Vadim Balașov, iOS-dezvoltator de telefonie mobilă „cu Mail.Ru Mail“ comanda, a declarat vc.ru, el a creat în apartamentul său „casa inteligentă“ și a dezvoltat o aplicație pentru orele și bot pentru Telegrama, pentru a gestiona dispozitivele de sistem.
„Casa inteligentă“ este migrează cu încredere din domeniul de aplicare al tocilar destul de exotice în direcția tehnologiilor disponibile, cu care puteți face cazarea mai confortabil, mai convenabil, mai eficiente energetic și, în general „nichosi!“. Vreau să împărtășesc cu voi experiența de a crea un sistem de „acasă inteligente“ în apartamentul său.
Un pic despre rozete
Soția mea iubește să oprească totul de la prize. Când pleacă, scoate totul afară, apoi mă întorc acasă și o pun înapoi. Nu-mi place asta. Am încercat lucruri diferite: întrebarea, convingerea, convingerea, amenințarea - nimic nu a ajutat. Apoi am decis că era necesar să găsim o modalitate de înaltă tehnologie pentru a soluționa conflictul - cumva să scoatem priza din priză, astfel încât să nu mai fie nevoie să scoateți fizic fișele din apartament.
Ei bine, există un fier de lipit, și mâinile. Am început să mă gândesc la punerea în aplicare, dar imediat au fost multe întrebări. De exemplu, care controler de utilizat pentru control? Am avut experienta de programare a controlorilor de linie ATR de la Atmel. Arată destul de simplu: un releu, un tranzistor care decuplează și controlează un pin al controlerului.
Sarcini au crescut doi. În primul rând, controlerul și releul trebuie alimentate și, în al doilea rând, controlerul trebuie să fie controlat. Au existat trei opțiuni cu mâncare.
- Cea mai ușoară cale este să opriți bateriile. Dar bateriile se vor așeza, vor trebui schimbate, iar acest lucru este incomod.
- Puneți convertizoarele de la 220 la 5 volți direct lângă controlerul din fiecare priză. Metoda este excelentă, dar nu am găsit convertoare compacte, dar nu am vrut să mă confrunt cu convertorul eu. Da, și-i era frică să-l înșele și să ardă apartamentul.
- Aduceți alimentarea din exterior spre fiecare priză.
Ultimul lucru care ma făcut să abandonez definitiv dezvoltarea propriului sistem de management este "testarea pentru cei vii". Depistarea unor bug-uri mici de arhitectură și firmware ar trebui să se facă chiar în momentul exploatării, ceea ce, desigur, ar cauza nemulțumiri altora.
Am început să studiez sistemele gata disponibile pe care putea fi construită o "casă inteligentă". Imediat a decis că modulele de comunicații ar trebui să fie wireless. Rămâne să alegeți tehnologia. La început au existat două opțiuni - Wi-Fi și Bluetooth. Ele sunt foarte frecvente, cu multe soluții gata făcute.
Dar tehnologia Wi-Fi, care funcționează la 2,4 GHz, nu este foarte convenabilă din punct de vedere al rețelei. Distribuția ridicată și lipsa reglementării la instalarea punctelor de acces face ca această frecvență să fie mult zgomotoasă. Vreau să am un sistem mai mult sau mai puțin stabil, astfel încât să nu închid prizele de comutare atunci când routerul vecin este de lucru.
Am început să studiez ce alte soluții există. De exemplu, ZigBee are mai multe standarde de frecvență: există 2,4 GHz și există aproximativ 1 MHz. Dar apoi am dat peste un articol despre "Habrahabra", unde i sa spus despre Z-Wave. Impresionat. Modulele de bază Z-Wave produc acum doar două companii din lume - Sigma și Mitsumi. Dimensiunile sale sunt de aproximativ centimetri pe centimetru. De fapt, este un microcontroler cu un transmițător. Poate fi chiar reflexat, dar cel mai adesea în forma finală montat pe partea superioară a plăcii, conectați-l la UART și funcționează ca un transceiver.
Toate dispozitivele care doresc să obțină pictograma "Compatibil cu Z-Wave" trebuie să fie certificate. Platforma este închisă, ceea ce oferă unele avantaje în ceea ce privește compatibilitatea. Pentru comparație: există o mulțime de soluții Bluetooth pentru casele de vânzare și aproape toate nu sunt compatibile una cu cealaltă. Și toate dispozitivele Z-Wave sunt compatibile - datorită unui singur standard închis, care totuși evoluează. Un SDK plătit este disponibil, costă aproximativ 2 mii USD. Dacă vrei să faci un lucru la domiciliu - e scump. Și dacă intenționați să stabiliți producția de 2 mii de dispozitive, veți obține doar o diferență de dolar pentru fiecare - destul de bine.
Intervalul de comunicare al standardului Z-Wave este de aproximativ 30 de metri. Unul dintre avantajele sale este că dispozitivele sunt construite într-o rețea de plasă și aproape fiecare modul are o masă de rutare. Prin capturarea semnalului, orice modul stie daca sa-l transfere mai departe sau nu. Adică, aproape fiecare modul este, de asemenea, un repetor. "Aproape" - deoarece în Z-Wave există dispozitive "de dormit" care nu participă la retransmisie. Astfel de dispozitive funcționează de obicei din baterii și comunică cu ele, dacă este necesar.
Pentru ca rețeaua dvs. să nu accepte o rețea învecinată pentru ea însăși, este folosit un jeton generat pentru fiecare controler de cap. În cadrul rețelei există un controler de cap și periferice. Controlerul generează propriul său simbol la prima instalare, după care are loc legarea: orice dispozitiv executiv este mai întâi legat la controler, stochează tokenul său, apoi dispozitivul este inclus în rețea.
Amazon vinde multe dispozitive Z-Wave. Există module integrate în soclu și comutatoare, există module pentru construirea unui sistem de securitate. Lacate, sirene, iluminat, detectoare de fum, senzori de scurgere a apei - orice. Am găsit chiar și un alimentator automat pentru pisici.
În ceea ce privește frecvența de operare, este aproape de 900 kHz. Această frecvență nu este deschisă pentru toate țările din lume, fiecare țară trebuie să fie certificate și pentru a obține permisiunea de a utiliza această tehnologie, astfel încât în diferite țări frecvențe purtătoare sunt ușor diferite. În Europa, frecvența de 868.42 MHz, în Rusia - 869.0 MHz în SUA și Canada - 908.42 MHz, în Hong Kong - 919.82 MHz în Australia - 921.42 MHz.
Atunci când se construiește o rețea cu ochiuri, se folosește modul Explorer Frame: toate dispozitivele "silențios", controlerul începe scanarea rețelei și aparatele încep să reacționeze la rândul său. Există un fel de apel în rolă, atunci când fiecare dispozitiv își construiește tabela de rutare. De exemplu, se recomandă includerea acestui mod după rearanjarea mobilierului: există posibilitatea ca cabinetul mobil să înceapă să detecteze semnalul între unele dispozitive, dar a deschis spațiul între celelalte.
Se crede că standardul asigură o funcționare stabilă la o distanță de 30 de metri în spații deschise și până la 10 metri în apartamente. Desigur, distanța unei conexiuni stabile între modulele situate în nișele rozete va fi și mai mică, dar din cauza rutei totul funcționează destul de stabil.
Acum hai să vorbim despre controlorii comerciali. Cele mai comune sunt două mărci: Fibaro și Vera. Fibaro are o serie - Home Center și Light Home Center. Vera are, de asemenea, două serii de controlori, unul este mai scump, cel de-al doilea este mai ieftin. Toate acestea acceptă seturi de reguli de bază și puteți să o faceți cu ușurință astfel încât atunci când porniți un dispozitiv, altul este activat și, după un timp, se oprește sau face altceva. Dar dacă trebuie să implementați un comportament mai complex, va trebui să vă programați. Limba este Lua.
Există, de asemenea, un al treilea brand, mai puțin comun - Zipabox, dar acești controlori, judecând după descriere, nu suportă automatizarea avansată. Cu toate acestea, Zipabox este interesant deoarece are module de expansiune care se potrivesc împreună ca designer.
Dar acum vom vorbi despre un alt proiect legat de Raspberry Pi. Acesta este un proiect comunitar care a decis să facă cel mai ieftin "hardware". Astăzi, costurile de vânzare cu amănuntul de la Raspberry Pi costă aproximativ 4000 de ruble. Pe Amazon, este posibil să cumpărați pentru 50 de dolari, la o rată actuală, aproape la un oră și jumătate este mai ieftină. Pe Raspberry Pi, un server web cu o interfață de utilizator este crescut, pentru care puteți scrie automatizarea pe JS. Ca un "fier" este folosit un card de expansiune, numit RaZberry, care arată astfel:
Iată un exemplu de interfață a panoului de control numită Z-Way. Este afișat în browser, funcționează bine pe tablete.
Iată un exemplu de setări. Puteți vedea unde funcționează toate dispozitivele în acest moment, verificați conectivitatea, uitați-vă la masa de rutare și așa mai departe.
administrare
Am început să mă gândesc cum să pun în aplicare un management mai convenabil al sistemului decât de la calculator prin panoul de administrare. Astăzi există aplicații pentru Android și iOS, iar acum doi ani, clientul oficial pentru Android a lăsat mult de dorit: încă nu am înțeles cum să îl folosesc. Găsit, configurat, conectat, dar nu a putut fi utilizat. În acel moment, am fost un adept la Windows Phone, pentru care nu era client. "Pe genunchi" a scris un client pentru el însuși - atunci când switch-urile au fost sincronizate, soția mea sa întors la mine pentru ajutor.
Pebble are multe avantaje. În primul rând, ei lucrează timp de o săptămână într-o singură plată. Utilizatorii Apple Watch cunosc această durere când trebuie să căutați exerciții până seara. În plus, ecranul Pebble prezintă întotdeauna timp, deoarece se bazează pe cerneală electronică color. Există suport pentru două sisteme de operare importante. Ceasul este impermeabil. Și au și un port hardware. Curelele "inteligente" pe care le puteți face sunt conectate (există o descriere detaliată pe site-ul Pebble).
Dar trebuie să plătiți pentru tot. Ceasul nu are un ecran tactil, pentru control există patru butoane. Dar nu întrebați constant ecranul tactil, astfel încât ceasul durează atât de mult fără reîncărcare. Cel de-al doilea dezavantaj este că pe ecran se afișează 64 de culori.
În cele din urmă, am scris o cerere de gestionare a sistemului de acasă inteligent. În primul rând pentru cea mai recentă versiune a ceasului, și apoi implementat suportul pentru primul model Pebble - cu un ecran alb-negru.
Setările sunt făcute sub forma unei pagini HTML. Pentru dezvoltare, Pebble este sfătuit să folosească cadrul arborelui arborelui. Pagina ar trebui să fie localizată pe web, ceea ce, în sine, este ciudat, pentru că fără o conexiune la Internet nu veți seta nimic.
După ce am scris cererea, am pus-o în magazinul de aplicații oficiale și am uitat de ea. A fost instalat de 40 de persoane și am început să primesc feedback. Nu am programat-o de mult timp și mi-am amintit de groază faptul că, odată cu alocarea memoriei - și, ce e mai groaznic, cu eliberarea ei - este necesar să lucrăm manual. Astfel, în prima versiune am făcut o gamă statică pentru cele opt dispozitive pe care le aveam și totul a funcționat bine în casa mea.
Dar în rețele unde mai mult de opt dispozitive, desigur, nu au funcționat. Primul răspuns a fost din partea Danemarcei: "Este posibil să facem mai mult?" Desigur, am spus că este posibil, iar pentru o altă seară am tradus aplicația la rețelele dinamice. Tovarășul era fericit, dar nu prea mult timp.
Sa dovedit că el are aproximativ 54 de dispozitive logice - comutatoare și senzori, iar un modul fizic poate fi mai multe dispozitive logice în același timp. De exemplu, am un senzor acasă care monitorizează simultan mișcarea, temperatura, umiditatea și iluminarea, iar în sistem este vizibil ca patru senzori. Și Dane are mai mult de 50 de dispozitive și sa plâns că pentru a opri ceva pe care trebuia să-l deruleze întreaga listă ore întregi.
M-am gândit exact în acea seară și am venit cu un singur lucru. În panoul de administrare Z-Way, puteți atârna etichete pe dispozitiv și am decis să adaug o etichetă Pebble și să introduc modul în setările ceasului când pe ecran sunt afișate numai dispozitivele marcate cu această etichetă. Utilizatorul însuși alege ce dispozitive vrea să vadă. Tovarășul a scris că acest lucru este foarte bun: acum are cinci dispozitive, pe care le gestionează chiar de la ceas.
Apoi un alt utilizator al programului meu a scris despre problema mea. Aplicația a reușit să afișeze cu îndemânare senzorii și putea controla numai întrerupătoarele, cu comutatoare "On" / "Off". Dar există multe alte dispozitive controlate - de exemplu, dimmer, pentru care puteți seta valori de la 0% la 100%. Sau module RGB, pe care puteți expune orice culoare.
Am acceptat să adaug sprijin pentru astfel de dispozitive, dar am cerut să trimit structura rețelei sale pentru a vedea cum arată în viață. El a trimis, m-am uitat - arata misto, dar nu e clar ce sa faci cu asta. Am intrat în setări și am aflat că există dispozitive virtuale în Z-Way. Acest dispozitiv poate fi setat la un tip, de exemplu, Switch Multilevel, și se transformă într-un dimmer virtual.
