ულტრა დაბალი სიმძლავრის WiFi სახლის ავტომატიზაციის სისტემა: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

ამ პროექტში ჩვენ ვაჩვენებთ, თუ როგორ შეგიძლიათ ააწყოთ ძირითადი ადგილობრივი ავტომატიზაციის სისტემა რამდენიმე ნაბიჯში. ჩვენ ვაპირებთ გამოვიყენოთ Raspberry Pi, რომელიც იმოქმედებს როგორც ცენტრალური WiFi მოწყობილობა. ვინაიდან ბოლო კვანძებისთვის ჩვენ ვაპირებთ გამოვიყენოთ IOT Cricket ბატარეაზე მომუშავე WiFi მოწყობილობების დასამზადებლად, მაგ. ტემპერატურის სენსორი და დაუკავშირეთ მას RPi კოდის ერთი ხაზის ჩაწერის გარეშე.

ჩვენი სისტემა დაფუძნებული იქნება MQTT საკომუნიკაციო პროტოკოლზე, რომელიც უაღრესად არის მიღებული სახლის ავტომატიზაციის სისტემების უმეტესობაში. მის დასაყენებლად ჩვენ ვირჩევთ Mosquitto MQTT ბროკერს (სერვერს) და ვაყენებთ მას Raspberry Pi- ზე (ჩვენი ცენტრალური კერა).

IOT Cricket– ს ასევე გააჩნია HTTP (S) და MQTT პროტოკოლების მხარდაჭერა. ჩვენ ვაკონფიგურირებთ, რომ ის გამოიყენებს MQTT- ს უშუალოდ ჩვენს RPi MQTT ბროკერთან კომუნიკაციისთვის.

ეს პროექტი შეიძლება განხორციელდეს შემქმნელების მიერ ყველა დონის დონეზე. მას შეიძლება დასჭირდეს ძირითადი შედუღება, თუმცა არ საჭიროებს რაიმე კოდირებას და პროგრამირებას. ამ პროექტის ბოლოს თქვენ მიიღებთ მყარ წარმოდგენას, თუ როგორ შეგიძლიათ მარტივად ააწყოთ თქვენი საკუთარი სისტემა და სწრაფად გააფართოვოთ სისტემაში თქვენი საკუთარი IOT ბოლო კვანძების დამატებით.

მასალები:

• Raspberry Pi (ჩვენ გამოვიყენეთ ვერსია 3 ამ პროექტისთვის)
• IOT Cricket WiFi მოდული
• 2xAAA ბატარეის დამჭერი
• 2xAAA ბატარეები

ნაბიჯი 1: რა არის MQTT?

MQTT პროტოკოლი უზრუნველყოფს შეტყობინებების განხორციელების მსუბუქ მეთოდს გამოქვეყნების/გამოწერის მოდელის გამოყენებით. ეს გახდის მას შესაფერისი ინტერნეტ ნივთებისთვის, როგორიცაა დაბალი სიმძლავრის სენსორები ან მობილური მოწყობილობები, როგორიცაა ტელეფონები, ჩამონტაჟებული კომპიუტერები ან მიკროკონტროლერები. (წყარო: mosquitto.org)

ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იმდენი მოწყობილობა, რამდენიც გვსურს თემების გამოწერა და შეტყობინებების მოსმენა. თუ რომელიმე მოწყობილობა (ები) აქვეყნებს შეტყობინებას ამ თემაზე, მაშინ ყველა მოწყობილობა, რომელიც გამოწერილია თემაზე, მიიღებს ამ შეტყობინებას მყისიერად. თემა შეიძლება იყოს ნებისმიერი თვითნებური სტრიქონი, რომელიც ჩვეულებრივ გაერთიანებულია სიმბოლოებით / იერარქიული თემების შესაქმნელად. MQTT– ის ყველაზე ტიპიური გამოყენება არის ერთი ცენტრალური სერვერის ქონა, რომელზეც მოწყობილობებს შეუძლიათ გამოიწერონ შეტყობინებები და გამოაქვეყნონ ისინი. ეს ხელს უწყობს ყველა კომუნიკაციას იმ სერვერთან დაკავშირებულ მოწყობილობებს შორის. ამ პროექტში ჩვენ გამოვიყენებთ RPi– ს, როგორც ჩვენი ცენტრალური MQTT ბროკერი და ყველა სხვა მოწყობილობა გაგზავნის შეტყობინებებს ამ ბროკერის საშუალებით. ამის სწავლის საუკეთესო გზა, ცხადია, საკუთარი თავის გაკეთებით. არსებობს უამრავი რესურსი ინტერნეტში MQTT– ზე. ამასთან, ამ პროექტისთვის თქვენ კარგად უნდა იყოთ ძირითადი შესავლით, რომელიც ზემოთ მოვიტანეთ.

