👨🏿‍🚒 🚡 🔌 हम पीसी को नियंत्रित करने के लिए 433MHz वायरलेस स्विच का उपयोग करते हैं 🌠 👰🏾 👨🏿‍💻

नमस्कार ~~Geektimes~~ Habr।

मेरी जगह पर 433 मेगाहर्ट्ज पर कई वायरलेस स्विच घर पर जमा हुए, यह दिलचस्प हो गया कि क्या उनका उपयोग किसी भी कार्य के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कंप्यूटर को नियंत्रित करने के लिए या सिस्टम में "स्मार्ट होम" को एकीकृत करने के लिए।

ये स्विच उनकी कम लागत और स्थिर संचालन के लिए सुविधाजनक हैं, वे कुछ इस तरह दिखते हैं:

यह कैसे काम करता है, और उनके साथ क्या किया जा सकता है (हुसर्स चुप रहते हैं :), कटौती के तहत विवरण।

सिद्धांत

मुझे तुरंत कहना होगा कि इस तरह के स्विच कैसे काम करते हैं, मुझे नहीं पता, हालांकि मुझे इसके बारे में अनुमान है। इसलिए आपको थोड़ा रिवर्स इंजीनियरिंग करने की आवश्यकता होगी।

सबसे पहले, सिग्नल प्राप्त करना होगा, जिसके लिए हम पहले से ही प्रसिद्ध आरटीएल-एसडीआर रिसीवर का उपयोग करते हैं, जिसे अक्सर रेडियो शौकीनों के लिए "सीटी" कहा जाता है। केवल $ 10 की कीमत वाला यह उपकरण आपको लगभग 50 से 1250 मेगाहर्ट्ज तक रेडियो सिग्नल प्राप्त करने की अनुमति देता है, हमारे लिए जो हमें चाहिए। विषय पुराना है, लेकिन अगर किसी ने इसे नहीं पढ़ा है, तो इसे पढ़ें ।

हम विश्लेषण का पहला कदम उठाते हैं - हम ध्यान से स्विच को देखते हैं। हम पाते हैं कि मामले में यह "मेड इन चाइना" (जो सोचा होगा?) कहते हैं, और अधिक महत्वपूर्ण बात, आवृत्ति 433 मेगाहर्ट्ज का संकेत मिलता है। अब आप एसडीआर रिसीवर कनेक्ट कर सकते हैं, एसडीआर # शुरू कर सकते हैं और सुनिश्चित कर सकते हैं कि डेटा वास्तव में प्रसारित है।

स्पेक्ट्रम पर सिग्नल की समरूपता एएम मॉड्यूलेशन की उपस्थिति का सुझाव देती है। वैसे, एक कमजोर "एलियन" संकेत दाईं ओर दिखाई देता है - उन्हें भी प्राप्त किया जा सकता है और डिकोड किया जा सकता है, उन्हें अलग से अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी। हालांकि, वापस संकेत के लिए। हम इसे सामान्य WAV प्रारूप में रिकॉर्ड करते हैं और रिमोट कंट्रोल पर बटन दबाते हैं - उदाहरण के लिए, मैंने चैनल "1" पर चालू और बंद बटन दबाया।

किसी भी ऑडियो एडिटर में ध्वनि फ़ाइल खोलें, और संकेतों की तुलना करने के लिए किसी अन्य पेशेवर एनालिटिक्स टूल, पेंट का उपयोग करें। हम अंतर देखने के लिए एक के ऊपर एक अलग-अलग बटन से 2 सिग्नल लगाते हैं:

यह देखना आसान है कि हमारे पास सामान्य बिट अनुक्रम है, जिसमें अंतर केवल एक बिट में है, जो कि ON या OFF बटन के अनुरूप है। जबकि बटन दबाया जाता है, स्विच हवा में इस क्रम को 20 बार प्रति सेकंड की गति से दोहराता है। सस्ता और आसान, भले ही एक अनुक्रम संचरण के दौरान विकृत हो, दूसरे को स्वीकार किया जाएगा।

