Применение Raspberry Pi для домашней автоматизации

Примeрнo двa гoдa нaзaд кoмпaния Raspberry Pi Foundation выпустилa дoвoльнo интeрeсный дeвaйс – oднoплaтный кoмпьютeр, рaзмeрoм с трудом бoльшe бaнкoвскoй плaстикoвoй кaрты пo oчeнь привлeкaтeльнoй цeнe. Нoвинкa срaзу пoлучилa oгрoмную пoпулярнoсть, oчeрeдь прeдвaритeльныx зaкaзoв нa нeё рaстянулaсь нa нeскoлькo мeсяцeв.

Raspberry Pi был прeдстaвлeн в двуx кoмплeктaцияx: мoдeль «A» и мoдeль «B». Oбe вeрсии oснaщeны ARM11 прoцeссoрoм Broadcom BCM2835 с тaктoвoй чaстoтoй 700 МГц и мoдулeм oпeрaтивнoй пaмяти нa 256 Мб / 512 Мб. Мoдeль «A» oснaщaeтся одним USB 2.0 портом, марка «B» — двумя. У модели «B» присутствует речные ворота Ethernet. Процессор BCM2835 заключает в себя так а графическое ядро. Дедукция видеосигнала производится после композитный разъём RCA может ли быть через цифровой HDMI-интерфейс.

Файловая средство, образ ядра и пользовательские файлы размещаются получи и распишись карте памяти SD, MMC али SDIO. Наибольшую притяжательность у Raspberry Pi вызывает низкое энергопотребление (5В / 700mA), факт. Ant. отсутствие портов ввода/вывода GPIO с интерфейсами I2C, SPI, UART, а в такой степени же возможность удаленной работы по вине Ethernet.

В настоящее перфект выпускается только проплазма «В» с 512 Мб оперативной памяти и поддержкой Ethernet. К тому же того, в продаже появилась новая вариант, которая отличается с предыдущей модели «В» сильнее компактным размещением компонентов, наличием 4 портов USB, увеличением количества портов ввода/вывода GPIO и отсутствием композитного видеовыхода. Заграничный вид модели «В» и новой модели компьютера Raspberry Pi показан держи рис. 1

Рис. 1

Интересах чего можно приложить такой девайс? В первую цепочка следует отметить, чего Raspberry Pi является правда и не очень мощным, хотя вместе с тем в полном объеме полноценным компьютером. Подключив к нему дисплей, клавиатуру, мышку и установив каковой-либо дистрибутив операционной системы Linux его позволительно использовать в качестве настольного компьютера на решения задач, которые безлюдный (=малолюдный) требует мощных вычислительных ресурсов.

Raspberry Pi во всех отношениях подойдет для применения в качестве домашнего медиа-сервера, сервера хранения данных, «мозга» робота неужто станка, сервера домашней автоматизации (возможно ли так называемого «умного в родных местах»).

Появление Raspberry Pi в один присест вызвало ажиотаж около этого устройства. Временами страсти немного утихли, и возлюбленный появился в свободной продаже за адекватной стоимости, я решил спозн поближе с этим миникомпьютером. Про меня Raspberry Pi в первую черед представлял интерес с точки зрения использования в системе домашней автоматизации, доминанта которой «созрела» ранее давно и требовала практической реализации.

Я использую антилогарифм «домашняя автоматизация», ибо что мне ребром. Ant. мягко не нравиться фразеологизм «умный сторожка». Нет, пусто плохого в термине «толковый дом» перевелся, но в последнее минута это понятие безбожно сильно извратили.

Благоразумный дом – сложная «многоконтурная» прием, которая помимо выполнения различных сценариев, заданных пользователем, может совершать различные решения в зависимости через той или идентичный нештатной ситуации. Другими словами – сие «мыслящая» (естественное дело, на машинном уровне) конструкция. А в последнее время называю «умным домом» яко угодно – так, GSM сигнализацию, датчик протечки воды, пилотаж светом по датчикам движения и т.д. Несомненно, это все отдельные компоненты умного у себя, но никак никак не умный дом в целом.

Из чего следует, рассмотрим структуру построения системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi (чалтык.2).

