👰 🌆 🧕🏾 乡间别墅的远程监控和气候控制 👩🏽‍🤝‍👩🏼 👶🏽 🌜

我们有什么：

专为全年使用而设计的两层联排别墅
集中供电（一如往常在乡间别墅中，非常不稳定）
中央冷水供应
集中供气
天然气加热锅炉Protherm Gepard

我们想得到什么

可以对房屋中的小气候进行远程监控（这样在长时间不在的情况下灵魂可以保持平静）
远程控制这个微气候的能力（降低加热温度以节省气体，在回家之前先升高温度）
能够远程获取要支付的资源计量表（煤气，水和电表）的读数
安装设备的成本应该是经济的
操作系统的成本应最小

我开始考虑上一段的备选方案（“最低运营成本”）。因此，您必须支付清洁土地，水，煤气和电的费用。因此，出于远程监视和控制的目的，有两种主要解决方案：

管理和监控用短信，邮件的帮助下实现的
积极方面
- ( SMS / )
- ( , )
- ( SMS)
- ( , )
- ( )
- ,
- ( , , IP- )
- « » ( public IP ) ,

在研究了Internet上的解决方案之后，我意识到它们都不适合我（即使从运营成本的角度来看。更不用说设备本身的成本了）。因此，我们将从头开始。好的，不是完全从头开始：我有一个免费的服务器，可以在Internet上以24x7模式使用。好吧，就是这样。

实现：传输数据和控制命令

在分析了“三巨头”（针对个人和M2M）的建议后，我选择了 Megafon的移动互联网，带有“互联网平板电脑”选项。在其中，与MTS不同，对“仅在平板电脑上”的使用没有限制，每天20 MB的免费遥测流量就足够了。由于我个人使用设备来满足自己的需要，因此不会违反明确描述的条件和操作人员的限制。
因此，在在线商店中，从运营商处购买了USB调制解调器，相应地更改了收费方案，并连接了所需的选件。

实施：管理控制器

它应该是微型，稳定，不需要外部冷却，允许安装Linux（以充分利用现成的解决方案，而不是每次都重新发明轮子），具有多个可编程输入/输出和至少一个USB端口，支持主机模式（用于连接USB调制解调器）。
最便宜的选择是使用Banana PI，尽管您可以使用其功能原型Raspberry Pi。那时，只有香蕉可以用更少的钱买到。
这就是最后发生的事情（没有燃气锅炉接口电路）
带GPRS调制解调器的控制控制器

实施：传感器

我想了解有关整个房屋（两层）中微气候的信息，购买了5台DS18B20数字温度计。它们的位置：一楼的墙壁（一楼的空气温度），一楼的电池（一楼的冷却液温度），二楼的墙壁和二楼的电池（空气）和2楼的冷却液），则从窗户和门远处取出一个传感器（以接收有关街道实际温度的信息）。所有传感器都挂在一根两线制（在我的情况下也是屏蔽的）总线上。我的电缆长度刚好超过20米，而所有传感器均稳定运行且没有故障。
为了说明气流（我很幸运-我有一个内置磁铁的煤气表），使用了霍尔传感器（有关详细信息，请参见相关文章）。
为了将功能扩展到内置气象站，还购买了大气压传感器。
为了将来的发展（使用“露点”的概念实施加热算法），购买了相对湿度传感器，但尚未使用。

实现：锅炉控制（理论）

哦，这个大锅！是的，是的，我首先观察了微气候，因此，我也想对其进行管理。我的锅炉支持两种控制方式：“开/关”（如果“打开”，我们将水加热到锅炉控制台上设定的温度。如果“关闭”，我们将不加热任何东西）和通过eBus总线进行数字控制。后者是（德国）用于管理家庭气候设备的开发，但是具体的实现很大程度上取决于设备的制造商。对于我的锅炉，我发现只有一个原装的恒温控制器在销售中，但是它只能在独立模式下工作，实际上，它仅比通过控制台控制锅炉有用。
在研究了Internet上可用的信息之后，有可能挖掘出发烧友通过逆向工程获得的控制协议的某些片段。我没有像本文的作者那样严厉地行事，但结果还是，我不仅设法与锅炉进行了内心的交谈，而且还迫使他执行了我的命令，就像原始的温度调节器发出了命令一样。但是，无论如何，要感谢先驱者，看着谁，我意识到今生没有不可能！