ნაბიჯი 2: MQTT ბროკერის დაყენება Raspberry Pi– ზე

ამ პროექტისთვის ჩვენ ვიყენებთ ღია წყაროს Mosquitto MQTT ბროკერს. ეს არის მსუბუქი და შესაფერისია ყველა მოწყობილობაზე გამოსაყენებლად დაბალი სიმძლავრის ერთჯერადი ბორტ კომპიუტერიდან სრულ სერვერებამდე.

ინსტალაციის დაწყებამდე კარგი პრაქტიკაა სისტემის კომპონენტების განახლება:

$ sudo apt-get განახლება $ sudo apt-get განახლება

დააინსტალირეთ Mosquitto ბროკერი. გახსენით ტერმინალი და ჩაწერეთ შემდეგი ბრძანება:

$ sudo apt -get დააინსტალირეთ mosquitto -y

Mosquitto ბროკერის კონფიგურაცია. კონფიგურაციის ფაილის რედაქტირება:

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

და დაამატეთ შემდეგი ხაზები ზედა:

პორტი 1883 ყველასათვის _ ანონიმური ჭეშმარიტი

გადატვირთეთ RPi ცვლილებების გამოსაყენებლად:

$ sudo გადატვირთვა

Ის არის! ჩვენი MQTT ბროკერი ახლა მუშაობს და მუშაობს!

შენიშვნა: ამ პროექტის სიმარტივის გამო ჩვენ არ ვქმნით ანგარიშებს. ასე რომ, ჩვენს ადგილობრივ ქსელში ნებისმიერს შეუძლია დაუკავშირდეს ამ MQTT ბროკერს სერთიფიკატების გარეშე. თუ გსურთ დაამატოთ მომხმარებლის ავტორიზაცია და გახადოთ ის უფრო უსაფრთხო, ინტერნეტში უამრავი გაკვეთილია, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ეს.

ახლა ჩვენ უბრალოდ უნდა მივიღოთ IP მისამართი, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია გავგზავნოთ შეტყობინებები ჩვენს Mosquitto ბროკერზე ქსელის სხვა მოწყობილობებიდან:

მიიღეთ IP მისამართი:

$ hostname -I

your_RPi_IP_address (მაგ. 192.168.1.10)

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ IOT Cricket RaspberryPi– ზე MQTT– ით

ამ პროექტში ჩვენ ვიყენებთ IOT Cricket WiFi მოდულს მარტივი სენსორისთვის, რომ შევატყობინოთ ტემპერატურა ჩვენს სისტემაში ყოველ 30 წამში. ის იმუშავებს ბატარეაზე, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია დავრჩეთ სადმე სახლში ან ბაღში. მოგვიანებით თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ IOT Cricket ბატარეაზე მომუშავე სენსორების, სიგნალიზაციის, ღილაკების, კონცენტრატორების შესაქმნელად და ასევე დაუკავშიროთ ისინი ჩვენს RPi MQTT ბროკერს ყუთში.

პირველ ეტაპზე დააკავშირეთ ბატარეები კრიკეტთან.

კრიკეტს გააჩნია ჩაშენებული ტემპერატურის სენსორი. ჩვენ უბრალოდ უნდა დავაკონფიგურიროთ ის, რომ გავგზავნოთ ტემპერატურის მნიშვნელობა ჩვენს MQTT ბროკერზე RPi IP მისამართის დაყენებით. ამის გასაკეთებლად გახსენით Cricket– ის კონფიგურაციის პანელი (იხილეთ აქ ნაბიჯები) და გამოიყენეთ შემდეგი პარამეტრები (როგორც ქვემოთ მოცემულ სურათზეა ნაჩვენები, გთხოვთ შეცვალეთ IP მისამართი "url" ყუთში თქვენს RPi– ზე)

ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვიდეთ კონფიგურაციის რეჟიმიდან. მოწყობილობა მზად არის! კრიკეტი უკვე უგზავნის მონაცემებს ჩვენს MQTT ბროკერს ყოველ 30 წამში.

ნაბიჯი 4: შეამოწმეთ MQTT შეტყობინებები

ჩვენს MQTT ბროკერთან გაგზავნილი შეტყობინებების სანახავად / მისაღებად შეგვიძლია გამოვიყენოთ სხვადასხვა ინსტრუმენტი.

უმარტივესი შეიძლება იყოს ბრძანების ხაზის ინსტრუმენტი mosquitto_sub. ჩვენ შეგვიძლია დავაინსტალიროთ იგი ჩვენს ქსელში არსებულ ნებისმიერ კომპიუტერზე ან ჩვენს RPi– ზე ამ ბრძანებით:

$ sudo apt-get დააინსტალირეთ mosquitto-clients -y

ახლა ჩვენ შეგვიძლია შევასრულოთ შემდეგი ბრძანება ჩვენი MQTT ბროკერის საშუალებით გაგზავნილი ყველა თემისა და შეტყობინებების მოსასმენად:

$ mosquitto_sub -v -h your_RPi_IP_address -p 1883 -t '#'

… / 59A98F494C / DEVICE_NAME MyTemperatureDev / 59A98F494C / device_sn 59A98F494C / 59A98F494C / hwc_wake_up 3794 / 59A98F494C / hwc_wifi_enabled 3763 / 59A98F494C / hwc_message_sent 3664 / 59A98F494C / temp 26.0 / 59A98F494C / io1_wake_up 0 / 59A98F494C / rtc_wake_up 1 …

ზემოთ არის გამომავალი მაგალითი იმისა, რასაც IOT Cricket უგზავნის ჩვენს ბროკერს. სხვა მონაცემებს შორის ჩვენ ვხედავთ ტემპერატურას:

/59A98F494C/ტემპერატურა 26.0

MQTT- ის სილამაზე იმაში მდგომარეობს, რომ ის გვაძლევს საშუალებას გამოვიწეროთ მხოლოდ ის თემები, რომლებიც ჩვენ გვაინტერესებს. თუ გვინდა, რომ მივიღოთ მხოლოდ ტემპერატურა, შეგვიძლია გამოვიწეროთ /59A98F494C /temp თემა შემდეგი ბრძანების გამოყენებით:

$ mosquitto_sub -h your_RPi_IP_address -t '/59A98F494C/temp'

…26.126.527.227.6…

ნაბიჯი 5: შეჯამება

ჩვენ ამ პროექტში ვაჩვენეთ ძირითადი აპარატურა და პროგრამული უზრუნველყოფა, რათა დავიწყოთ დაბალი სიმძლავრის, ენერგოეფექტური, სახლის ავტომატიზაციის სისტემების შექმნა WiFi- ზე დაყრდნობით. MQTT არის არსი, რომელიც უნდა დაეყრდნოს უფრო დახვეწილ სისტემებს.

პროგრამული უზრუნველყოფის და სერვისების ეკოსისტემა, რომელიც შეიძლება ინტეგრირებული იყოს MQTT– თან არის უზარმაზარი! არსებობს უამრავი შესანიშნავი სისტემა, როგორიცაა სახლის ასისტენტი, Node RED, Grafana და ა.შ., რომელიც საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ თქვენი სისტემის შესანიშნავი მომხმარებლის გამოცდილება. ჩვენ შეგვიძლია არა მხოლოდ ტემპერატურის მარტივი ამობეჭდვა, არამედ ჩვენ გვაქვს შესანიშნავი დაფები, რომლებიც ვიზუალიზაციას უკეთებს მონაცემებს და მართავს თქვენს მოწყობილობებს.

ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს ამ ძირითადი სისტემის ინფრასტრუქტურა, ცა არის ჩვენი ლიმიტი იმისა, თუ რა სხვა WiFi მოწყობილობებს შეგვიძლია ავაშენოთ IOT Cricket მოდულების გამოყენებით და დავამატოთ ჩვენი სახლის ავტომატიზაციის სისტემას.

მადლობა აქ ასვლისთვის. ვიმედოვნებთ, რომ მოგეწონათ ეს გაკვეთილი!

Things On Edge გუნდი

ნაბიჯი 6: ჩვენს შესახებ

Things On Edge არის კომპანია, რომელიც მდებარეობს კემბრიჯში, დიდი ბრიტანეთი. ჩვენ ვამუშავებთ უკიდურესად დაბალი ბატარეით აღჭურვილ Cricket Wi-Fi მოდულს, რომელიც საშუალებას მოგცემთ დაუკავშიროთ სხვადასხვა ელექტრონული მოწყობილობა სმარტფონებს ან სხვა ინტერნეტ სერვისებს სიტყვასიტყვით წუთებში. ეს არ საჭიროებს რაიმე პროგრამირებას და კოდირებას. ეს საშუალებას გაძლევთ ინტეგრირება მოახდინოთ თქვენს მოწყობილობებზე უზარმაზარ IOT ეკოსისტემურ სერვისებში MQTT და HTTP აპებზე.