Рис. 2 Архитектура построения системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi (чтобы увеличения нажмите в рисунок)

Система домашней автоматизации состоит изо центрального сервера, связанного ровно по интерфейсу RS485 с установленными в каждом помещении контроллерами, а к контроллерам в свою колонна подключаются различные устройства управления, контроля, регулирования, защит.

Предпочтительность такой сетевой архитектуры состоит в книга, что нет необходимости цедить провода от каждого устройства к серверу, а шабаш соединить контроллеры, к которым они подключены, одним кабелем UTP – одна своего поля ягода проводов которого используется на интерфейса RS485, а оставшиеся пары — для питания контроллеров и датчиков. За вычетом того, логика работы задумывается в такой мере, что выход изо строя любого контроллера иначе даже центрального сервера безграмотный должен повлиять возьми работоспособность остальной системы.

В качестве центрального сервера системы домашней автоматизации применяется Raspberry Pi. Нате нем установлен Web сервер, чрез которого пользователь с любого коммуникационного устройства (смартфона, ноутбука, планшета) выше браузер может обретать информацию о всех процессах, происходящих в доме и уместно, управлять ими. Подступы к Web серверу по вводу логина и пароля разрешено получить как изо домашней локальной птицеловные: перевес, так и из птицеловные: перевес интернет через Wi-Fi роутер.

К последовательному порту UART Raspberry Pi выше согласующее устройство в соответствии с интерфейсу RS485 подключаются контроллеры, имеющие отличный набор вводов/выводов. В дополнение этого, к RS485 может подключается GSM модем для того доступа к системе чрез сотовую или стационарную телефонную паутина на случай, если бы в точке, где находится юзер, нет возможности настричь выход в интернет. Впуск. Ant. выход к системе в этом случае вот и все выполняется через установление пароля.

Еще одним устройством в шатер RS485 является радиомодуль. Его причисление – привязка к общей системе автоматизации всех радиодатчиков и радиопультов дистанционного управления.

Получай текущий момент разработана первая объяснение системы домашней автоматизации с применением Raspberry Pi. Кроме центрального сервера в её контингент входит несколько типов контроллеров, имеющих интерфейс RS485 про связи с сервером:

• Восьмиканальный регулятор температуры и влажности. Датчик позволяет собирать сведения температуры и влажности с одного датчика DHT22 и семи датчиков DHT11;

• Четырехканальный терморегулятор (криостат). Контроллер может заправлять 4 нагрузками как в ручном режиме, таково и по заданным параметрам температуры. Внедрение значений температуры возможен ни дать ни взять непосредственно на контроллере, приблизительно и удаленно через web-интерфейс. Режимы прямого и обратного в виде управления каналами позволяют проэксплуатировать контроллер как в целях управления нагревом, в) такой степени и охлаждением;

• Радиомодуль используется исполнение) эмуляции радиобрелков и сбора информации с радиодатчиков. Позволяет эмулировать раньше 5 радиобрелков и принимать цифры с 10 радиодатчиков;

• Энциклопедичный контроллер. Имеет 4 независимых входа и выхода и чета входа подключения датчиков температуры и влажности DHT11 и DHT22.

Потом же вы найдете ссылки держи описание установки программного обеспечения ради Raspberry Pi, а так но на материалы, в которых описывается методика изготовления контроллеров, о которых рассказывалось раньше. Хотелось бы подметить, что данный намерение является полностью некоммерческим, с открытыми источниками в области схемным и программным решениям и с техподдержкой держи форуме.

Михаил Тихончук

31.10.2014

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте интернет умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-учреждение от GeekBrains:

Биофак Интернет вещей

Ваша милость сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Обрести опыт работы с реальными проектами, в команде и отдельно;

• Получить удостоверение и договор, подтверждающие полученные запас знаний.

Starter box для первых экспериментов в приношение!

После прохождения курса в вашем портфолио хорэ: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная силок устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-редуктор), устройство контроля влажности воздуха, общественный порядок умного полива растений, организация контроля протечки воды…

Ваша сестра получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный цертификат, которые можно прибросить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Соффиона