El nu controlează nimic, dar pretinde că este un dimmer. Deși de ce "nimic"? Se controlează. Pot pune o valoare din ceas și mi-o va arăta în tabloul de bord. Acest lucru mi-a fost de ajuns să susțin dimerii.
Apoi am luat RGB. Aceasta este gestionarea dungilor LED care pot afișa orice culoare. RGB-lighting a apărut în standardul Z-Wave nu cu mult timp în urmă, așa că inițial arăta ca trei dimmers în sistem. Asta înseamnă că toate dispozitivele au raportat că sunt trei dimeri și că puteți controla separat canalul roșu, verde și albastru. Pentru o funcționare convenabilă cu dispozitive vechi în sistemele moderne de control au fost realizate un dispozitiv virtual RGB-lighting, în care puteți specifica trei dimmer.
Din moment ce știm deja cum să setăm dummy dimmer, putem face Dummy RGB. Acest lucru a funcționat bine, dar încă nu am implementat suportul pentru gestionarea culorilor - am trimis "clientului" doar controlul dimmerilor. Și pentru el am fost doar de stabilire de sprijin pentru ceasuri alb-negru.
Dispozitive virtuale
Ce altceva este puterea dispozitivelor virtuale în Z-Wave? Luați un dispozitiv HTTP virtual și vă permite să aveți orice alt dispozitiv care este incompatibil cu standardul Z-Wave, dar este controlat de cererile HTTP.
Acesta este un set de stări logice ale dispozitivelor. Scena nu poate fi pornită sau oprită - poate fi activată numai. Eu, de exemplu, am făcut scena Away, pe care o activez când părăsesc casa. Ea oprește lumina din baie și toaletă, oprește prizele în baie și în bucătărie. Dacă activați scena Away, veți opri tot ce este controlat în casa mea. De asemenea, am o scenă înapoi. Acesta include spate două prize, dar nu lumină: când vă întoarceți, îl porniți atunci când aveți nevoie de ea.
Există o idee de a pune vane mecanizate și, lăsând casa, blochează apa cu o singură împingere. Supapele sunt destul de scumpe, dar vecinii inundați pot costa chiar mai mult. Din nou, există senzori de scurgere autonome. Puneți-le în baie, în toaletă, în bucătărie - și în caz de scurgere, supapele se vor închide automat.
Și ultimul. Z-Way pe ceas este bună, dar nu reușiți decât acasă. Dacă doriți să controlați din afară, puteți face un bot pentru telegramă. El este simplu: el este trimis o echipă Light, el întreabă: "Unde?" - și arată pictogramele toaletei și băii. Alegi un loc și întreabă: "Ce să faci?" - și arată un bec strălucitor și negru. Alegeți negru și spune: "Ok, lumina din baie este oprită."
concluzie
Această infatuare cu "casa inteligentă" mi se întâmpla. La un moment dat m-am prins cu ideea, am comandat modulele, am construit unul care a reușit doar să lumineze în toaletă și baie. O altă mișcare a senzorului de comandă, temperatură și umiditate. El a atârnat în baie și a făcut o automatizare elegantă: lumina din toaletă se oprește automat după 15 minute, dacă ați uitat să o opriți și lumina din baie se aprinde când intrați pe senzorul de mișcare și se oprește după 15 minute. Totul este misto - cu excepția faptului că este imposibil să trăim cu ea. Sa dovedit că 15 minute în toaletă - de fapt, nu este de ajuns, mai ales dacă este bine să prindeți Wi-Fi. Și este prins bine. Creșterea perioadei de așteptare nu a ajutat, așa că am oprit această automatizare și am comandat un alt senzor de mișcare.
Automatizarea în baie este simplă: intrați - lumina se aprinde, ieșiți - se oprește. Convenabil. Dar, la început, nu mi-am reglat foarte bine: senzorul de mișcare stătea la intrare, iar când intri în duș și scuturați cortina, nu te văd și după 15 minute lumina se stinge. Trebuie să deschideți cortina, să vă răsuciți mâna și să trageți perdeaua înapoi. Problema a fost rezolvată prin transferarea senzorului în mijlocul băii, astfel încât să răspundă mișcării de pe ambele părți ale perdelei.
Acum folosim în principal activarea scenelor la ieșire și întoarcere acasă. Dar, în viitor, când apar mai multe dispozitive gestionate, vor exista reguli mai multe și mai interesante pentru management.