kategorier: Udvalgte artikler » Hjemmeautomatisering
Antal visninger: 56774
Kommentarer til artiklen: 6
Brug af Raspberry Pi til hjemmeautomation
For cirka to år siden lancerede Raspberry Pi Foundation en temmelig interessant enhed - en enkeltpladscomputer, hvis størrelse er lidt større end et bankklasplast til en meget attraktiv pris. Nyheden fik straks enorm popularitet, linjen med forudbestillinger til den strakte sig i flere måneder.
Raspberry Pi blev præsenteret i to trimniveauer: model “A” og model “B”. Begge versioner er udstyret med en Broadcom BCM2835 ARM11-processor med en urfrekvens på 700 MHz og et 256 MB / 512 MB RAM-modul. Model "A" er udstyret med en USB 2.0-port, model "B" - med to. Model “B” har en Ethernet-port. BCM2835-processoren inkluderer også en grafikkerne. Videooutput foregår via et sammensat RCA-stik eller via et digitalt HDMI-interface.
Filsystemet, kernebillede og brugerfiler er placeret på et SD-, MMC- eller SDIO-hukommelseskort. Raspberry Pi's mest attraktive træk er dets lave strømforbrug (5V / 700mA), tilstedeværelsen af GPIO I / O-porte med I2C, SPI, UART-grænseflader samt muligheden for at arbejde eksternt via Ethernet.
I øjeblikket er det kun “B” -modellen, der frigives med 512 MB RAM og Ethernet-support. Derudover dukkede en ny version ud på salg, der adskiller sig fra den tidligere model “B” i et mere kompakt arrangement af komponenter, tilstedeværelsen af 4 USB-porte, en stigning i antallet af GPIO I / O-porte og fraværet af en sammensat videooutput. Udseendet af model "B" og den nye model af Raspberry Pi-computeren er vist i fig. 1
Fig. 1
Hvorfor kan jeg bruge en sådan enhed? Først og fremmest skal det bemærkes, at Raspberry Pi er, selvom den ikke er meget kraftig, men samtidig en fuldt udbygget computer. Ved at tilslutte en skærm, et tastatur, en mus til det og installere et hvilket som helst distributionssæt i Linux-operativsystemet, kan det bruges som en desktopcomputer til at løse opgaver, der ikke kræver effektive databehandlingsressourcer.
Raspberry Pi er meget velegnet til brug som en hjemmemedieserver, en lagringsserver, hjernen til en robot eller en maskine, en hjemmeautomationsserver (eller det såkaldte "smarte hjem").
Raspberry Pis udseende forårsagede straks en omrøring omkring denne enhed. Da lidenskaberne roede sig lidt, og han optrådte på gratis salg til en passende pris, besluttede jeg at lære denne minicomputer bedre at kende. For mig var Raspberry Pi primært af interesse fra synspunktet om at bruge det i et hjemmeautomatiseringssystem, hvis idé var "moden" i lang tid og krævede praktisk implementering.
Jeg bruger udtrykket “hjemmeautomation”, fordi jeg meget ikke kan lide udtrykket “smart home”. Nej, der er intet galt med udtrykket ”smart home”, men for nylig er dette koncept meget pervers.
Et smart hjem er et komplekst ”multikredsløb” -system, der ud over at udføre forskellige scenarier, der er specificeret af brugeren, kan træffe forskellige beslutninger afhængigt af en bestemt nødsituation. Med andre ord er det et ”tænkende” system (selvfølgelig på maskinniveau). Og for nylig har jeg kaldt noget "smart hjem" - for eksempel, GSM-alarm, vandlækagesensor, lysstyring af bevægelsessensorer osv. Ja, dette er alle separate komponenter i et smart hjem, men ikke et smart hjem som helhed.
Så vi vil overveje strukturen for at opbygge et hjemmeautomatiseringssystem ved hjælp af Raspberry Pi (fig. 2).
Fig. 2Struktur af bygning af et hjemmeautomatiseringssystem ved hjælp af Raspberry Pi (klik på billedet for at forstørre)
Hjemmeautomatiseringssystemet består af en central server, der er tilsluttet via RS485-interface med controllere, der er installeret i hvert rum, og til gengæld er forskellige kontrol-, overvågnings-, regulerings- og beskyttelsesenheder forbundet til controllerne.
Fordelen ved en sådan netværksarkitektur er, at der ikke er behov for at trække ledningerne fra hver enhed til serveren, men snarere forbinde de controllere, som de er forbundet til med et UTP-kabel - hvoraf et par ledninger bruges til RS485-interface, og de resterende par bruges til at drive controllere og sensorer. Derudover er arbejdslogikken udtænkt, så svigten i en controller eller endda en central server ikke bør påvirke ydeevnen for resten af systemet.
Raspberry Pi bruges som den centrale server i hjemmeautomatiseringssystemet. Der installeres en webserver, hvorigennem brugeren fra en hvilken som helst kommunikationsenhed (smartphone, bærbar computer, tablet) gennem browseren kan modtage oplysninger om alle de processer, der finder sted i huset og følgelig styre dem. Adgang til webserveren ved at indtaste login og adgangskode kan fås både fra det lokale lokale netværk og fra internettet via en Wi-Fi-router.
Serielporten UART Raspberry Pi gennem en matchende enhed via RS485-interface forbinder controllere med et andet sæt indgange / udgange. Derudover kan et GSM-modem forbindes til RS485 for at få adgang til systemet via et mobil- eller fastnet-telefonnet, i tilfælde af at der ikke er nogen måde at få internetadgang på det sted, hvor brugeren befinder sig. Adgang til systemet i dette tilfælde sker også ved at indtaste en adgangskode.
En anden enhed på RS485-netværket er et radiomodul. Dets formål er at binde til det generelle automatiseringssystem for alle radiosensorer og radiofjernbetjeninger.
I øjeblikket er den første version af hjemmeautomatiseringssystemet, der bruger Raspberry Pi, udviklet. Ud over den centrale server inkluderer den flere typer controllere, der har en RS485-interface til kommunikation med serveren:
-
Otte-kanals temperatur og fugtighedsregulator. Controlleren giver dig mulighed for at samle temperatur- og fugtighedsaflæsninger fra en DHT22-sensor og syv DHT11-sensorer;
-
Fire-kanals temperaturregulator (termostat). Controlleren kan styre 4 belastninger både i manuel tilstand og i henhold til de indstillede temperaturparametre. Indtastning af temperaturværdier er mulig enten direkte på controlleren eller eksternt via webgrænsefladen. Funktioner med direkte og omvendt kanalkontrol giver dig mulighed for at bruge regulatoren til både opvarmning og køling.
-
Radiomodulet bruges til at emulere fjernbetjeninger og indsamle information fra radiosensorer. Tillader dig at emulere op til 5 fjernbetjeninger og modtage data fra 10 radiosensorer;
-
Universal controller. Den har 4 uafhængige indgange og udgange og to indgange til tilslutning af temperatur- og fugtighedsfølere DHT11 og DHT22.
Der finder du også links til beskrivelsen af softwareinstallationen til Raspberry Pi, såvel som til materialer, der beskriver produktionsteknologien til controllerne beskrevet ovenfor. Jeg vil gerne bemærke, at dette projekt er fuldstændig non-profit, med åbne kilder til kredsløb og softwareløsninger og med teknisk support på forummet.
Mikhail Tikhonchuk
31.10.2014
Se også om dette emne:Forskelle mellem Orange pi og hindbær pi-plader, hvad skal jeg købe?
Se også på elektrohomepro.com
: