kategorier: Utvalda artiklar » Hemmautomation
Antal visningar: 56774
Kommentarer till artikeln: 6

Använda Raspberry Pi för hemmeautomation

 

Använda Raspberry Pi för hemmeautomationFör ungefär två år sedan lanserade Raspberry Pi Foundation en ganska intressant enhet - en dator med en kort, vars storlek är något större än ett bankklasplast till ett mycket attraktivt pris. Nyheten fick omedelbart en enorm popularitet, raden med förbeställningar för den sträckte sig i flera månader.

Raspberry Pi presenterades i två trimnivåer: modell "A" och modell "B". Båda versionerna är utrustade med en Broadcom BCM2835 ARM11-processor med en klockfrekvens på 700 MHz och en 256 MB / 512 MB RAM-modul. Modellen "A" är utrustad med en USB 2.0-port, modell "B" - med två. Modellen “B” har en Ethernet-port. BCM2835-processorn har också en grafikkärna. Videoutgången sker via ett sammansatt RCA-kontakt eller via ett digitalt HDMI-gränssnitt.

Filsystemet, kärnbilden och användarfilerna finns på ett SD-, MMC- eller SDIO-minneskort. Det mest attraktiva med Raspberry Pi är dess låga energiförbrukning (5V / 700mA), närvaron av GPIO I / O-portar med I2C, SPI, UART-gränssnitt, samt möjligheten att arbeta på distans via Ethernet.

För närvarande släpps bara "B" -modellen med 512 MB RAM och Ethernet-stöd. Dessutom dök en ny version till försäljning, som skiljer sig från den tidigare modellen “B” i ett mer kompakt arrangemang av komponenter, närvaron av 4 USB-portar, en ökning av antalet GPIO I / O-portar och frånvaron av en sammansatt videoutgång. Utseendet på modellen "B" och den nya modellen av Raspberry Pi-datorn visas i fig. 1

hallon pi

Fig. 1

Varför kan jag använda en sådan enhet? Först och främst bör det noteras att Raspberry Pi är, även om det inte är mycket kraftfullt, men samtidigt en fullfjädrad dator. Genom att ansluta en bildskärm, tangentbord, mus till den och installera alla distributionskit i Linux-operativsystemet kan den användas som en stationär dator för att lösa uppgifter som inte kräver kraftfulla datorresurser.

Raspberry Pi är mycket lämplig för användning som en hemmamediaserver, en lagringsserver, hjärnan hos en robot eller en maskin, en hemmeautomationsserver (eller det så kallade "smarta hemmet").

Raspberry Pis utseende orsakade genast en rörelse runt denna enhet. När passionerna lugnade lite och han verkade på gratis försäljning till en tillräcklig kostnad, bestämde jag mig för att lära känna denna minicomputer bättre. För mig var Raspberry Pi främst av intresse från synvinkeln att använda den i ett hemmeautomationssystem, vars idé var "mogen" under lång tid och krävde praktisk implementering.

Jag använder termen "hemmeautomation" eftersom jag starkt gillar uttrycket "smarta hem". Nej, det är inget fel med termen ”smart home”, men nyligen har detta koncept varit mycket pervers.


Ett smart hem är ett komplext system med flera kretsar, som förutom att utföra olika scenarier som anges av användaren kan fatta olika beslut beroende på en speciell nödsituation. Med andra ord är det ett ”tänkande” (naturligtvis på maskinnivå) -system. På senare tid har jag kallat allt "smarta hem" - till exempel, GSM-larm, vattenläckagesensor, ljusstyrning av rörelsessensorer, etc. Ja, det här är alla separata komponenter i ett smarta hem, men inte ett smarta hem som helhet.

Så vi kommer att överväga strukturen för att bygga ett hemmeautomatiseringssystem med Raspberry Pi (fig. 2).

Raspberry Pi-applikation

Fig. 2Struktur för att bygga ett hemmeautomationssystem med Raspberry Pi (klicka på bilden för att förstora)

Hemmeautomationssystemet består av en central server ansluten via RS485-gränssnittet med styrenheter installerade i varje rum, och i sin tur är olika styr-, övervaknings-, reglerings- och skyddsanordningar anslutna till styrenheterna.

Fördelen med en sådan nätverksarkitektur är att det inte finns något behov av att dra kablarna från varje enhet till servern utan snarare ansluta de styrenheter som de är anslutna till med en UTP-kabel - ett par trådar används för RS485-gränssnittet, och de återstående paren används för att driva styrenheterna och sensorer. Dessutom är arbetets logik tänkt så att en kontroller eller till och med en central server misslyckas inte påverka prestandan för resten av systemet.

Raspberry Pi används som den centrala servern för hemmeautomationssystemet. Den har en webbserver installerad, genom vilken användaren från valfri kommunikationsenhet (smartphone, bärbar dator, surfplatta) via webbläsaren kan få information om alla processer som äger rum i huset och därmed hantera dem. Åtkomst till webbservern genom att ange inloggning och lösenord kan erhållas både från det lokala hemnätverket och från Internet via en Wi-Fi-router.

Seriell port UART Raspberry Pi via en matchande enhet via RS485-gränssnittet ansluter styrenheter med en annan uppsättning ingångar / utgångar. Dessutom kan ett GSM-modem anslutas till RS485 för att få åtkomst till systemet via ett mobil- eller fasttelefonnätverk om det inte finns något sätt att få tillgång till internet vid den punkt där användaren är belägen. Tillgång till systemet i detta fall görs också genom att ange ett lösenord.

En annan enhet på RS485-nätverket är en radiomodul. Syftet är att binda till det allmänna automatiseringssystemet för alla radiosensorer och radiofjärrkontroller.

Hallon pi
Hemmautomation

För närvarande har den första versionen av hemmeautomationssystemet med Raspberry Pi utvecklats. Förutom den centrala servern innehåller den flera typer av styrenheter som har ett RS485-gränssnitt för kommunikation med servern:

  • Åtta-kanals temperatur och luftfuktighet. Styrenheten låter dig samla temperatur- och luftfuktighetsavläsningar från en DHT22-sensor och sju DHT11-sensorer;

  • Fyra-kanals temperaturregulator (termostat). Styrenheten kan styra 4 belastningar både i manuellt läge och enligt inställda temperaturparametrar. Det går att ange temperaturvärden antingen direkt på regulatorn eller på distans via webbgränssnittet. Lägena för direkt och omvänd typ av kanalkontroll låter dig använda regulatorn för både värme- och kylreglage;

  • Radiomodulen används för att emulera fjärrkontroller och samla information från radiosensorer. Låter dig emulera upp till 5 fjärrkontroller och ta emot data från 10 radiosensorer;

  • Universalkontroll. Den har fyra oberoende ingångar och utgångar och två ingångar för anslutning av temperatur- och fuktighetsgivare DHT11 och DHT22.

Där hittar du också länkar till beskrivningen av programvaruinstallationen för Raspberry Pi, samt till material som beskriver tillverkningstekniken för styrenheterna, som beskrivs ovan. Jag vill notera att detta projekt är helt ideellt, med öppna källor för krets- och mjukvarulösningar och med teknisk support på forumet.

Mikhail Tikhonchuk

31.10.2014

Se också om detta ämne:Skillnader mellan Orange pi och Raspberry pi-brädor, vad ska man köpa?

Se även på elektrohomepro.com:

  • Skillnader mellan enskiltsportsdatorer Orange pi och Raspberry pi, vad ska man köpa?
  • Internet-styrda reläer
  • Smarta hem på LOGO-kontrollen från SIEMENS
  • Om tekniken och principerna för Smart Home-drift med hjälp av BeNext-systemet som exempel
  • Vad är Nextion-skärmar och hur man arbetar med dem?

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: Alexey | [Cite]

     
     

    Det visar sig, med detta system kan du styra uppvärmningen i huset via Internet?

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: Sergei | [Cite]

     
     

    Det är möjligt och inte bara uppvärmning.

     
    kommentarer:

    # 3 skrev: Michael | [Cite]

     
     

    Alexei, du kan hantera vad som helst. Både genom kraftreläer i styrenheterna och genom emulering av fjärrkontroller. Om du till exempel har kontroll över rullluckor

     
    kommentarer:

    # 4 skrev: Alexey | [Cite]

     
     

    Tack, men rullgardiner är irrelevanta för mig :) Men värmekontroll skulle vara trevligt att genomföra.

     
    kommentarer:

    # 5 skrev: Gregory | [Cite]

     
     

    En intressant lösning! Det är lämpligt som ett alternativ till kommersiella "smarta hem" för dig som kan hålla en lödkolv! Jag hoppas att jag en dag kommer att göra mig till något liknande, åtminstone finns det en mycket stor önskan.

     
    kommentarer:

    # 6 skrev: Michael | [Cite]

     
     

    För en beskrivning av den nya versionen av detta system, se här - electromost.com/news/kompleksnaja_sistema_
    domashnej_avtomatizacii_na_raspberry_p
    i / 2016-01-29-140