WiFi sustav kućne automatizacije iznimno male snage: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:31

U ovom projektu pokazujemo kako u nekoliko koraka možete izgraditi osnovni lokalni sustav kućne automatizacije. Koristit ćemo Raspberry Pi koji će djelovati kao središnji WiFi uređaj. Dok ćemo za krajnje čvorove koristiti IOT kriket za izradu WiFi uređaja na baterije, npr. temperaturni senzor i spojite ga na RPi bez pisanja niti jednog reda koda.

Naš će se sustav temeljiti na komunikacijskom protokolu MQTT, koji je uvelike prihvaćen u većini sustava kućne automatizacije. Za postavljanje odabiremo Mosquitto MQTT brokera (poslužitelj) i instaliramo ga na Raspberry Pi (naše središnje čvorište).

IOT Cricket također dolazi s podrškom za HTTP (S) i MQTT protokole. Konfiguriramo ga tako da koristi MQTT za izravnu komunikaciju s našim RPi MQTT posrednikom.

Ovaj projekt mogu realizirati tvorci na svim razinama vještina. Može zahtijevati osnovno lemljenje, ali ne zahtijeva kodiranje ili programiranje. Na kraju ovog projekta dobit ćete čvrstu ideju kako možete jednostavno izgraditi vlastiti sustav i brzo se proširiti dodavanjem vlastitih IOT završnih čvorova u sustav.

Pribor:

• Raspberry Pi (za ovaj projekt koristili smo verziju 3)
• WiFi modul za kriket IOT
• 2xAAA držač baterije
• 2xAAA baterije

Korak 1: Što je MQTT?

MQTT protokol pruža lagan način slanja poruka pomoću modela objavljivanja/pretplate. To ga čini prikladnim za razmjenu poruka Interneta stvari, poput senzora male snage ili mobilnih uređaja, poput telefona, ugrađenih računala ili mikrokontrolera. (izvor: mosquitto.org)

Možemo koristiti onoliko uređaja koliko se želimo pretplatiti na teme i slušati poruke koje stižu. Ako neki uređaji objave poruku o toj temi, svi uređaji koji su pretplaćeni na tu temu odmah primaju tu poruku. Tema može biti bilo koji proizvoljan niz koji se obično povezuje s / znakovima kako bi se omogućilo stvaranje hijerarhijskih tema. Najčešća upotreba MQTT -a je imati jedan središnji poslužitelj na koji se uređaji mogu pretplatiti i objavljivati poruke. Olakšava svu komunikaciju između uređaja povezanih na taj poslužitelj. U ovom ćemo projektu RPi djelovati kao naš središnji MQTT posrednik, a svi drugi uređaji slat će poruke putem ovog brokera. Najbolji način da naučite o tome je očito ako to učinite sami. Na internetu postoji mnogo resursa dostupnih na MQTT -u. Međutim, za ovaj projekt trebali biste biti u redu s osnovnim uvodom, koji smo gore dali.

Korak 2: Instaliranje MQTT brokera na Raspberry Pi

Za ovaj projekt koristimo otvorenog koda Mosquitto MQTT brokera. Lagan je i pogodan je za upotrebu na svim uređajima, od jednokrilnih računala male snage do punih poslužitelja.

Prije nego počnemo s instalacijom, dobra je praksa prvo ažurirati komponente sustava:

$ sudo apt-get update $ sudo apt-get nadogradnja

Instalirajte Mosquitto brokera. Otvorite terminal i upišite sljedeću naredbu:

$ sudo apt -get install mosquitto -y

Konfigurirajte posrednika Mosquitto. Uređivanje konfiguracijske datoteke:

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

i dodajte sljedeće retke pri vrhu:

port 1883allow_anonymous true

Ponovo pokrenite RPi da biste primijenili promjene:

$ sudo ponovno podizanje sustava

To je to! Naš MQTT posrednik sada radi!

NAPOMENA: radi jednostavnosti ovog projekta ne stvaramo račune. Tako da se svi unutar naše lokalne mreže mogu povezati s ovim posrednikom MQTT bez vjerodajnica. Ako želite dodati autentifikaciju korisnika i učiniti je sigurnijom, na internetu postoji mnogo vodiča kako to učiniti.

Sada samo trebamo dobiti IP adresu kako bismo mogli slati poruke našem posredniku Mosquitto s drugih uređaja u mreži:

Nabavite IP adresu:

$ hostname -Ja

vaša_RPi_IP_adresa (npr. 192.168.1.10)

Korak 3: Spojite IOT kriket na RaspberryPi putem MQTT -a

U ovom projektu koristimo IOT Cricket WiFi modul za jednostavan senzor za prijavu temperature svakih 30 sekundi u naš sustav. Radit će na bateriju pa ga možemo zalijepiti bilo gdje kod kuće ili u vrtu. Kasnije možete koristiti IOT Cricket za izradu različitih senzora na baterije, alarma, gumba, prekidača te ih također spojiti na našeg posrednika RPi MQTT.

U prvom koraku spojite baterije na kriket.

Cvrčak dolazi s ugrađenim senzorom temperature. Samo ga moramo konfigurirati za slanje vrijednosti temperature našem posredniku MQTT postavljanjem RPi IP adrese. Da biste to učinili, otvorite konfiguracijsku ploču kriketa (pogledajte korake ovdje) i primijenite sljedeće postavke (kao što je prikazano na donjoj slici, molimo vas prilagodite IP adresu u polju "url" svom RPi)

Sada možemo izaći iz konfiguracijskog načina. Uređaj je spreman! Cricket već šalje podatke našem posredniku MQTT svakih 30 sekundi.

Korak 4: Pregledajte MQTT poruke

Za pregled / primanje poruka poslanih našem posredniku MQTT možemo koristiti različite alate.

Najlakši bi mogao biti alat naredbenog retka mosquitto_sub. Možemo ga instalirati na bilo koje računalo u našoj mreži ili na RPi pomoću ove naredbe:

$ sudo apt-get install mosquitto-clients -y

Sada možemo izvršiti sljedeću naredbu za preslušavanje SVIH tema i poruka poslanih putem našeg posrednika MQTT:

$ mosquitto_sub -v -h vaša_RPi_IP_adresa -p 1883 -t '#'

…/59A98F494C/ime_telefona_494/h4

Gore navedeno je izlazni primjer onoga što IOT Cricket šalje našem brokeru. Između ostalih podataka koje možemo vidjeti postoji temperatura:

/59A98F494C/temp 26,0

Ljepota MQTT -a je u tome što nam omogućuje da se pretplatimo samo na teme koje nas zanimaju. Ako želimo primati samo temperaturu, možemo se pretplatiti na /59A98F494C /temp temu pomoću sljedeće naredbe:

$ mosquitto_sub -h vaša_RPi_IP_adresa -t '/59A98F494C/temp'

…26.126.527.227.6…

Korak 5: Sažetak

U ovom smo projektu pokazali bitan hardver i softver za početak izgradnje niskoenergetskih, energetski učinkovitih, kućnih automatizacijskih sustava temeljenih na WiFi -u. MQTT je bit za nadogradnju sofisticiranijih sustava.

Ekosustav softvera i usluga koji se mogu integrirati s MQTT -om je OGROMAN! Postoji mnogo sjajnih sustava kao što su Home Assistant, Node RED, Grafana itd. Koji vam omogućuju da dođete do izvrsnog korisničkog iskustva vlastitog sustava. Ne samo da možemo napraviti jednostavan ispis temperature, već možemo imati i izvrsne nadzorne ploče koje vizualiziraju podatke i upravljaju vašim uređajima.

Budući da imamo postavljenu ovu osnovnu sistemsku infrastrukturu, nebo je naša granica onoga što druge WiFi uređaje možemo izgraditi pomoću IOT kriketnih modula i dodati u naš sustav kućne automatizacije.

Hvala što ste došli ovdje. Nadamo se da ste uživali u ovom vodiču!

Tim Things On Edge

Korak 6: O nama

Things On Edge je tvrtka sa sjedištem u Cambridgeu, UK. Dizajniramo Wi-Fi modul za kriket s iznimno niskom baterijom koji vam omogućuje da doslovno u nekoliko minuta povežete različite elektroničke uređaje sa pametnim telefonima ili drugim internetskim uslugama. Ne zahtijeva programiranje i kodiranje. Omogućuje vam integriranje vaših uređaja u ogromne IOT usluge ekosustava preko MQTT i HTTP apis.