我们如何选择智能家居的组件库:关于传感器和控制器

贝壳杉开发用于物联网解决方案的设备并为其编写软件。 最近,我们通过调试板和传感器成功测试了Zigbee网络,因此我们做了一个小型指南。

让我们谈谈选择标准,制造商,价格,对俄罗斯市场的一点责骂。

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我们为自己编制了以下我们感兴趣的传感器列表,这些传感器负责显示:

  1. 漏水
  2. 冒烟
  3. 渗透(磁接触)
  4. 物体运动
  5. 玻璃破碎

以及传感器测量:

  1. 温度范围
  2. 煤气/水消耗
  3. 耗电量
  4. 湿度

其中,我们购买了用于移动/照明水平,入侵,泄漏和温度/湿度的传感器(基于智能家居解决方案-防止盗窃,火灾和洪水)。

我们如何选择制造商?


最简单的选择标准是传感器的价格及其在俄罗斯的可用性。 传感器本身是一种简单的设备,不同的公司提供的质量大致相同,因此我们受产品价格的指导-价格越便宜越好。 归根结底,最终,客户将支付所有费用,数百个传感器可以进入一所大房子。 如果您每人支付1000卢布或更多,它就会变得昂贵。

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另一个重要标准是能耗(例如,我们的传感器依靠电池供电工作)。 有些设备放置在难以触及的地方,不断更换电池可能会带来麻烦。 我们观看了支持ZigBee技术的传感器,这是最节能的通信标准。 因此,我们的传感器可以处于睡眠模式,消耗最少的能量,并且仅在必要时切换到接收发送模式。

ZigBee尽管传输速率低,但被认为是易于部署和操作的完全可靠的自我修复网络。

谁制造这些传感器?


有很多公司,我们只是看了清单。 小米是领导者-他们有便宜的产品,种类繁多,甚至可以在Aliexpress上订购。 尽管如此,传感器仍应易于获得和普及。

传感器本身是无用的;它们必须连接到网络。 因此,进一步有必要决定选择哪个元件库和Zigbish SoC来测试该通信标准。

我们在德州仪器(TI)和Silicon Labs晶体之间进行选择。 然后,他们开始研究在俄罗斯这些微处理器的支持下情况如何。 当您开始了解他们的工作时,可能会出现技术问题:制造商的详细文档将在这里提供帮助。
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在俄罗斯,还有一些零件很难买到-没有直接的经销商。 这很重要:您必须能够缔结合作伙伴协议:您已选择水晶,并同意每月购买一批。 因此,他们将以价格等为您提供特别优惠。 顺便说一下,一些制造商在注册项目时可能会“展示”测试样品。

结果,我们求助于Silicon Labs分销商,我们可以与他们达成协议,价格合理,不仅支持硬件,还支持软件(各种专门的库,DLL,所有这些都使开发人员的工作更轻松)。

接下来,我们需要一块电子板来处理芯片。 这是一个漫长的过程。 为了使程序员能够立即开始工作,Silicon Labs特别提供了调试板(面向开发人员的完整软件包),驱动程序。

关于控制器


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控制器收集有关传感器操作的数据,并将其发送到服务器进行进一步处理。 我们制造了自己的模块化Kauri控制器,因此它可以与不同行业的尽可能多的现代通信标准兼容。 从主要使用LoRa的物流到需要RFID技术的零售。

对于我们而言,控制器自主工作也很重要。 而且,即使网络出现问题,房屋也应保持“智能”和安全。 例如,小米控制器不提供这种解决方案。 他们将所有信息传送到中国的服务器(顺便说一下,有关房屋位置的信息也可以飞到那里)。

Kauri控制器使用Python脚本管理ZigBee LAN上的所有设备。 因此,在Internet出现问题的情况下,系统将继续正确执行其任务。

控制器本身(外壳)的“盒子”是由许多公司制造的。 选择它时,最好从开发领域开始-街道,房屋。 如果控制器将在街上,请选择至少65的IP(以防雨淋)。 场所(房屋,工厂,仓库)的控制器选择了IP40。 如果需要密封设备(在水下工作),请选择IP66。

在为房间选择房屋时,应注意其外观,在房屋中应看起来美观。 对于控制器,我们使用iMX 8M系列处理器Cortex A53。

关于安全


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我们拿了调试板,传感器,然后程序员重建了Zigbee网络。 然后我们检查传感器是否出现在网络上以及它们是否正常反应。 在这里,我们考虑了安全性。 ZigBee网络本身提供了加密数据保护。

调试板是Zigbee网络的协调器。 网络可以相对开放(连接新传感器时交换安全密钥)和关闭网络(不交换密钥,即将所需的安全密钥缝入传感器本身)。

开放网络的缺点是,如果有人在连接时可以拦截密钥,则解密所有传输的信息并不困难。 例如,这对于工厂的工作特别危险。

在我们的示例中,设置将在网络配置级别进行设置,这意味着客户端将选择连接传感器的方法和安全性类型。

关于俄罗斯和外国工业


我们使用了国外生产的要素基础。 不幸的是,在俄罗斯,它们没有制造合适的组件。 所有ZigBee技术,微处理器,矩阵-所有这些都属于美国人。

在俄罗斯,微电子技术实际上尚未开发,甚至电阻器也没有。 大多数家用零件是为航天工业生产的,所有这些花费疯狂的钱。 而且无论如何,这都不适合我们的决定。

您在哪里订购的,花了多少钱?


这是个人在常规在线商店中零售的常规购买(无合同)。 在成本方面,结果是这样的:

  • 一个运动传感器成本989卢布
  • 窗户和窗户打开传感器-989卢布
  • 漏水-929卢布
  • 温度湿度-700卢布

但是我们在办公室自己买了它进行测试。 在同一台Aliexpress上,这些传感器的价格仅为一半。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN472430/


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