительных сторонних интеграций задокументировано на веб-сайте проекта.Он разработан с использованием интерфейса HTML5, что делает его доступным для настольных браузеров и большинства современных смартфонов, и является легким, работает на многих маломощных устройствах, таких как Raspberry Pi.

Domoticz написан в основном на C / C ++ под лицензией GPLv3, и его исходный код можно просмотреть на GitHub.

Домашний помощник

Home Assistant — это платформа домашней автоматизации с открытым исходным кодом, предназначенная для простого развертывания практически на любой машине, на которой может работать Python 3, от Raspberry Pi до сетевого хранилища (NAS), и она даже поставляется с контейнером Docker для создания развертывание на других системах на одном дыхании.Он интегрируется с большим количеством предложений с открытым исходным кодом, а также с коммерческими предложениями, позволяя связать, например, IFTTT, информацию о погоде или ваше устройство Amazon Echo для управления оборудованием от замков до освещения.

Home Assistant выпущен под лицензией MIT, и его исходный код можно скачать с GitHub.

MisterHouse

MisterHouse приобрел большую популярность с 2016 года, когда мы упомянули его как «еще один вариант для рассмотрения» в этом списке. Он использует сценарии Perl для отслеживания всего, что может быть запрошено компьютером, или управления чем-либо, которым можно управлять удаленно.Он реагирует на голосовые команды, время дня, погоду, местоположение и другие события, чтобы включить свет, разбудить вас, записать ваше любимое телешоу, объявить звонящих по телефону, предупредить, что ваша входная дверь открыта, сообщить, сколько времени ваш сын был в сети, сообщал вам, превышает ли скорость машина вашей дочери, и многое другое. Он работает на компьютерах Linux, macOS и Windows и может считывать / записывать данные с самых разных устройств, включая системы безопасности, метеостанции, идентификаторы вызывающего абонента, маршрутизаторы, системы определения местоположения транспортных средств и т. Д.

MisterHouse находится под лицензией GPLv2, и вы можете просмотреть его исходный код на GitHub.

OpenHAB

OpenHAB (сокращение от Open Home Automation Bus) — один из самых известных инструментов домашней автоматизации среди энтузиастов с открытым исходным кодом, с большим сообществом пользователей и большим количеством поддерживаемых устройств и интеграций. Написанный на Java, openHAB переносится в большинство основных операционных систем и даже хорошо работает на Raspberry Pi. Поддерживая сотни устройств, openHAB не зависит от устройств и упрощает разработчикам добавление собственных устройств или подключаемых модулей в систему.OpenHAB также поставляет приложения для iOS и Android для управления устройствами, а также инструменты дизайна, чтобы вы могли создать свой собственный пользовательский интерфейс для своей домашней системы.

Исходный код openHAB можно найти на GitHub под лицензией Eclipse Public License.

OpenMotics

OpenMotics — это система домашней автоматизации с аппаратным и программным обеспечением под лицензиями с открытым исходным кодом. Он предназначен для обеспечения комплексной системы управления устройствами, а не для объединения множества устройств от разных поставщиков.В отличие от многих других систем, разработанных в первую очередь для упрощения дооснащения, OpenMotics фокусируется на проводном решении. Для получения дополнительной информации см. Нашу полную статью от разработчика серверной части OpenMotics Фредерика Рикбоша.

Исходный код OpenMotics находится под лицензией GPLv2 и доступен для загрузки на GitHub.


Конечно, это не единственные доступные варианты. Многие энтузиасты домашней автоматизации выбирают другое решение или даже решают внедрить собственное. Другие пользователи предпочитают использовать отдельные устройства умного дома, не объединяя их в единую комплексную систему.

Если вышеперечисленные решения не соответствуют вашим потребностям, рассмотрите следующие возможные альтернативы:

  • EventGhost — это инструмент автоматизации домашнего кинотеатра с открытым исходным кодом (GPL v2), работающий только на ПК с Microsoft Windows. Он позволяет пользователям управлять мультимедийными ПК и подключенным оборудованием с помощью подключаемых модулей, запускающих макросы, или путем написания пользовательских сценариев Python.
  • ioBroker — это платформа Интернета вещей на основе JavaScript, которая может управлять освещением, замками, термостатами, мультимедиа, веб-камерами и т. Д.Он будет работать на любом оборудовании, на котором работает Node.js, включая Windows, Linux и macOS, и имеет открытый исходный код по лицензии MIT.
  • Jeedom — платформа домашней автоматизации, состоящая из программного обеспечения с открытым исходным кодом (GPL v2) для управления освещением, замками, мультимедиа и т. Д. Он включает мобильное приложение (Android и iOS) и работает на ПК с ОС Linux; компания также продает концентраторы, которые, по ее словам, представляют собой готовое решение для настройки домашней автоматизации.
  • LinuxMCE позиционирует себя как «цифровой клей» между вашими носителями и всеми вашими электроприборами.«Он работает на Linux (включая Raspberry Pi), выпущен под лицензией Pluto с открытым исходным кодом и может использоваться для домашней безопасности, телекоммуникаций (VoIP и голосовая почта), аудио / видео оборудования, домашней автоматизации и — что уникально — для игр видеоигры.
  • OpenNetHome, как и другие решения в этой категории, представляет собой программное обеспечение с открытым исходным кодом для управления освещением, сигнализацией, приборами и т. Д. Оно основано на Java и Apache Maven, работает в Windows, macOS и Linux, включая Raspberry Pi, и выпущено под GPLv3.
  • Smarthomatic — это среда домашней автоматизации с открытым исходным кодом, которая сосредоточена на аппаратных устройствах и программном обеспечении, а не на пользовательских интерфейсах.Лицензированный под GPLv3, он используется для таких вещей, как управление освещением, приборами и влажностью воздуха, измерение температуры окружающей среды и не забывайте поливать растения.

Теперь ваша очередь: у вас уже есть система домашней автоматизации с открытым исходным кодом? Или, возможно, вы изучаете варианты его создания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *