Pequeno Projeto De Uma Casa Inteligente: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

O projeto que faremos é de uma casa inteligente. Possui basicamente dois grupos de funcionalidades: · De monitorramento de iluminação e temperature dos cômodos.

· De monitorramente de lista de alimentos e nível de água filtrada na geladeira.

Não escreveremos os firmwares dos dispositivos IoT da geladeira nem dos cômodos; porém assumiremos que os dispositivos fazem o seguinte:

- A geladeira possui um dispositivo com touchscreen em que é possível entrar com dados de alimentos: o nome de um alimento e sua quantidade;

- A geladeira possui um sensor de nível em um pequeno tanque de água embutido na geladeira;

- Os cômodos têm termômetros e sensores de iluminância;

- Os cômodos têm ar condicionado que se comunicam pela rede wifi;

- As lâmpadas dos cômodos podem ter o brilho ajustado por dispositivo que se comunica pela rede wifi;

Zahtjevi:

- Conhecimento básico em python, javascript, uso do operacijski sustav, comandos básicos bez ljuske

- Termalno instaliranje: nodejs, python

- Instalacija (opcionalno): docker, emulador de dispositivo mobile, gerenciador de sdk do Android (nema Android Studija)

O desenvolvimento desse projeto foi feito no Linux. Podesite potrebne adaptacije za sustav Windows.

Korak 1: Konfigurirajte O Ambiente

Vamos konfigurator o ambiente de desenvolvimento em 2 partes: servidor e mobile. O servidor será escrito em python e o mobile em javascript ou typecript, sendo utilizado React Native para o projeto.

reactnative.dev/

Vamos inicialmente criar uma estrutura de pastas. Em um diretório escolhido (que a partir de agora será escrito semper como $ PROJECT_DIR como placeholder - crie com no local que achar mais adequado e com o nome de sua preferência), vamos criar uma pasta "servidor":

$ mkdir $ PROJECT_DIR && cd $ PROJECT_DIR

$ mkdir poslužitelj

CONFIGURANDO O AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO PARA O SERVIDOR

Podemos utilizar um ambiente conteinerizado com Docker ou ambiente virtual python (venv). Caso deseje utilizar ambiente conteinerizado, criaremos a imagem segundo o dockerfile:

$ cd $ PROJECT_DIR

$ touch dockerfile

Vege imagem dockerfile.

Caso prefira koristi ambiente virtual do python, kao instrukcije na

Vamos então criar o arquivo que persistirá a lista de dependências do servidor e colocar as dependências neophodárias:

$ touch requirements.txt

Veja imagem do requirements.txt.

Caso tenha optado por utilizar um ambiente conteinerizado, konstruirajte sliku i unesite bez spremnika:

$ docker build. -t smarthouse $ docker run -it -p 3000: 3000 -v $ (pwd):/app smarthouse bash

Za dodatne informacije o docker datoteci i do dockeru:

CONFIGURANDO O AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO MOBILE

Um passo a passo de como configurar o ambiente de desenvolvimento mobile com React Native pode ser visto bez veze:

Após ter o ambiente configurado, na pasta do projeto deve ser possível executar o comando para criar a aplicação mobile:

$ npx klijent za stvaranje-reagiranje-nativna-aplikacija

Korak 2: WebSocket

É interessante que o leitor conheça pelo menos um pouco a respeito de websocket antes de prosseguir. Caso o leitor nunca tenha lido, trabalhado ou ouvido falar nada a respeito, separe alguns minutos para entender como funciona o websocket através da documentação:

developer.mozilla.org/pt-BR/docs/WebSocket…

Usaremos uma biblioteca no cliente e no servidor que abstrai o protocolo de maneira que não precizmos pensar em detalhes de chamada e de armazenamento de identificadores e rotas. Odvojeni também um tempo para estudar kao bibliotecas utilizados no cliente e no servidor:

Klijent:

Servidor:

Korak 3: Escrevendo O Servidore

Vamos criar uma estrutura inicial do projeto e escrever a interface que será utilizada como comunicação com o servidor:

$ mkdir src

$ touch app.py src/{controller, socketconnection}.py

Primeiramente vamos escrever um módulo de inicalização do servidor:

Veja imagem do app.py

Depois vamos escrever o módulo que estabelece as conexões via websocket e as redirecionam para um controlador.

Veja imagem do socketconnection.py

UPRAVLJAČ E KORIŠTENJA

O controlador receberá um pacote do módulo responsável por estabelecer e gerenciar as conexões; será responsabilidade do controlador sabre qual função de caso de uso chamar para cada envento recebido, bem como a partir da resposta do caso de uso enviar um pacote de resposta para a sala room de dispositivos conectados para atualização das informações.

Veja imagem do controller.py.

Finalmente temos os casos de uso que devem gerenciar como deve ser tratado os dados do evento recebido e criar os novos dados a partir do dados recebidos para que o controlador atualize o estado do sistema. No caso desse sistema há somente atualização de valores (sejam numéricos, texto ou booleanos - no caso de ligar/desligar dispositivos de ambientação). Então não é de surpreender que os casos de uso tão somente chame funções do módulo responsável pela persistência de dados como se fosse essa a "regra de negócio".

Veja imagem do usecases.py

Napomena: precisamos persistir os dados de alguma forma. Fica a escolha do leitor como prefere armazenar os dados e portanto, implementar as funções do src/repository.py. No projeto desenvolvido como exemplo foi persistido em um arquivo json no diretório database. No repositório do projeto é possível verificar server tjestenine/baze podataka tjestenine com um arquivo com os dados persistidos bem como um arquivo de modelo em server/database-model.json de como deve ser o json para a nossa applicação funcionar.

Korak 4: Testando O Servidor

Podemos criar um script para conectar ao servidor e enviar eventos conforme a estrutura esperada pelos controladores para fins de testes manuais. Vamos criar esse script e rodá-lo com o servidor*.

Snimite sliku na serverclient.py

Com o arquivo criado, verifique se o container está rodando, e dentro dele execute:

$ python app.py

Za spremnik, bez usmjeravanja $ PROJECT_DIR/izvršavanje poslužitelja:

$ python3 serverclient.py

Nema upita ">" digite os eventos encontrados no controlador seguido de ";" e então valores de identificação e/ou novos valores. Na primjer:

UPDATE_FRIDGE_WATER_LEVEL; 80

UPDATE_ROOM_TEMPERATURE; 1, 22.0

UPDATE_ROOM_TEMPERATURE_SETPOINT; 1, 17.5

UPDATE_ROOM_LUMINOSITY; 100

UPDATE_ROOM_LUMINOSITY_SETPOINT; 0

TOGGLE_ROOM_TEMPERATURE; 1

TOGGLE_ROOM_LIGHT; 1

E para cada evento enviado verifique se foi persistido no banco de dados escolhido.

Napomena: verifique que a porta que está sendo servido a applicação, porta exposta no docker run e a porta do script de teste devem ser a mesma.

Korak 5: Aplicação Mobile

Não será demonstrado com muitos detalhes cada parte do desenvolvimento do cliente mobile. Não será eksplicitno aqui cada importação no módulo principal criado pelo React Native nema possíveis detahes de configuração. Para começar, navegue at $ PROJECT_DIR/client e adicione a dependência que precisaremos para o projeto:

$ npm i socket.io

Em seguida vamos escrever os componentsntes gráficos e as funções que irão se comunicar com o servidor.

ESCREVENDO A TELA

Em App.js, vamos escrever s komponentama grafičkog sučelja.

⚠ Napomena que a função chamada pelo useEffect ainda não foi escrita! Também não foram escritos os reductors setDataReducer, setFoodReducer, setTemperatureReducer, setLightReducer e nem escritos os objetos com estados iniciais INITIAL_STATE, INITIAL_FOOD_MODAL, INITIAL_TEMPALITAL_MITAL_START_MITAL_START_MITAL_START_MITAL_START_MITAL_TIMPIGHT_MITAL_TEMPAL_MODAL_, INITIAL_TEMPALI_MODAL_, PODACI_PODACI

Também ainda não foram escritas as funções utilizadas pelos elementsos de inteface gráfica para fazer chamadas para escrita no servidor: saveNewFoodValue, saveNewTemperature, saveNewLuminosity, toggleTemperatureForRoomRogleRomFomLight

Portanto, se desejar testar os elementos com dados falsos, escreva cada objeto e função dito acima.

Veja imagem do App.js com código da parte GUI

Por fim vamos escrever as funções neophodárias para fazer a comunicação com o servidor e para utlização do mesmo pelos componentsente de GUI.

Veja imagem do App.js com código da parte lógica/operacional