इस तरह से, एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष बनाया जा सकता है - इस तरह के स्विच (हम सस्ते मॉडल के बारे में बात कर रहे हैं) के संकेतों को "बिना किसी प्रमाणीकरण, संरक्षण या एन्क्रिप्शन के" के रूप में "प्रेषित" किया जाता है। इस तरह के स्विच के साथ इस तरह के एक स्विच या एक वायरलेस आउटलेट का उपयोग कुछ महत्वपूर्ण कार्यों के लिए नहीं किया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, शक्तिशाली हीटर चालू करने के लिए या इससे भी आगे का दरवाजा या गैरेज खोलने के लिए। यह हैकर्स का मामला भी नहीं है (यह मौका कि कोई मेरे घर में वायरलेस तरीके से हैक करेगा, मैं अपने आईएसएस घर पर गिरने की संभावना से कम अनुमान लगाता हूं), लेकिन पड़ोसी गलती से एक ही स्विच खरीद सकता है, और कोड मेल कर सकते हैं ( हालांकि स्विच पर 4 चैनलों के बीच एक विकल्प है)। इसे उपयोग करने के मेरे अनुभव में, वर्ष में 2-3 बार सर्किट ब्रेकर ने "स्वयं" चालू किया, या तो एक बाधा, या एक ही मॉडल से एक दूर का संकेत वास्तव में प्राप्त हुआ था।

बेशक, यह अधिक जटिल प्रणालियों पर लागू नहीं होता है, जैसे लोरा या फिलिप्स ह्यू, एन्क्रिप्शन के साथ सब कुछ ठीक है।

हालांकि, हमारे कार्य पर वापस आ गए। आप स्वयं ऐसे संकेतों का डिकोडर लिख सकते हैं, लेकिन सौभाग्य से, यह हमारे पहले ही "rtl_433" नामक परियोजना में हो चुका है। कार्यक्रम मूल रूप से लिनक्स के लिए बनाया गया था, विंडोज संस्करण को लिनक्स संस्करण में GitHub से डाउनलोड किया जा सकता है ।

हम कमांड लाइन से प्रोग्राम शुरू करते हैं: "rtl_433.exe -F json"

हमें डेटा मिला है, यह उनके प्रसंस्करण के लिए एक कार्यक्रम लिखने के लिए बना हुआ है।

रास्पबेरी पाई

पहली बात जिस पर विचार करना दिलचस्प है, वह है रास्पबेरी पाई। रास्पियन पर rtl_433 को स्थापित करने के लिए, संग्रह को अनपैक करें और निम्नलिखित कमांड निष्पादित करें।

sudo apt-get install libtool libusb-1.0.0-dev librtlsdr-dev rtl-sdr build-essential autoconf cmake pkg-config cd rtl_433/ autoreconf --install ./configure make make install

दूसरा चरण एक प्रोग्राम लिखना है जो इस डेटा को प्राप्त करेगा, और इसके आधार पर, आवश्यक क्रियाएं करें। अजगर कोड बहुत सीधा है:

 from __future__ import print_function import os, sys, io import json import subprocess print("RTLSDR listening started") transmitter_name = "Waveman Switch Transmitter" transmitter_channel = 1 proc = subprocess.Popen(["rtl_433 -F json"], stdout=subprocess.PIPE, shell=True) while True: try: line = proc.stdout.readline().encode('ascii','ignore') proc.poll() data = json.loads(line) print(data) m,st,ch,btn= data['model'],data['state'],data['channel'],data['button'] if m==transmitter_name and ch==transmitter_channel and btn==1 and st=='on': print("ON") elif m==transmitter_name and ch==transmitter_channel and btn==1 and st=='off': print("OFF") except KeyboardInterrupt: break except: pass print("RTLSDR listening done")

कोड चलाने के लिए, आपको इसे एक फ़ाइल में सहेजना होगा (उदाहरण के लिए rtl_listen.py) और कमांड "python rtl_listen.py" चलाएं।

