افعل ذلك بنفسك نظام المنزل الذكي

قبل أسبوعين ، في الدردشة ، ظهرت هذه الرسالة:

وبعد ذلك بقليل - هذا هو:

مؤلف الرسائل هو Zhenya ، مبرمج ، ورئيس قسم التدريب والمهندس الإلكتروني. في سن الخامسة ، لاحظ أنه إذا قمت بسحب محرك من مسجل الشريط ، وقم بتوصيل مصباح كهربائي به وبدء تشغيله ، سوف تضيء المصباح الكهربائي. عند السادسة - إذا عكس المحرك قطبية الاتصال ، فسوف يدور في الاتجاه الآخر. في سن 18 ، التحق بقياس التقنيات المبتكرة في كلية الفنون التطبيقية. وفي الرابعة والعشرين من عمره ، جاء للعمل في سيبيريكس.

وذلك لأن الهدف من المشروع بأكمله ليس البيت الذكي ومحطة الطقس على هذا النحو. الهدف هو خدش يديك (لأنه حكة) ومنعهم من التأكسد (بسبب سبائك الذهب). لذلك كل من يتساءل لماذا قضاء بعض الوقت عندما يمكنك فقط شراء مثل هذه الأجهزة - انتقل إلى مجموعة التفرعات DNCom. وبالنسبة لأولئك الذين يهتمون بموضوع إلكترونيات DIY (أو إلكترونيات DIY ، والتي ليست أيضًا مخزية) ، يمكنك التمرير أكثر.

يبدو لي أن أي شخص يجب أن يكون لديه نوع من الهواية ، بالإضافة إلى العمل. افعل شيئًا بيديك. هذا هو إفراز عاطفي جيد (الشيء الرئيسي هو عدم التحول إلى روتين - في العمل ، حتى لو كانت متنوعة ومثيرة للاهتمام مثل البرمجة) ، والروتين أمر لا مفر منه تقريبا ، ونعم لهواية الخاص بك). الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو التعايش ، عندما تصبح هوايتك مفيدة وفي الطلب على الأعمال.

- فلاديمير زافريتلوف ، رئيس استوديو سيبيريكس

اردوينو

صنعت Zhenya النسخة الأولى من المنزل الذكي منذ عامين ونصف العام على اردوينو.

Arduino عبارة عن لوحة صغيرة بها متحكم وذاكرة وجهات اتصال ، حيث يمكنك توصيل المصابيح والمحركات وأجهزة الاستشعار وبصفة عامة كل شيء يعمل من خلال الكهرباء. تكتب برنامج C ++ ، وتحميله في ذاكرة متحكم اردوينو ، ويتحكم في جميع الأجهزة المتصلة. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء الأدوات الذكية - نظام سقي للمنزل الصيفي ، على سبيل المثال ، أو روبوت يجلب لك النعال.

الموضوع الأول الذي صنعه يوجين على اردوينو هو لعبة. اثنين من أجهزة الاستشعار ، واثنين من المشاركين. كل يحمل يده على جهاز استشعار. عندما تتخلل اللعبة ، تحتاج إلى إزالة يدك بشكل حاد. تقيس اللعبة وقت رد الفعل حتى 100 ثانية وتقول من هو البطل. اخترق مع زوجته. مريح - كل من يخسر يغسل الصحون).

عندما أصبح كل شيء واضحًا مع اردوينو ، قرر يوجين ، بالطبع ، إنشاء منزل ذكي (مهندس الكتروني). قمت بتوصيل نظام أمان (مستشعر الحركة ومستشعر فتح الباب) ومقياس حرارة (مستشعر درجة الحرارة والرطوبة DHT11) إلى اردوينو ولم أكن راضيًا. كان التواصل بين جميع الأجهزة عبر قناة إذاعية 433 ميغاهيرتز واتضح أنه غير مستقر. كافحت Zhenya مع إشارات الراديو في الشهر 2 ، ثم قررت عدم القتال ، ولكن لإعادة تشكيل خادم المنزل الذكي على Raspberry Pi.

التوت بي

توت العليق بي هو بالفعل جهاز كمبيوتر كامل. نعم ، لوحة واحدة. نعم ، حجم بطاقة الائتمان. نعم ، إنها أدنى من قدرة أجهزة الكمبيوتر الكبيرة الحديثة. لكن يمكنه تشغيل نظام التشغيل Linux. هذا يعني أنه يمكنك التبديل من لغة C ++ إلى اللغات العليا - java script، php. وهذه هي لغات تشينيا الأم. ولكن الأهم من ذلك ، يتيح لك Raspberry Pi الابتعاد عن 433 إشارة لاسلكية والذهاب إلى جميع شبكات wi-fi المعروفة والمحبوبة ، والتي تعمل بثبات.

