Sistema Smart Home faça você mesmo

Algumas semanas atrás, em nosso bate-papo, esta mensagem apareceu:

E um pouco mais tarde - isto é:

O autor das mensagens é Zhenya, um programador, chefe do departamento de treinamento e engenheiro eletrônico. Aos 5 anos de idade, ele notou que, se você puxar um motor de um gravador, conectar uma lâmpada a ele e começar a ligá-lo, a lâmpada acenderá. Às seis - se o motor reverter a polaridade da conexão, ele girará na outra direção. Aos 18 anos, ingressou na Measuring Innovative Technologies na Politécnica. E aos 24 anos ele veio trabalhar na Sibiriks.

Isso ocorre porque o objetivo de todo o empreendimento não é a Casa Inteligente e a estação meteorológica como tal. O objetivo é coçar as mãos (porque coça) e impedir que elas se oxidem (por causa da liga de ouro). Portanto, todos que se perguntam por que gastam tempo comprando esses dispositivos - vão para o DNCom da floresta. E para aqueles que estão interessados ​​no tópico de eletrônicos DIY (ou eletrônicos DIY, o que também não é vergonhoso), você pode rolar mais adiante.

Parece-me que qualquer pessoa deve ter algum tipo de hobby, além do trabalho. Faça algo com suas próprias mãos. Essa é uma boa descarga emocional (o principal é não se transformar em rotina - no trabalho, mesmo tão variado e interessante quanto a programação), a rotina é quase inevitável e, sim, para o seu hobby. O mais interessante é a simbiose, quando seu hobby se torna útil e demanda por negócios.

- Vladimir Zavertylov, diretor do Sibiriks Studio

Arduino

Zhenya fez a primeira versão do Smart Home há dois anos e meio no arduino.

O Arduino é uma pequena placa com um microcontrolador, memória e contatos, aos quais você pode conectar lâmpadas, motores, sensores e, em geral, tudo o que funciona com eletricidade. Você escreve um programa C ++, carrega-o na memória do microcontrolador arduino e controla todos os dispositivos conectados. É assim que aparelhos legais são criados - um sistema de rega para uma cabana de verão, por exemplo, ou um robô que traz chinelos para você.

O primeiro tema que Eugene criou no arduino é um brinquedo. Dois sensores, dois participantes. Cada um segura a mão sobre o sensor. Quando o brinquedo estiver em conserva, você precisará remover bruscamente a mão. O brinquedo mede o tempo de reação em até 100 segundos e diz quem é o campeão. Hackeado com a esposa. Convenientemente - quem perde está lavando a louça).

Quando tudo ficou claro com o arduino, Eugene decidiu, é claro, criar uma Casa Inteligente (um engenheiro eletrônico). Conectei um sistema de segurança (sensor de movimento e sensor de porta aberta) e um termômetro (sensor de temperatura e umidade DHT11) ao arduino e não fiquei satisfeito. A comunicação entre todos os dispositivos era feita através de um canal de rádio de 433 MHz e era instável. Zhenya lutou com os sinais de rádio do mês 2 e decidiu não lutar, mas refazer o servidor doméstico inteligente no Raspberry Pi.

Raspberry pi

O Raspberry Pi já é um computador completo. Sim, placa única. Sim, o tamanho de um cartão de crédito. Sim, é muito inferior em potência aos grandes computadores modernos. Mas ele pode executar o sistema operacional Linux. Isso significa que você pode mudar de C ++ para idiomas superiores - java script, php. E esses são os idiomas nativos de Zhenya. Mas o mais importante é que o Raspberry Pi permite que você se afaste de 433 sinais de rádio e acesse todo o conhecido e amado wi-fi, que funciona de maneira estável.

Desenho

Geralmente você é um engenheiro eletrônico ou um designer. Eugene, como lembramos, decidiu isso já aos 5 anos de idade, então houve problemas com o design. Mas não por muito tempo. Porque logo ele foi ao CEO da Sibiriks e pediu ajuda. Um mês depois, a interface do Smart Home já foi desenhada pelo nosso designer.

O sistema

Zhenya escreveu o sistema em 4 meses. Trabalhou por cerca de 2,5 horas por dia. Uma hora e meia antes do trabalho (levantei-me cedo, porque à noite eu tinha um filho, tarefas domésticas, brincando de civilização com minha esposa) e uma hora durante o almoço no trabalho.

A idéia era que o sistema fosse dimensionado ilimitadamente. Agora ele é um cara simples e precisa apenas de funcionalidades básicas em uma casa inteligente (estação meteorológica, sistema de segurança, vigilância por vídeo). Mas se amanhã ele estiver cansado de pressionar botões e interruptores e quiser que a iluminação o siga, o fogão acende o algodão e as persianas automáticas nas janelas se fecham ao sol, ele deve poder aparafusar toda essa funcionalidade.

Portanto, o sistema está organizado da seguinte maneira: você cria uma pasta na Smart Home com um módulo, descreve sua operação e é facilmente integrada ao sistema. Agora existem 9 módulos. Existem módulos físicos (aqueles que possuem um dispositivo físico) e existem módulos lógicos (aqueles necessários para o funcionamento do sistema).

Funcional

Estação meteorológica

Para a estação meteorológica, Zhenya adotou 4 parâmetros principais que permitem entender se você vai morrer ou não (temperatura, umidade, pressão atmosférica, concentração de dióxido de carbono no ar). A criação de uma estação meteorológica foi patrocinada pelo diretor geral do estúdio, com a condição de que Zhenya fizesse outra no estúdio (já concluída). Conosco, ele é conectado via Wi-Fi não ao Smart Home, mas ao Zabbix, um sistema de monitoramento de servidor que monitora vários parâmetros, desde a temperatura dos discos rígidos até a carga na rede, e exibe tudo na forma de belos gráficos. Agora também há um gráfico da temperatura no escritório.

Planejamos conectar um sensor de CO2 ao nosso Zabbix, produzi-lo no plasma e monitorar a atmosfera. As primeiras experiências mostraram que os montadores de parafusos montaram o fluxo para nós mais ou menos. Usando um endoscópio eletrônico, descobrimos que a entrada passou por uma pequena rachadura na lateral do edifício (é relativamente nova). Amaldiçoando palavras obscenas, ajustamos a torre e remontamos tudo humanamente. Agora, de manhã, o sensor mostra CO2 na região de 500, para o jantar sobe para 800, o que, em geral, é normal.

- Vladimir Zavertylov, diretor do Sibiriks Studio

Vigilância por vídeo

Quando instalaram câmeras de CFTV na casa de Zhenin, que podem ser monitoradas por meio do aplicativo de telefone, eles foram criados em um serviço muito popular - um macroscópio, e eles têm acesso à API. Zhenya conectou câmeras de vigilância à sua Smart Home. É engraçado que eles funcionem melhor na Smart House do que no aplicativo. A aplicação é burra descontroladamente. E na Smart Home, as câmeras abrem.

Segurança

A última pessoa a sair de casa pressiona o botão e o sistema arma-se. Quando alguém chega, o sensor de movimento entende isso. O sistema começa a funcionar, como desativar a segurança ou estou gritando agora. Para desativar a segurança, você precisa anexar sua chave eletrônica, o sistema a reconhecerá e se acalmará.

Eventos

Todos os eventos registrados pelo sistema são exibidos aqui.

O sistema

Aqui você pode ver os parâmetros do sistema: gráfico de temperatura do processador, endereço IP, carga do processador, bateria.

Cenários

Ele contém a reação do sistema a um evento. As reações são definidas a partir de um computador.

Habitação

O caso é o que foi desenvolvido 5 horas e foi impresso 28 horas. Foi impresso em uma impressora 3d doméstica antiga. Para referência - se a impressão durar cerca de 4 horas, já leva muito tempo. E aqui - 28. Levou 16 horas para o fundo do caso. No topo - 6. Esta é uma festa para o dia inteiro - você inicia uma impressora 3D e ela imprime, não pode interromper. Se a luz, por exemplo, se apagar em 98% da impressão, você joga o plástico por 15 horas. Felizmente, isso não aconteceu. Outra coisa aconteceu: devido a uma falha no design (paredes muito finas no orifício figurado para o alto-falante), a tampa teve que ser impressa novamente. Ou seja, a impressão total levou cerca de 28 horas. Quase toda a bobina de plástico se foi.

Uma voz

Fala para texto

O sistema pode falar e entender o que você está dizendo. Pressione um botão, diga uma frase e a converta em texto . Converter voz em texto é uma tarefa extremamente difícil. O Google sabe como fazê-lo, mas pelo dinheiro. E a primeira regra de um projeto de bricolage é sem taxas mensais. Como se viu, as versões mais recentes do chrome têm uma ferramenta de reconhecimento de voz embutida. A única ressalva é que a conexão deve ser https ou localhost. Uma casa inteligente é exatamente esse sistema: o cliente e o servidor estão na mesma máquina, portanto foi possível conectar-se via host local.

Resposta da equipe

O segundo serviço é chamado de fluxo de diálogo. O truque é definir o modelo da frase, por exemplo: "Como está o tempo amanhã?" e você indica que a palavra amanhã é uma variável do tipo data. E agora você pode fazer qualquer pergunta: “Como está o tempo em 20 de setembro?”, “Como está o tempo depois de amanhã?”, “Como está o tempo em 3 dias?” e o sistema entende que esse é o tipo de dados data, converte para a data do programa e reage a ele. Todo esse tópico é sobre redes neurais e é treinável. Se você dissesse: "Como estará o tempo hoje?" e o sistema não entendeu, ele diz "eu não entendi", e você vai ao servidor e ensina diretamente com as mãos que esta frase significa "como está o tempo?", e lembra. O treinamento em rede neural ocorre por acesso: ao se registrar no serviço, são emitidas chaves de acesso para APIs, acesso à conta pessoal do agente, você pode treiná-lo e dar a alguém o direito de usá-lo.

Há outro tópico interessante no dialogflow - microdialogs. Você faz uma pergunta, por exemplo: "Como vai você?" e pergunte os padrões das respostas: "Até eu dar à luz", "Tudo está no chocolate, até a tela", "Fazemos negócios e o promotor tem coisas a fazer", "Ah, é isso" - e o sistema escolherá aleatoriamente uma resposta dessas opções a cada vez para esta pergunta.

Acontece que o serviço envia o gatilho para a Casa Inteligente, que deve ser executada e uma possível frase para a resposta, a Casa pega essa frase e, em seguida, a tarefa é o contrário: tts, ou seja, texto para fala.

Conversão de texto em fala

Yandex é bom em fazer isso. Lá você pode escolher não apenas a voz (várias opções para vozes femininas e masculinas), mas também o humor (engraçado, triste, zangado, neutro). O Yandex possui uma API muito simples e de shareware (com um limite de cerca de 10 mil conversões por dia).

Assim, ocorreu um ciclo: você pronuncia uma frase, o sistema entende, pronuncia algo em resposta e executa alguma ação. Por exemplo, definir o alarme por voz funciona. Você diz: "Defina o alarme na terça-feira às 7 horas". E na terça-feira às 7, a Smart House vai acordar você.

SMS

É bom que a Smart House possa notificá-lo sobre um incêndio ou abrir uma porta quando você não estiver em casa, certo? Existe um módulo desse tipo - chamado sim800L. Este é um modem GPS, que é um telefone completo. Ele sabe como fazer chamadas, atender chamadas, enviar / receber sms, acessar a Internet usando gprs, determinar a localização usando torres de celular etc. A idéia era a seguinte: encomende este módulo, insira um cartão SIM na Smart Home, configure alguns alguma tarifa para que não haja taxa de assinatura, solte 500 rublos e até que sejam gastos (1 rublo por SMS), e isso é, pelo menos por um ano, esquecer tudo isso.

Porém, no auge deste xale, no momento da pesquisa por redes, consome 2 Amperes de corrente. A Smart House possui um módulo de energia, o cabo entra ali, há uma bateria e a bateria sai do sistema. Uma bateria pode fornecer no máximo 3 amperes de saída. Ou seja, 3 Amperes de consumo constante por todo o sistema é a vantagem. E, se você adicionar este módulo GSM ao raspberry, ele será reduzido. Ela não tem corrente suficiente e simplesmente sai. A única solução para o problema é transformar o módulo de envio de SMS em uma caixa separada. Depois, você pode fornecer energia ininterrupta para 2 Amperes. E conecte-se via Wi-Fi ao Smart Home. Ou seja, o Smart Home informa ao módulo: "Enviar uma mensagem de texto" e o módulo envia. Agora Zhenya precisa comprar algumas peças de ferro, e o módulo estará pronto.

Uma pequena letra no final

Engenheiros eletrônicos são pessoas que parecem fascinadas com um número de três dígitos no visor e dizem:
- Olha que legal!
Você olha para o mesmo número e diz incerto:
- Legal, sim ...
"O que você vê?" - eles testam você.
Você tenta:
328?
E é claro que você não entende. Porque não se trata apenas de 328. Essa é uma exibição dinâmica impressionante.