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Intelligentes Haus. Start

Hallo Giktayms!
Mein Interesse an „Smart Homes“ zeigte sich während meines Studiums an der Universität im Jahr 2004, als ich mich nicht für die Themen der vom Fachbereich vorgeschlagenen Arbeiten interessierte. Und ein Freund und ich schlugen dem Abteilungsleiter unser Thema vor: „Entwicklung des Software- und Hardwarekomplexes 'Smart Home'“.

Zu sagen, dass ich zu wenig über Smart Homes wusste, bedeutete nichts zu sagen.
Der Name "Smart Home" hat mich angezogen. Für mich war es eine Art Geheimnis, etwas Magisches.

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Während der Arbeit zusammengestellt, wusste unser „Smart Home“ wenig:
  • Erkennung des Eintritts in die Wohnung / das Haus im Sicherheitsmodus.
  • Lichtsteuerung in einem halbautomatischen Modus (die Messwerte von Bewegungssensoren, Tageszeit und vordefinierten Mustern wurden berücksichtigt).
  • Bestimmung der Wasserleckage im Bad und in der Küche.
  • .
  • ( , , 220).

Wir haben alle Geräte entwickelt, die Informationen von Sensoren sammeln und auch Aktoren steuern. Daten von den Sensoren, deren Verarbeitung und Steuerung von Aktuatoren fielen auf die Schultern eines in Delphi geschriebenen Programms. Ich habe noch nichts über Programme gehört, mit denen Leiterplatten entworfen und nachverfolgt werden können.

Er malte Leiterplatten von Hand mit einem Kupfermarker. Über LUT (Laser-Eisen-Technologie) wusste nichts.
Die Module, die wir für den Demo-Stand unserer Abschlussarbeit gesammelt haben, bewahre ich sorgfältig als Erinnerung an unsere Bemühungen auf.

Seitdem ist viel Wasser geflossen. Wir haben verschiedene Technologien und Kommunikationsprotokolle durchgesehen. Wir haben uns mit vorgefertigten Lösungen für die Verwaltung eines „Smart Home“ vertraut gemacht. Am Ende entschieden sie sich jedoch, die Controller selbst für den Aufbau eines Hardware-Software-Komplexes zu entwickeln.

In diesem Blog möchten wir den Lesern nützliche Informationen über die Entwicklung unserer Module mitteilen, über die aufkommenden "Fallstricke" sprechen, über die Arbeitsergebnisse berichten und natürlich Feedback in Form von Kommentaren zu Artikeln erhalten.

Heute werde ich ein wenig darüber sprechen, wie alles begann , und in den folgenden Artikeln werde ich die Informationen schrittweise auf den aktuellen Stand unserer Angelegenheiten aktualisieren.

Von meinem Abschluss an der Universität bis 2010 habe ich mich kopfüber dem Hauptberuf verschrieben und konnte kein „Smart Home“ machen.
Um ehrlich zu sein, war die Arbeit kein Hindernis, nur in meinem Kopf gab es viele Ideen, die noch nicht zu einer einzigen Vision geformt wurden.

2010
Zunächst haben wir beschlossen, dass der ATmega8-Mikrocontroller das Hauptelement, das „Gehirn“ unserer Geräte, sein wird.
Es wird mit CMOS-Technologie hergestellt, 8-Bit, basierend auf der RISC AVR-Architektur, verbraucht Mikroströme. In einem Zyklus wird nach einer vollständigen Anweisung eine Leistung von 1 MIPS pro MHz erreicht, sodass Sie das optimale Verhältnis von Leistung zu Energieverbrauch erzielen können.
Eine Vielzahl integrierter Peripheriegeräte. Er hat für uns alle arrangiert. Wir bestellten sofort 70 Stück:

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Kommunikation zwischen den Geräten, es wurde beschlossen, über RS485 zu tun.
Für Experimente haben sie einen einfachen Schal zusammengestellt: ATmega8 + SN75176. Ich habe bereits PCB-Design-Software und die LUT-Methode studiert.

ATmega8 + SN75176
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2011-2012
Die Experimente mit RS485 wurden mit unterschiedlichem Erfolg durchgeführt. Etwas funktionierte sofort, andere Geräte erfuhren ständig Kollisionen im Bus.

Wir litten genug und setzten uns zum Nachdenken. Nachdem wir einige Monate lang mit verschiedenen Protokollen experimentiert hatten, entschieden wir uns für Ethernet. Da wir ursprünglich die modulare Architektur unseres „Smart Home“ und der kombinierten Steuerung konzipiert hatten (es ist sehr schwierig, ein ausfallsicheres System nur mit einem zentralen oder umgekehrt dezentralen Ansatz aufzubauen), war das erste Gerät, das gebaut wurde, der von uns geplante Ethernet-Controller Installieren Sie in jedem unserer "Geräte", wie Netzwerkkarten in Computern.

Leiterplatte mit LUT hergestellt
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Nach dem Testen haben wir die Herstellung von Leiterplatten im Werk bestellt und die Montage wurde manuell durchgeführt.
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Ethernet-Modulplatine.

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Ethernet-Modul im LED-Strip-Controller

Im Zusammenhang mit der Umstellung auf Ethernet mussten wir auch den in unseren Geräten installierten Mikrocontroller austauschen. Wir verwenden derzeit ATmega328.

TCP / IP wird als Netzwerk- und Transportprotokoll für den Informationsaustausch zwischen verschiedenen Modulen verwendet. Die Datenübertragung erfolgt über das Anwendungsschichtprotokoll HTTP, mit dem wir die Erstkonfiguration unserer Geräte mit einem normalen Browser auf jedem Gerät (Laptop, Tablet, Mobiltelefon) durchführen können.
Auf diese Weise können Sie Geräte von jedem Programm aus verwalten, das in einer modernen Programmiersprache geschrieben ist, von unseren anderen Geräten, die mit einem Ethernet-Modul ausgestattet sind, sowie von allen „Geräten“, die durch das Bilden und Senden von HTTP-Anforderungen unterstützt werden.

Derzeit sind wir besorgt über die Verkehrsverschlüsselung und die Unterstützung des HTTPS-Protokolls.

In den folgenden Artikeln werde ich über unsere Geräte sprechen für:

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Alle mit dem Internationalen Tag der Freunde!

Source: https://habr.com/ru/post/de380349/

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