Homeայրահեղ ցածր էներգիայի WiFi տան ավտոմատացման համակարգ. 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այս նախագծում մենք ցույց ենք տալիս, թե ինչպես կարող եք մի քանի քայլով կառուցել հիմնական տեղական ավտոմատացման համակարգ: Մենք պատրաստվում ենք օգտագործել Raspberry Pi- ն, որը հանդես կգա որպես կենտրոնական WiFi սարք: Մինչդեռ վերջնական հանգույցների համար մենք պատրաստվում ենք օգտագործել IOT Cricket- ը մարտկոցով աշխատող WiFi սարքեր պատրաստելու համար, օրինակ. ջերմաստիճանի տվիչ և միացրեք այն RPi- ին ՝ առանց մեկ տող կոդ գրելու:

Մեր համակարգը հիմնված կլինի MQTT հաղորդակցության արձանագրության վրա, որը մեծապես ընդունված է տան ավտոմատացման համակարգերի մեծ մասում: Այն կարգավորելու համար մենք ընտրում ենք Mosquitto MQTT բրոքեր (սերվեր) և տեղադրում այն Raspberry Pi- ի (մեր կենտրոնական հանգույց) վրա:

IOT Cricket- ը նաև ունի HTTP (S) և MQTT արձանագրությունների աջակցություն: Մենք կարգավորում ենք, որ այն օգտագործի MQTT ՝ մեր RPi MQTT բրոքերին ուղղակիորեն հաղորդակցվելու համար:

Այս նախագիծը կարող են իրականացնել բոլոր հմտությունների մակարդակ ունեցող արտադրողները: Այն կարող է պահանջել որոշ հիմնական զոդում, սակայն այն չի պահանջում որևէ կոդավորում կամ ծրագրավորում: Այս նախագծի վերջում դուք կստանաք հիմնավոր պատկերացում, թե ինչպես կարող եք հեշտությամբ կառուցել ձեր սեփական համակարգը և արագ ընդլայնել ՝ ավելացնելով ձեր սեփական IOT վերջնական հանգույցները համակարգին:

Պարագաներ:

• Raspberry Pi (այս նախագծի համար մենք օգտագործել ենք ver. 3)
• IOT Cricket WiFi մոդուլ
• 2xAAA մարտկոցի կրիչ
• 2xAAA մարտկոց

Քայլ 1: Ի՞նչ է MQTT- ը:

MQTT արձանագրությունը ապահովում է հաղորդագրությունների հրապարակման թեթև մեթոդ ՝ հրապարակման/բաժանորդագրման մոդելի միջոցով: Սա այն հարմար է դարձնում Իրերի ինտերնետի հաղորդագրությունների համար, ինչպիսիք են ցածր էներգիայի տվիչները կամ բջջային սարքերը, ինչպիսիք են հեռախոսները, ներկառուցված համակարգիչները կամ միկրոկոնտրոլերները: (աղբյուրը ՝ mosquitto.org)

Մենք կարող ենք օգտագործել այնքան սարքեր, որքան ցանկանում ենք բաժանորդագրվել թեմաներին և լսել հաղորդագրությունների ժամանումը: Եթե որոշ սարքեր (ներ) հրապարակում են հաղորդագրություն այդ թեմայով, ապա բոլոր սարքերը, որոնք բաժանորդագրված են թեմային, այդ հաղորդագրությունը ստանում են ակնթարթորեն: Թեման կարող է լինել ցանկացած կամայական տող, որը սովորաբար համակցված է / նիշերի հետ, որպեսզի թույլ տա կառուցել հիերարխիկ թեմաներ: MQTT- ի առավել տիպիկ օգտագործումը մեկ կենտրոնական սերվեր ունենալն է, որին սարքերը կարող են բաժանորդագրվել և հաղորդագրություններ հրապարակել: Այն հեշտացնում է այդ սերվերին միացված սարքերի միջև բոլոր հաղորդակցությունները: Այս նախագծում մենք կօգտագործենք RPi- ն ՝ որպես մեր կենտրոնական MQTT բրոքեր, և մնացած բոլոր սարքերը հաղորդագրություններ կուղարկեն այս բրոքերի միջոցով: Դրա մասին սովորելու լավագույն միջոցը, ակնհայտ է, դա ինքներս անելը: MQTT- ում ինտերնետում առկա են բազմաթիվ ռեսուրսներ: Այնուամենայնիվ, այս նախագծի համար պետք է լավ լինել հիմնական ներածությամբ, որը մենք տրամադրեցինք վերևում:

Քայլ 2: MQTT բրոքերի տեղադրում Raspberry Pi- ի վրա

Այս նախագծի համար մենք օգտագործում ենք բաց կոդով Mosquitto MQTT բրոքեր: Այն թեթև է և հարմար է բոլոր սարքերի համար ՝ ցածր էներգիայի մեկ տախտակի համակարգիչներից մինչև լիարժեք սերվերներ:

Նախքան տեղադրումը սկսելը, լավ պրակտիկա է առաջին հերթին թարմացնել համակարգի բաղադրիչները.

$ sudo apt-get թարմացում $ sudo apt-get թարմացում

Տեղադրեք Mosquitto բրոքեր: Բացեք տերմինալը և մուտքագրեք հետևյալ հրամանը.

$ sudo apt -get տեղադրել mosquitto -y

Կարգավորել Mosquitto բրոքերը: Խմբագրել կազմաձևման ֆայլը.

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

և վերևում ավելացրեք հետևյալ տողերը.

նավահանգիստ 1883allow_anonymous ճշմարիտ

Վերագործարկեք RPi- ն ՝ փոփոխությունները կիրառելու համար.

$ sudo վերագործարկում

Վերջ! Մեր MQTT բրոքերն այժմ գործում է:

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Այս նախագծի պարզության համար մենք հաշիվներ չենք ստեղծում: Այսպիսով, մեր տեղական ցանցի ցանկացած անձ կարող է միանալ այս MQTT բրոքերին ՝ առանց հավատարմագրերի: Եթե ցանկանում եք ավելացնել օգտվողի իսկությունը և այն ավելի ապահով դարձնել, ինտերնետում կան բազմաթիվ ձեռնարկներ, թե ինչպես դա անել:

Այժմ մենք պարզապես պետք է IP հասցե ստանանք, որպեսզի կարողանանք հաղորդագրություններ ուղարկել մեր Mosquitto բրոքերին ցանցի այլ սարքերից.

Ստացեք IP հասցե.

$ hostname -I

your_RPi_IP_address (օր. 192.168.1.10)

Քայլ 3. Միացրեք IOT Cricket- ը RaspberryPi- ին MQTT- ով

Այս նախագծում մենք օգտագործում ենք IOT Cricket WiFi մոդուլը `պարզ սենսորի համար` մեր համակարգին յուրաքանչյուր 30 վայրկյանը մեկ ջերմաստիճանի մասին հաղորդելու համար: Այն կաշխատի մարտկոցի միջոցով, որպեսզի մենք կարողանանք այն կպցնել տանը կամ այգու ցանկացած վայրում: Հետագայում կարող եք օգտագործել IOT Cricket- ը մարտկոցով աշխատող տարբեր սենսորներ, ահազանգեր, կոճակներ, անջատիչներ կառուցելու համար և դրանք նույնպես միացնել տուփից դուրս մեր RPi MQTT բրոքերին:

Առաջին քայլում միացրեք մարտկոցները Cricket- ին:

Ickղրիդը գալիս է ներկառուցված ջերմաստիճանի տվիչով: Մենք պարզապես պետք է կազմաձևենք այն, որպեսզի ջերմաստիճանի արժեքը ուղարկի մեր MQTT բրոքերին ՝ սահմանելով RPi IP հասցեն: Դա անելու համար բացեք Cricket- ի կազմաձևման վահանակը (տե՛ս այստեղ քայլերը) և կիրառեք հետևյալ պարամետրերը (ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում, խնդրում ենք հարմարեցնել IP հասցեն «url» տուփում ձեր RPi- ին)

