Starta ett smart hem - Projeto Final: 6 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

Projeto apresentado é parte do projeto final do curso de IoT aplicado a Smart Home

O projeto mostrado a seguir é parte do projeto final a ser apresentado no curso de IoT aplicada a Smart Home, que consiste de sensores e atuadores conectados na DrangonBoard + Linker Mezzanine, um aplicativo desenvolvido com o ionic (a ser incluido em breve) e as informações/dados das "coisas" serão salvados och cloud da AWS. Para uma primeira iteração com a DragonBoard e IoT como um todo, decidiu-se fazer um system of acendimento automático de luzes, com um sensor de luminosidade, uma chave liga/desliga para ativar um aparelho de ar-condicionado de acordo com uma temperatura pre -setada e um sensor de proximidade que será instalado no portão de uma garagem, com a intenção de informar ao proprietário da casa se o portão encontra-se aberto ou fechado.

Steg 1: Materias Necessários

1. Placera DragonBoard. https://www.amazon.com/DragonBoard-410C-IoT-Start …
2. 96Boards Linker Mezzanine
3. Sensor de luminozidade (LDR) som acompanha a Linker Mezzanine.
4. Sensor de temperatura que acompanha a Linker Mezzanine.
5. Botão touch que acompanha a Linker Mezzanine.
6. Relé acompanha a Linker Mezzanine, utlizado para ligar or systema de A/C.
7. LED acompanha a Linker Mezzanine, que representará a iluminação a ser ativada.
8. Instalação das bibliotecas citadas no passo 5.

Steg 2: Sensorer, Atuadores E Conexões

1. Linker Mezzanine:

Será needsário conectar a placa Mezzanine and dragonboard. Para detalhes, konsultlänk

2. Sensor luminosidade (LDR)

O sensor é parte do Kit da Linker Mezzanine e deverá ser conectado na entrada ADC1. Para detalhes técnicos:

3. Temperaturgivare

O sensor é parte do Kit da Linker Mezzanine e deverá ser conectado na entrada ADC2. Para detalhes técnicos:

4. Botão Touch

O sensor é parte do Kit da Linker Mezzanine e deverá ser conectado na entrada D1. Este botão irá ligar/desligar o sistema como um todo. O acesso a este botão é somente local. Para detalhes técnicos: https://linksprite.com/wiki/index.php5? Title = Touch_ …

5. Relé

O relé é parte do Kit da Linker Mezzanine e deverá ser conectado na entrada D2. Ele será utiizado para ligar/desligar o sistema de A/C.

6. LED

O LED é parte do kit da Linker Mezzanine e deverá ser conectado na entrada D4. O LED -representar o system av iluminação de uma casa, seja algum cômodo interno da casa ou externo, como a iluminação de um jardim. Foi adicionado um resistor de 10k ohm em sério com o já existente para diminuir a corrente utilizada pelo system, já que em experiências anteriores verificou-se conflitos com as portas analógicas. Para detalhes técnicos:

7. Sensor de contato magnético

Este sensor foi comprado a parte e não faz parte do Kit da Linker Mezzanine. Ele será usado em uma janela ou no portão de uma garagem para informar se a janela/garagem está aberta ou fechada. O sensor é um conjunto formado por 2 pequenas peças (ver foto do Step acima), o sensor proprimamente dito e um pequeno "imã", que ao aproximar-se do sensor irá alterar o estado do sensor. O sensor utlizado nästa projeto foi um N/A (normalmente aberto). Om det finns en sensor eller en sensor som rapporterar det. Om det finns en sensor eller en rapport som ser ser fechado ut.

Steg 3: Aplicativo Para Controle Remoto

O aplicativo foi desenvolvido com o Ionic Framework, https://ionicframework.com/. Det är nödvändigt att ladda ner och installera i slutändan.

O aplicativo irá se comunicar (ler e atualizar os dados) com a cloud da AWS (AWS IoT- https://aws.amazon.com/iot/), que posteriormente será acessada pela placa dragonboard para atualização dos status dos sensores e atuadores.

- Sistema de Iluminação mostra o estado do sitesma de iluminação, ligado ou desligado. Quando o nível de luminosidade baixar do valor configurado, as luzes se acenderão automaticamente. Quando a intensidade de luz aumentar além do valor definido, as luzes se apagarão.

- O botão A/C acionará o relé, que por sua vez acionará o sistema de A/C da casa. Também é possível definir o valor desejado da temperatura. Det är möjligt att uppnå en temperatur som överensstämmer med en temperatur som kan fungera som A/C -temperatur och permanenta temperaturer för två temperaturer. Exemplo, iremos considerar que a temperatura é de 23 grader. Känna en temperatur inuti vinäger på 24 grader, A/C será ligado e permanentecerá ligado até a temperatura chegar a 20 graus, desligando então. Depois o ciclo se repetirá.

- Garagem informará a atual posição da garagem, se aberta ou fechada.