实施：锅炉控制（实践）

因此，我们将通过eBus控制锅炉。公共汽车的现成适配器要花很多钱（是的，此外，它们只能“按需订购”。而且冬天来了，必须启动系统！），所以我必须记住我的青年时代（和对无线电的热情）并制定自己的配对方案。进行电流隔离（因为由于电源故障而烧毁的计算机内存仍然很新鲜，在冬天之前，我对燃气锅炉的微笑并不是真的）。到目前为止，该电路已组装在试验板上，但已经证明其性能稳定。
面包板上的接口块

实施：软件

原始开发（服务器部分和“控制器固件”）。对于数据可视化系统（目前），使用了免费的监视系统Zabbix，但仍计划将其用作专门的应用程序。通常，软件支持硬件的模块化组织：将对控制器中安装的内容进行维修。您需要一个气象站（已安装适当的模块）-获取有关大气压力的信息。您需要控制一个燃气锅炉（已安装带有继电器或eBus接口的模块）-您可以控制它（否则只看屋子里的情况）。您拥有自己的Internet通道-不需要USB调制解调器，只需使用以太网电缆将设备连接到路由器即可。

结果

新年假期，我和妻子离开家的距离足够远，但是我们有机会随时监视他的状况。并且，如有必要，请更改微气候参数（必须使用几次，并且外部空气温度必须显着变化（低于-15°C）。无论如何，供暖系统都不会冻结（尽管村庄的电源反复中断），屋子里的花也没有冻结，我们也没有燃烧那么多的煤气来取暖。顺便说一句，从程序的角度来看，燃气表在两个月的运行中与实际值完全重合，因此无需回家就可以完成燃气付款。
工作装置的整体图
设备布局的一般视图

（下面是燃气锅炉的稳压器，您可以忽略它）

在计算机上的外观

在不连接燃气锅炉的情况下进行监控
房屋内外的温度图

尽管是自动连接，但仍可以根据加热电池中冷却液温度的锯齿图来验证锅炉是否在工作。小事，但很好！

气体流量传感器（请参阅以前的出版物）
耗气量图（累计）

到目前为止，所有内容都是按应计显示，但是此图将更改为气体流量与时间的关系图。

气象站：室外温度
外部温度图

嗯，我很想知道离开屋子时穿什么衣服。

气象站：大气压
大气压图

Ek使它受宠若惊并坍塌！我们现在将进行观察，但是可以通过某种方式将其固定以预测天气。

燃气锅炉监控

目前，为了进行控制，可以设置冷却剂的期望目标温度（冷却剂的输出和返回）。在图表上，目标以虚线表示。根据他们的意见，锅炉将根据其自身温度传感器的数据独立确定运行算法（打开燃烧器和泵之间的间隔）。

可靠性和安全性

控制控制器中的操作系统以只读模式运行，因此设备不必担心意外的停电。同样，对燃气锅炉的控制方式是：在违反控制电路的情况下（控制器断电，接口电缆关闭或电缆损坏），锅炉可通过其控制台进行控制自动切换到标准运行模式。数据交换算法针对“非常差的通信渠道”进行了优化（对于设备正常工作，至少“偶尔”通过EDGE连接就足够了，因为我亲自确保在莫斯科地区Biserovo的定居点安装控制器时-那里根本没有Megafon覆盖）。
当前，设备以每分钟一次的频率从传感器收集信息，并且每15分钟与服务器进行一次交换。在这种模式下，监视的最大分辨率为1分钟，而接收信息的最大可能延迟为15分钟。同时，根据资费选项，免费的每日流量供应量为20MB中的15Mb。
当需要获取信息或“现在和现在”更改操作模式时（即如果我们不想在与服务器的下一次会话之前等待15分钟），可以使用第二种类型的控制（通过SMS）。

未来计划

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最后，进行一些营销研究。上述开发完全是“为我自己”完成的，但是考虑到我们的朋友和邻居对它的兴趣，可以考虑创建这种控制器的工业版本。

目前，该设备没有自己的指示器和用于控制的键盘。可以通过Internet（主模式）和SMS（附加模式）进行管理和监视。考虑到这样会增加硬件成本的事实，我是否需要制作任何指示系统（显示）和自主控制（按钮）？
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