المنزل الذكي. بداية

مرحبا Giktayms!
ظهر اهتمامي بـ "البيوت الذكية" خلال دراستي في الجامعة عام 2004 ، عندما كنت غير مهتم بمواضيع الرسائل التي اقترحها القسم. وقد اقترحت أنا وصديق على رئيس القسم موضوعنا: "تطوير مجمع البرامج والأجهزة" المنزل الذكي "".

للقول بأنني لم أكن أعرف الكثير عن البيوت الذكية ، فإنني لم أقل شيئًا.
لقد جذبني اسم "المنزل الذكي". بالنسبة لي كان هناك نوع من الغموض ، شيء سحري.

صورة

تم تجميعها خلال الأطروحة ، ولم يعرف "منزلنا الذكي" إلا القليل:
  • الكشف عن الدخول إلى الشقة / المنزل في الوضع الأمني.
  • التحكم في الإضاءة في الوضع شبه التلقائي (تم أخذ قراءات مستشعرات الحركة والوقت من اليوم والأنماط المحددة مسبقًا في الاعتبار).
  • تحديد تسرب المياه في الحمام والمطبخ.
  • .
  • ( , , 220).

لقد طورنا جميع الأجهزة التي تجمع المعلومات من أجهزة الاستشعار وتتحكم أيضًا في المحركات. البيانات من أجهزة الاستشعار ومعالجتها والسيطرة على المحركات تقع على أكتاف برنامج مكتوب في دلفي. لم أسمع عن البرامج التي تساعد على تصميم وتتبع لوحات الدوائر المطبوعة.

قام برسم لوحات الدوائر يدويًا بعلامة نحاسية. حول LUT (تقنية الحديد بالليزر) لم تعرف أي شيء.
الوحدات التي قمنا بجمعها للموقف التجريبي لعمل التخرج لدينا ، أحتفظ بها بعناية كذكرى لمساعينا.

منذ ذلك الحين ، تدفقت الكثير من المياه. لقد راجعنا مختلف التقنيات وبروتوكولات الاتصال. تعرفنا على الحلول الجاهزة لإدارة "المنزل الذكي". لكن في النهاية ، قرروا تطوير وحدات التحكم بأنفسهم لبناء مجمع برمجيات الأجهزة.

في هذه المدونة نريد أن نشارك مع القراء معلومات مفيدة حول تطوير وحداتنا ، والحديث عن "المزالق" الناشئة ، وتقديم تقرير عن نتائج العمل ، وبطبيعة الحال ، تلقي الملاحظات في شكل تعليقات على المقالات.

اليوم سأتحدث قليلاً عن كيف بدأ كل شيء ، وفي المقالات التالية سأقوم بتحديث المعلومات تدريجياً إلى الوضع الحالي لشئوننا.

منذ اللحظة التي تخرجت فيها من الجامعة حتى عام 2010 ، ذهبت إلى العمل الرئيسي بشكل كبير ولم أتمكن من القيام بـ "المنزل الذكي".
لنكون صادقين ، لم يكن العمل عقبة ، فقط في رأسي كان هناك الكثير من الأفكار التي لم تتشكل بعد في رؤية واحدة.

2010
مبدئيًا ، قررنا أن متحكم ATmega8 سيكون العنصر الرئيسي ، "الدماغ" لأجهزتنا.
وهي مصنوعة باستخدام تقنية CMOS ، 8 بت ، بناءً على بنية RISC AVR ، تستهلك التيارات الصغيرة. في دورة واحدة ، باتباع تعليمات كاملة واحدة ، تصل إلى أداء 1 MIPS لكل ميجاهرتز ، مما يسمح لك بتحقيق النسبة المثلى للأداء إلى استهلاك الطاقة.
مجموعة غنية من الأجهزة الطرفية المتكاملة. رتب لنا جميعا. طلبنا على الفور 70 قطعة:

صورة

التواصل بين الأجهزة ، تقرر القيام بذلك من خلال RS485.
للتجارب ، قاموا بتجميع وشاح بسيط: ATmega8 + SN75176. لقد درست بالفعل برنامج تصميم PCB وطريقة LUT.

ATmega8 + SN75176
صورةصورة


2011-2012
أجريت التجارب مع RS485 بدرجات متفاوتة من النجاح. شيء ما يعمل على الفور ، واجهت الأجهزة الأخرى باستمرار تصادمات في الحافلة.

معاناة كافية ، جلسنا للتفكير. بعد شهرين من التجربة مع بروتوكولات مختلفة ، قررنا الخوض في إيثرنت. نظرًا لأننا تصورنا في الأصل البنية المعيارية لـ "المنزل الذكي" والتحكم المشترك (من الصعب جدًا إنشاء نظام آمن من الفشل باستخدام نهج مركزي أو ، على العكس من ذلك ، لا مركزي) ، كان أول جهاز تم بناؤه هو وحدة تحكم Ethernet التي خططنا لها تثبيت في كل "جهاز" لدينا ، مثل بطاقات الشبكة في أجهزة الكمبيوتر.

جعل ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام LUT
صورة

بعد المحاولة والاختبار ، أمرنا بتصنيع لوحات الدوائر الكهربائية في المصنع ، وتم التجميع يدويًا.
صورة
لوحة وحدة إيثرنت.

صورة
وحدة إيثرنت في وحدة تحكم شريط LED

فيما يتعلق بالتبديل إلى إيثرنت ، كان علينا أيضًا تغيير وحدة التحكم الدقيقة المثبتة في أجهزتنا. نحن نستخدم حاليًا ATmega328.

يستخدم TCP / IP كبروتوكول شبكة ونقل لتبادل المعلومات بين الوحدات المختلفة. يتم إرسال البيانات عبر بروتوكول HTTP لطبقة التطبيق ، والذي يسمح لنا بإجراء التكوين الأولي لأجهزتنا باستخدام متصفح عادي باستخدام أي جهاز (كمبيوتر محمول ، كمبيوتر لوحي ، هاتف محمول).
وبالتالي ، يمكنك إدارة الأجهزة من أي برنامج مكتوب بأي لغة برمجة حديثة ، من أجهزتنا الأخرى المجهزة بوحدة إيثرنت ، وكذلك من أي "أجهزة" مدعومة بتشكيل وإرسال طلبات HTTP.

في الوقت الحالي ، نحن قلقون بشأن تشفير حركة المرور ودعم بروتوكول HTTPS.

في المقالات التالية سأتحدث عن أجهزتنا من أجل:

شكرآ لك على أهتمامك!

كل ذلك مع يوم الأصدقاء العالمي!

Source: https://habr.com/ru/post/ar380349/


All Articles