تصميم

عادة ما تكون إما مهندس إلكترونيات أو مصممًا. يوجين ، كما نتذكر ، قرر هذا في وقت مبكر من 5 سنوات ، لذلك كانت هناك مشاكل مع التصميم. ولكن ليس لفترة طويلة. لأنه سرعان ما ذهب إلى الرئيس التنفيذي لشركة Sibiriks وطلب المساعدة. بعد شهر ، تم تصميم واجهة المنزل الذكي من قبل مصممنا.

النظام

Zhenya كتب النظام في 4 أشهر. عملت لمدة 2.5 ساعة في اليوم. قبل العمل بساعة ونصف (استيقظ مبكرا ، لأنه في المساء كان لديه ولد ، واجبات منزلية ، ولعب الحضارة مع زوجته) وساعة أثناء الغداء في العمل.

كانت الفكرة بالنسبة للنظام لتوسيع نطاق غير محدود. إنه الآن رجل بسيط ويحتاج فقط إلى الوظائف الأساسية في المنزل الذكي (محطة الطقس ، نظام الأمن ، المراقبة بالفيديو). ولكن إذا سئم غدًا من الضغط على الأزرار والمفاتيح ويريد أن تتبعه الإضاءة ، فإن الموقد يطفو على القطن ، والستائر الأوتوماتيكية على النوافذ قريبة من الشمس ، يجب أن يكون قادرًا على تثبيت كل هذه الوظيفة.

لذلك ، يتم تنظيم النظام على هذا النحو: يمكنك إنشاء مجلد في المنزل الذكي باستخدام وحدة نمطية ، ووصف تشغيله ، ويمكن دمجه بسهولة في النظام. الآن هناك 9 وحدات. هناك وحدات مادية (تلك التي لديها جهاز مادي) ، وهناك وحدات منطقية (تلك اللازمة للنظام للعمل).

وظيفي

محطة الطقس

بالنسبة لمحطة الطقس ، أخذ Zhenya 4 معلمات رئيسية تجعل من الممكن فهم ما إذا كنت تموت أم لا (درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي وتركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء). تم إنشاء محطة الطقس برعاية المدير العام للاستوديو شريطة أن تقوم Zhenya بصنع محطة أخرى في الاستوديو (تم تنفيذها بالفعل). معنا ، يتم توصيله عبر شبكة wi-fi ليس بـ Smart Home ، ولكن بنظام Zabbix ، وهو نظام مراقبة خادم يراقب مختلف المعلمات ، من درجة حرارة محركات الأقراص الصلبة إلى التحميل على الشبكة ، ويعرضها كلها في شكل رسومات بيانية جميلة. الآن هناك أيضا الرسم البياني لدرجة الحرارة في المكتب.

لقد خططنا لتوصيل جهاز استشعار ثاني أكسيد الكربون بـ Zabbix الخاص بنا ، وإخراجه إلى بلازما ومراقبة الغلاف الجوي. أوضحت التجارب الأولى أن صناع لولب التثبيت قاموا بتدفق التدفق لنا. باستخدام منظار داخلي إلكتروني ، اكتشفنا أن التدفق قد مر بصدع صغير في جانب المبنى (إنه جديد نسبيًا). لعن الكلمات الفاحشة ، عدّلنا البرج ونعيد تركيب كل شيء إنسانيًا. الآن ، في الصباح ، يظهر المستشعر ثاني أكسيد الكربون في منطقة 500 ، لتناول العشاء يرتفع إلى 800 ، وهو أمر طبيعي بشكل عام.

- فلاديمير زافريتلوف ، رئيس استوديو سيبيريكس

المراقبة بالفيديو

عندما قاموا بتثبيت كاميرات CCTV على منزل Zhenin ، والتي يمكن مراقبتها من خلال تطبيق الهاتف ، اتضح أنهم صنعوا على خدمة شائعة جدًا - وهي مجهر ، ويمكنهم الوصول إلى api. قام Zhenya بتوصيل كاميرات المراقبة بمنزله الذكي. من المضحك أنهم يعملون في البيت الذكي بشكل أفضل من التطبيق. التطبيق غبي بعنف. وفي المنزل الذكي ، الكاميرات مفتوحة.