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रोग्राम subprocess.Popen का उपयोग करके प्रक्रिया शुरू करता है और इससे डेटा पढ़ता है। फिर सब कुछ सरल है, कोड काफी पठनीय है, और बदलाव करना मुश्किल नहीं होगा। इस उदाहरण में, जब "1" बटन दबाया जाता है, तो संदेश प्रिंट ("चालू") प्रदर्शित होता है, इसके बजाय, आप कुछ और कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, GPIO पिन को सक्रिय करें, रिले को चालू करें, सर्वर को डेटा भेजें, आदि। इससे पहले, आपको बदलने की आवश्यकता होगी। उपयोग किए जाने वाले कंसोल के मॉडल के नाम में ट्रांसमिटर_नाम।

वैसे, आरटीएल-एसडीआर रिसीवर, रास्पबेरी पाई की तुलना में, इस तरह दिखता है:

विंडोज

दुर्भाग्य से, विंडोज 10 के तहत, उपरोक्त कोड काम नहीं करता था। लेकिन गिथब पर एक खोज के रूप में, एक अलग स्ट्रीम कार्यों से डेटा के अतुल्यकालिक पढ़ने का सुझाव दिया। ऐसा क्यों है, यह पता लगाने के लिए बहुत आलसी था, मैं बस बिगाड़ने के तहत काम कोड लाऊंगा।

स्रोत कोड

 from __future__ import print_function import os, sys import subprocess import time import threading import Queue import json class AsynchronousFileReader(threading.Thread): # Helper class to implement asynchronous reading def __init__(self, fd, queue): assert isinstance(queue, Queue.Queue) assert callable(fd.readline) threading.Thread.__init__(self) self._fd = fd self._queue = queue def run(self): # The body of the tread: read lines and put them on the queue. for line in iter(self._fd.readline, ''): self._queue.put(line) def eof(self): # Check whether there is no more content to expect return not self.is_alive() and self._queue.empty() def replace(string): while ' ' in string: string = string.replace(' ', ' ') return string def read_rtl_data(): process = subprocess.Popen(["rtl_433.exe", "-F", "json"], stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) # Launch the asynchronous readers of stdout and stderr. stdout_queue = Queue.Queue() stdout_reader = AsynchronousFileReader(process.stdout, stdout_queue) stdout_reader.start() stderr_queue = Queue.Queue() stderr_reader = AsynchronousFileReader(process.stderr, stderr_queue) stderr_reader.start() transmitter_name = "Waveman Switch Transmitter" transmitter_channel = 1 # Check the queues if we received some output while not stdout_reader.eof() or not stderr_reader.eof(): # Show what we received from standard output. while not stdout_queue.empty(): line = stdout_queue.get() print("Line1:", repr(line)) data = json.loads(line) # print("Data:", repr(line)) m,st,ch,btn= data['model'],data['state'],data['channel'],data['button'] if m==transmitter_name and ch==transmitter_channel and btn==1 and st=='on': print("ON") elif m==transmitter_name and ch==transmitter_channel and btn==1 and st=='off': print("OFF") # Show what we received from standard error. while not stderr_queue.empty(): line = replace(stderr_queue.get()) print("Line2:", line) # Sleep a bit before asking the readers again. time.sleep(0.1) stdout_reader.join() stderr_reader.join() # Close subprocess' file descriptors. process.stdout.close() process.stderr.close() if __name__ == '__main__': print("RTLSDR listening started") read_rtl_data() print("RTLSDR listening done")

इस कोड के साथ हम हैंडलर में किसी भी कार्रवाई का उपयोग कर सकते हैं, तर्क रास्पबेरी पाई पर कोड के समान है।

उदाहरण : मान लें कि हमारे पास एक होम थिएटर के लिए समर्पित कंप्यूटर है, और हम रिमोट कंट्रोल पर बटन दबाकर इसे बंद करना चाहते हैं। कोड 'प्रिंट ("बंद") से बदलें

  os.system('shutdown -s') sys.exit(0)