Այժմ մենք կարող ենք դուրս գալ կազմաձևման ռեժիմից: Սարքը պատրաստ է: Cricket- ն արդեն տվյալներ է ուղարկում մեր MQTT բրոքերին յուրաքանչյուր 30 վայրկյանը մեկ:

Քայլ 4: Ստուգեք MQTT հաղորդագրությունները

Մեր MQTT բրոքերին ուղարկված հաղորդագրությունները դիտելու / ստանալու համար կարող ենք օգտագործել տարբեր գործիքներ:

Ամենահեշտը կարող է լինել mosquitto_sub հրամանի տողի գործիքը: Մենք կարող ենք տեղադրել այն մեր ցանցի ցանկացած համակարգչի վրա կամ մեր RPi- ի վրա ՝ այս հրամանով.

$ sudo apt-get install mosquitto-clients -y

Այժմ մենք կարող ենք կատարել հետևյալ հրամանը ՝ լսելու ԲՈԼՈՐ թեմաներն ու հաղորդագրությունները, որոնք ուղարկվում են մեր MQTT բրոքերի միջոցով.

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

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

Վերոնշյալը IOT Cricket- ի ուղարկող օրինակն է մեր բրոքերին: Այլ տվյալների շարքում մենք կարող ենք տեսնել ջերմաստիճանը.

/59A98F494C/ջերմաստիճան 26.0

MQTT- ի գեղեցկությունն այն է, որ այն թույլ է տալիս մեզ բաժանորդագրվել միայն մեզ հետաքրքրող թեմաներին: Եթե ցանկանում ենք ստանալ միայն ջերմաստիճան, ապա կարող ենք բաժանորդագրվել /59A98F494C /temp թեմային ՝ օգտագործելով հետևյալ հրամանը.

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

…26.126.527.227.6…

Քայլ 5: Ամփոփում

Այս նախագծում մենք ցույց տվեցինք հիմնական սարքավորումներն ու ծրագրակազմը `WiFi- ի վրա հիմնված ցածր էներգիայի, էներգաարդյունավետ, տնային ավտոմատացման համակարգերի կառուցման համար: MQTT- ն այն էությունն է, որի վրա պետք է հիմնվել ավելի բարդ համակարգերի համար:

Softwareրագրային ապահովման և ծառայությունների էկոհամակարգը, որը կարող է ինտեգրվել MQTT- ի հետ, հսկայական է: Կան բազմաթիվ հիանալի համակարգեր, ինչպիսիք են ՝ Home Assistant- ը, Node RED- ը, Grafana- ն և այլն: Մենք կարող ենք ոչ միայն ջերմաստիճանի պարզ տպումներ կատարել, այլև կարող ենք ունենալ հիանալի վահանակներ, որոնք պատկերում են տվյալները և կառավարում ձեր սարքերը:

Քանի որ մենք ունենք այս հիմնական համակարգի ենթակառուցվածքը, երկինքը մեր սահմանն է, թե ինչ այլ WiFi սարքեր կարող ենք կառուցել IOT Cricket մոդուլների միջոցով և ավելացնել մեր տան ավտոմատացման համակարգին:

Շնորհակալություն այստեղ հասնելու համար: Հուսով ենք, որ ձեզ դուր եկավ այս ձեռնարկը:

Things On Edge թիմ

Քայլ 6: Մեր մասին

Things On Edge- ը ընկերություն է, որը գտնվում է Քեմբրիջում, Մեծ Բրիտանիա: Մենք նախագծում ենք ծայրահեղ ցածր մարտկոցով աշխատող Cricket Wi-Fi մոդուլ, որը հնարավորություն կտա բառացիորեն րոպեների ընթացքում միացնել տարբեր էլեկտրոնային սարքեր սմարթֆոններին կամ ինտերնետային այլ ծառայություններին: Այն չի պահանջում որևէ ծրագրավորում և կոդավորում: Այն թույլ է տալիս ձեր սարքերը ինտեգրել հսկայական IOT էկոհամակարգի ծառայություններին MQTT և HTTP apis- երով: