🧔🏻 🚬 🌓 Nuvem doméstica sem fio para coisas na Internet 💞 💪🏼 🧐

Passei muitas horas repetindo projetos de outras pessoas em coisas sem fio inteligentes. Isso me levou à conclusão óbvia: após o terceiro ou quarto projeto, você descobre que todos eles são executados em princípios diferentes, usando diferentes tecnologias e técnicas, especialmente depois de alterar ou atualizar alguns deles. Isso significa que seu mundo de coisas se torna absolutamente livre de manutenção.

Em outras palavras, você precisa oferecer suporte a enormes bibliotecas de especificações e códigos. E é necessário mais tempo para lidar com todos os seus dispositivos. Certamente, alguns são mais organizados do que eu, mas, muito provavelmente, a maioria na luta contra a entropia alcançou pouco sucesso. Sem ofensa.

O que fazer para conter a invasão de robôs em sua casa (e isso é inevitável em qualquer caso)? .. É simples. As coisas são mais fáceis. A nuvem é mais inteligente.

Conceito

Dispositivos o mais simples possível: um módulo padrão para comunicação com uma nuvem privada. Ele consiste em um módulo sem fio e scripts de inicialização (no módulo e no servidor). Se o módulo falhar, descarte-o e substitua-o por um novo módulo padrão.
Toda lógica e inteligência está localizada no servidor. Um roteador Linux simples.

As coisas são mais fáceis. Nuvem mais inteligente

Um pequeno servidor recebe dados de sensores, os armazena e envia comandos para dispositivos executivos. Agora, seus dispositivos não são uma multidão de coisas que pensam. São apenas sinapses do cérebro do servidor. É simples e natural.

Existem dois tipos de dispositivos na minha rede:

Sensores e controles (entrada) e
Relés, válvulas, etc. (fim de semana)

Todos eles se comunicam com o servidor via módulos wifi (ESP8266 de uma conhecida loja chinesa). As entradas enviam informações de status para o servidor de banco de dados. As saídas recebem e executam comandos do servidor. Como eu já mencionei, os dispositivos não têm razão.

O objetivo é tornar as coisas o mais simples possível.

Toda a lógica permanece no servidor. No servidor, todos os algoritmos, gatilhos, etc. Por exemplo, o servidor decide ativar o aquecimento se a temperatura em certas salas cair abaixo de um determinado nível por um certo período de tempo. O servidor decide abrir a válvula solenoide de irrigação na estufa se a umidade do solo cair para um determinado nível a uma determinada hora do dia. Naturalmente, uma pessoa sempre pode intervir e assumir o controle com as próprias mãos ou mudar a lógica. O servidor também notifica o proprietário de eventos críticos via SMS. Pode aceitar comandos de determinados telefones.

Núcleo de nuvem inteligente

Usei um pequeno roteador sem fio com OpenWRT e memória estendida que pode conter um servidor da Web e um servidor de banco de dados - o Gl-iNet 6416A não custa mais de 25 USD.

Surpreendentemente pequeno dispositivo nos dá:

Servidor Web Lighttpd para hospedagem de páginas de interface (pré-instaladas)
php para que eles sejam interativos (pré-instalados)
Servidor de banco de dados MySQL para armazenamento de dados (instalado). Alguém usa SQlite, mas ele não é capaz de lidar com solicitações simultâneas à fornalha.

Esta é a minha nuvem privada. Ele cria sua própria rede de sub-rede (192.168.8.1), sua própria rede wifi, acessível apenas para as minhas coisas. Ele também possui uma interface externa (WAN) conectada ao meu roteador doméstico comum (com o endereço atribuído 192.168.1.100). É necessário acessar o painel de controle da minha rede wifi em casa.

Software aplicativo usado no projeto:

WinSCP - Cliente FTP gráfico para acesso a arquivos
HeidiSQL - cliente SQL gráfico para acesso ao banco de dados
PuTTy - cliente SSH para enviar comandos para o sistema operacional OpenWRT

A configuração atual é armazenada no GitHub .

E sim, para culpar, usei uma unidade flash USB como armazenamento de arquivos, embora não deva usar memória NAND como adulto (requisito mySQL).

Módulo padrão

O módulo wifi (ESP8266) é temperado com um esboço padrão. Em resumo, ele lê os parâmetros do último acesso ao ponto de acesso, tenta se conectar a ele; se ele falhar, lança seu ponto de acesso e uma página com um formulário para novos parâmetros de acesso. E se ele conseguir se conectar, ele baixa os scripts destinados a este módulo do servidor e os executa. Os módulos diferem pelo endereço MAC.

Na minha nuvem, para cada endereço MAC, há uma pasta dedicada com scripts de trabalho no endereço 192.168.8.1:86.

Portanto, inicialmente o módulo possui apenas três scripts:

AP_config - duas linhas: SSID e senha.

init.lua - conexão ao ponto de acesso com parâmetros salvos do AP_config. Se malsucedido, execute do ("ap_request.lua"). Se for bem-sucedido, faça o download dos scripts de trabalho e execute-os.

ap_request.lua - solicite novos parâmetros para acessar o ponto de acesso, grave-os no arquivo AP_config (caso a conexão com os pré-instalados falhe).

Scripts de módulo

Dispositivos gerenciados

O objetivo é tornar os periféricos o mais simples possível. Por exemplo, um módulo com dois relés (interruptores de luz) consiste em:

Fonte de alimentação CA-CC
Estabilizador da fonte de alimentação 3.3V
ESP8266 (neste caso, ESP-01 com dois pinos controlados)
módulos de relé
corpo

Tudo sobre tudo - 7 USD.

Sensores (entradas)

Um dispositivo com um sensor consiste em:

Fonte de alimentação
Condicionador de potência
Módulo Wifi (novamente ESP01)
Sensor Digital de Temperatura e Umidade DHT11

Tudo não mais que 5 USD.

Ele mede as leituras de temperatura e umidade e envia para o servidor a cada 3 minutos, onde são armazenadas no banco de dados mySQL.

Gerência

Toda a diversão no servidor!

O mais interessante é que eu não tenho painéis de controle convencionais. Todas as interfaces são virtuais. Botões, interruptores, mecanismos são virtuais. Claro, você pode torná-los reais e eu farei alguns deles.

Usando este site, podemos observar o histórico de sensores e valores de corrente, podemos controlar lâmpadas, válvulas, etc.
Você sempre pode adicionar novos dispositivos ao painel usando habilidades simples de codificação HTML e Javascript.

Usei mapas de links com imagens criadas em um programa simples SweetHome 3D para organizar a navegação doméstica.

Ligue sua imaginação

Muito mais pessoas sabem como codificar para a web (PHP, Javascript, HTML) do que para controladores (C ++, Lua). Usando essa estrutura, podemos receber, solicitar, enviar dados e comandos com scripts php ou js simples. Podemos construir um sistema de aprendizado que possa se adaptar aos nossos hábitos, nos informar sobre os incidentes.

Nuvem doméstica sem fio para coisas na Internet