जिसके बाद, उपयुक्त बटन दबाकर कंप्यूटर बंद हो जाएगा। बेशक, "शटडाउन -s" के अलावा, आप किसी अन्य विंडोज कमांड का उपयोग कर सकते हैं, आपको बस यह विचार करना होगा कि कमांड को बार-बार भेजा जाएगा, जबकि रिमोट कंट्रोल बटन दबाया जाता है, ऐसे दोहराव से बचने के लिए, आपको कोड में सुधार करने की आवश्यकता है।

निष्कर्ष

जैसा कि आप देख सकते हैं, सब कुछ बहुत सरल है, और प्रयोग के लिए जगह है। अंत में, उन लोगों के लिए एक छोटा सा बोनस जो यहां तक पढ़ चुके हैं। 433 मेगाहर्ट्ज पर बड़ी संख्या में विभिन्न डिवाइस हैं जो rtl_433 को डिकोड कर सकते हैं, आप बस कई घंटों तक काम करने के लिए कार्यक्रम छोड़ सकते हैं, और देख सकते हैं कि "कैच" क्या है। स्पॉइलर के तहत, इस तरह के लॉग का एक उदाहरण, जो पहले दर्ज किया गया था:

लॉग फ़ाइल

2018-01-10 21:15:17 : Prologue sensor : 5 : 15
Channel: 1
Battery: OK
Button: 0
Temperature: 6.00 C
Humidity: 11 %

2018-01-10 21:15:28 : inFactory sensor
ID: 71
Temperature: 6.67 °C
Humidity: 99 %

2018-01-10 21:16:07 : Toyota : TPMS : 61511475 : 60e5006b : CRC

2018-01-10 21:20:33 : Prologue sensor : 5 : 15
Channel: 1
Battery: OK
Button: 0
Temperature: 6.00 C
Humidity: 11 %
: Waveman Switch Transmitter
id: A
channel: 2
button: 1
state: on
: Waveman Switch Transmitter
id: A
channel: 2
button: 1
state: on
: Waveman Switch Transmitter
id: A
channel: 2
button: 1
state: on

2018-01-10 21:21:21 : Akhan 100F14 remote keyless entry
ID (20bit): 0x41
Data (4bit): 0x4 (Mute)
: Waveman Switch Transmitter
id: A
channel: 2
button: 1
state: off

2018-01-10 21:32:31 : Ford : TPMS : 00268b1f : a34a0e : CHECKSUM
2018-01-10 21:32:32 : Ford : TPMS : 00268a5c : 9c440e : CHECKSUM
2018-01-10 21:32:37 : Ford : TPMS : 016dbfce : 99430e : CHECKSUM
2018-01-10 21:32:39 : Ford : TPMS : 002671a0 : 9c4a0e : CHECKSUM

दिलचस्प डेटा हैं, उदाहरण के लिए, पड़ोसी की कार का टायर दबाव (टीपीएमएस, टायर-प्रेशर मॉनिटरिंग सिस्टम), या किसी अन्य के सेंसर से बाहरी तापमान +6। यह उदाहरण के लिए, बाहर के तापमान को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है यदि पड़ोसी गलती से इस प्रोटोकॉल के अनुरूप मौसम स्टेशन है।

सभी सफल प्रयोग।

अस्वीकरण : जाहिर है, OOK मॉडुलन संकेतों को पढ़ने के लिए एसडीआर और डिजिटल प्रोसेसिंग का उपयोग करना अनिवार्य रूप से गौरैया पर बंदूक की फायरिंग है। शायद aliexpress पर $ 1-2 के लिए ऑफ-द-शेल्फ रिसीवर हैं जो कम लागत और कम बिजली की खपत के साथ एक ही काम करते हैं। अगर किसी को ऐसे मॉडल पता हैं, तो टिप्पणियों में लिखें।

हम पीसी को नियंत्रित करने के लिए 433MHz वायरलेस स्विच का उपयोग करते हैं

सिद्धांत

रास्पबेरी पाई

विंडोज

निष्कर्ष

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