حماية

آخر شخص لمغادرة المنزل يضغط على الزر وأذرع النظام. عندما يصل شخص ما ، يفهم مستشعر الحركة ذلك ، ويبدأ النظام في الاختيار ، مثل إلغاء تنشيط الأمان أو أنني أصرخ الآن. لإلغاء تنشيط الأمان ، تحتاج إلى إرفاق مفتاحك الإلكتروني ، وسوف يتعرف النظام عليه ويهدأ.

أحداث

يتم عرض جميع الأحداث المسجلة من قبل النظام هنا.

النظام

هنا يمكنك رؤية معلمات النظام: الرسم البياني لدرجة حرارة المعالج ، عنوان IP ، تحميل المعالج ، البطارية.

سيناريوهات

أنه يحتوي على رد فعل النظام لحدث ما. يتم تعيين ردود الفعل من جهاز كمبيوتر.

إسكان

القضية هي أن الشيء الذي تم تطويره 5 ساعات ، وطبع 28 ساعة. تمت طباعته على طابعة ثلاثية الأبعاد منزلية قديمة. للرجوع إليها - إذا استمرت الطباعة حوالي 4 ساعات ، فستستغرق بالفعل وقتًا طويلاً. وهنا - 28. استغرق الأمر 16 ساعة إلى أسفل القضية. في الجزء العلوي - 6. هذا حفلة طوال اليوم - يمكنك تشغيل طابعة ثلاثية الأبعاد وطباعتها ، لا يمكنك المقاطعة. إذا كان المصباح ، على سبيل المثال ، ينطفئ عند 98٪ من الطباعة ، فأنت فقط ترمي البلاستيك لمدة 15 ساعة. لحسن الحظ ، هذا لم يحدث. حدث شيء آخر: نظرًا لوجود عيب في التصميم (جدران رقيقة جدًا في الفتحة المجسمة للمتكلم) ، يجب إعادة طباعة الغطاء. وهذا هو ، استغرق إجمالي المطبوعة حوالي 28 ساعة. وقد ذهب تقريبا لفائف البلاستيك بأكمله.

صوت

الكلام إلى نص

يمكن للنظام التحدث وفهم ما تقوله إليه. اضغط على زر ، قل عبارة ، ثم يحولها إلى نص . تحويل الصوت إلى نص هو مهمة صعبة للغاية. تعرف Google كيفية القيام بذلك ، ولكن مقابل المال. والقاعدة الأولى لمشروع DIY لا توجد رسوم شهرية. كما اتضح ، فإن أحدث إصدارات chrome تحتوي على أداة التعرف على الصوت المدمجة. التحذير الوحيد هو أن الاتصال يجب أن يكون https أو localhost. المنزل الذكي هو مجرد مثل هذا النظام: العميل والخادم على نفس الجهاز ، لذلك كان من الممكن الاتصال عبر مضيف محلي.

استجابة الفريق

تسمى الخدمة الثانية dialogflow. الحيلة هي أنك قمت بتعيين قالب العبارة ، على سبيل المثال: "ما هو الطقس مثل غدا؟" وأنت تشير إلى أن كلمة الغد هي متغير من نوع التاريخ. والآن يمكنك طرح أي سؤال: "ما هو الطقس مثل 20 سبتمبر؟" ، "ما هو الطقس مثل يوم بعد غد؟" ، "ما هو الطقس في 3 أيام؟" ويفهم النظام أن هذا هو نوع البيانات - تاريخ ، ويقوم بتحويله إلى تاريخ البرنامج ويتفاعل معه. هذا الموضوع كله على الشبكات العصبية ، وهو قابل للتدريب. إذا قلت ، "كيف سيكون الطقس اليوم؟" والنظام لم يفهم ، يقول "لم أفهم" ، وتذهب إلى الخادم وتعلمه مباشرة بيديك أن هذه العبارة تعني "ما هو الطقس؟" ، وهو يتذكر. يتم التدريب على الشبكة العصبية عن طريق الوصول: عند التسجيل في الخدمة ، يتم إصدار مفاتيح الوصول لـ api ، والوصول إلى حساب الوكيل الشخصي ، يمكنك تدريب هذا الوكيل ومنح شخص ما الحق في استخدامه.

هناك موضوع آخر رائع في dialogflow - microdialogs. أنت تطرح سؤالاً ، على سبيل المثال ، "كيف حالك؟" واطلب أنماط الإجابات عليه: "حتى أنجبت" ، "كل شيء في الشوكولاتة ، حتى في الشاشة" ، "نحن نمارس أعمالًا ، والمدعي العام لديه أشياء للقيام بها" ، "أوه ، هذا كل شيء" - والنظام سيختار عشوائيًا إجابة من هذه الخيارات في كل مرة على هذا السؤال.

اتضح أن الخدمة ترسل المشغل نفسه إلى المنزل الذكي ، والذي يجب تنفيذه وعبارة محتملة للإجابة ، يلتقط "البيت" هذه العبارة ثم المهمة هي العكس: النص إلى كلام.

تحويل النص إلى كلام

ياندكس جيدة في القيام بذلك. هناك يمكنك اختيار ليس فقط الصوت (عدة خيارات للأصوات من الذكور والإناث) ، ولكن أيضًا المزاج (مضحك ، حزين ، غاضب ، محايد). يوجد في Yandex واجهة برمجة تطبيقات بسيطة ومشتركة (بحد أقصى حوالي 10 آلاف تحويل في اليوم).

وهكذا ، تحولت دورة: نطق نطق عبارة ، يفهمها النظام ، يلفظ شيئًا ما رداً على ذلك ويقوم ببعض الإجراءات. لذلك ، على سبيل المثال ، ضبط المنبه بصوت يعمل. أنت تقول: "ضبط المنبه يوم الثلاثاء الساعة 7:00." ويوم الثلاثاء الساعة 7 ، سوف يوقظك البيت الذكي.

SMS

من الجيد أن يقوم البيت الذكي بإبلاغك بالحريق أو فتح الباب عندما لا تكون في المنزل ، أليس كذلك؟ هناك مثل هذه الوحدة - تسمى sim800L. هذا هو مودم GPS ، وهو هاتف كامل. إنه يعرف كيفية إجراء مكالمات ، والرد على المكالمات ، وإرسال / استقبال الرسائل القصيرة ، والوصول إلى الإنترنت باستخدام gprs ، وتحديد الموقع باستخدام أبراج الخليوي ، وما إلى ذلك. الفكرة كانت: طلب هذه الوحدة ، وإدخال بطاقة SIM في المنزل الذكي ، وإعداد بعض بعض التعريفات بحيث لا توجد رسوم اشتراك على الإطلاق ، قم بإسقاط 500 روبل هناك وحتى يتم إنفاقها (1 روبل لكل رسالة SMS) ، وهذا على الأقل لمدة عام ، نسيان كل هذا.

لكن اتضح أنه في ذروة هذا الشال في وقت البحث عن الشبكات يستهلك 2 أمبير من التيار. يحتوي Smart House على وحدة طاقة ، ويدخل السلك إلى هناك ، وهناك بطارية وتخرج البطارية من الطاقة إلى النظام. يمكن أن توفر البطارية 3 أمبيرات كحد أقصى للإخراج. وهذا هو ، 3 أمبير من الاستهلاك المستمر من قبل النظام برمته هو الحافة. وإذا قمت بإضافة وحدة gsm هذه إلى التوت ، فسيتم خفضها. ليس لديها ما يكفي من التيار ، وتخرج. الحل الوحيد للمشكلة هو جعل وحدة إرسال الرسائل القصيرة مربعًا منفصلًا. ثم هناك يمكنك توفير الطاقة دون انقطاع ل 2 أمبير. فقط قم بالتوصيل عبر Wi-Fi إلى Smart Home. وهذا يعني أن المنزل الذكي يخبر الوحدة: "إرسال رسالة نصية كهذه" ، وترسل الوحدة النمطية. الآن تحتاج Zhenya إلى شراء قطعتين من الحديد ، وستكون الوحدة جاهزة.

كلمات صغيرة في النهاية

المهندسون الإلكترونيون هم أشخاص يبدون مفتونين برقم مكون من ثلاثة أرقام على الشاشة ويقولون:
- انظروا كيف بارد!
أنت تنظر إلى نفس الرقم وتقول بشكل غير مؤكد:
- رائع ، نعم ...
"ماذا ترى؟" - يختبرونك.
أنت تحاول:
- 328؟
وبالطبع لا تحصل عليه. لأنه ليس 328. هذا عرض ديناميكي رائع.