- Temperatura och apenas informativa e mostra a temperatura do interior da casa.

- Luminosidade é apesas informativa e mostra o valor da luminosidade atual.

Segue em anexo os arquivos home.html e home.ts contendos os códigos para comunicação com a cloud AWS e atualização do app.

Steg 4: Criando Uma "coisa" Na AWS IoT

Para fazer o setup för IoT och AWS, vi kan också säga att vi kan göra följande:

1) Criar um projeto no AWS IoT atravé do link:

2) Klicka på "skapa en sak" e então, "Skapa en enda sak". Dé o nome do projeto e clique em Next.

3) Klicka på "Skapa en sak utan certifikat". Nesse tutorial não iremos utilizar os certificados por questões práticas, porém não é recomendado fazer o uso de IoT sem certificados.

4) Nesse momento, sua "coisa" já estará criada. Klicka inte botão da "coisa" que foi criado para abrir a tela com as opções. Nessa tela podemos ver os tópicosMQTT que podem ser usados para fazer a atualização dos dados a serem enviados para a Could, assim como é uma ótima ferramenta para felsökning. No código em Python que será apresentado em breve, foram utlizados alguns destes tópicos. Det finns en "skugga" som kan ge information om dragonboard -refletida och AWS Cloud.

Steg 5: Programa Em Python

Som seguintes bibliotecas serão necessárias para a execução do programa:

import spidevimport tid import loggning import json import argparse

från libsoc import gpio

från tid importera sömn från datetime importdatum, datetime från gpio_96boards importera GPIO från AWSIoTPythonSDK. MQTTLib importera AWSIoTMQTTClient från AWSIoTPythonSDK. MQTTLib

Segue abaixo código completeo to programa:

import spidevimport tid import loggning import json import argparse

från libsoc import gpio

från tid importera sömn från datetime importdatum, datetime från gpio_96boards importera GPIO från AWSIoTPythonSDK. MQTTLib import AWSIoTMQTTClient från AWSIoTPythonSDK. MQTTLib import AWSIoTMQTTShadowClient

GPIO_CS = GPIO.gpio_id ('GPIO_CS') #Analog port

KNAPP = GPIO.gpio_id ('GPIO_A') RELE = GPIO.gpio_id ('GPIO_C') LED = GPIO.gpio_id ('GPIO_G')

pins = ((GPIO_CS, 'out'), (KNAPP, 'in'), (RELE, 'ut'), (LED, 'ut'),)

def setdevices (deltaMessagePython):

System_Status = deltaMessagePython ['SystemStatus'] Rele_Status = deltaMessagePython ['AC'] Led_Status = deltaMessagePython ['SisIlumi']

##### AC

om Rele_Status == 1: gpio.digital_write (RELE, GPIO. HIGH)

om Rele_Status == 0:

gpio.digital_write (RELE, GPIO. LOW)

##### Sistema de Iluminacao

om Led_Status == 1: gpio.digital_write (LED, GPIO. HIGH) om Led_Status == 0: gpio.digital_write (LED, GPIO. LOW)

def readadc (gpio):

gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. HIGH)

time.sleep (0,0002) gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. LOW) r = spi.xfer2 ([0x01, 0xA0, 0x00])#ADC2 - Temperatur gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. HIGH) adcout = (r [1] << 8) & 0b1100000000 adcout = adcout | (r [2] & 0xff) adc_temp = (adcout *5.0/1023-0.5) *100

gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. HIGH)

time.sleep (0.0002) gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. LOW) r = spi.xfer2 ([0x01, 0x80, 0x00])#ADC1 - Luminosity gpio.digital_write (GPIO_CS, GPIO. HIGH) adcoutldr = (r [1] << 8) & 0b1100000000 adcoutldr = adcoutldr | (r [2] & 0xff) adcoutldr = str (adcoutldr) nu = datetime.utcnow () now_str = now.strftime ('%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ') temperatura = "{:.2f} ". Format (adc_temp) payload_temp = '{" state ": {" wanted ": {" Luminosidade ":' + adcoutldr + '," Temperatura ":' + temperatura + '}}}' myMQTTClient.publish ("$ aws/things/DBpyAWS1116/shadow/update", payload_temp, 0) return r

def desliga ():

gpio.digital_write (RELE, GPIO. LOW) gpio.digital_write (LED, GPIO. LOW)

def run (gpio):

system_status = 1

medan det är sant:

time.sleep (2) button_value = gpio.digital_read (BUTTON) print ("----") time.sleep (0.25) if button_value == 1: if system_status == 0: system_status = 1 else: system_status = 0 desliga () om system_status == 1: värde = readadc (gpio) skriv ut "SYSTEM_STATUS %d" %system_status time.sleep (3)

klass shadowCallbackContainer:

def _init _ (self, deviceShadowInstance): self.deviceShadowInstance = deviceShadowInstance

# Anpassad skuggåteruppringning

def customShadowCallback_Delta (self, payload, responseStatus, token): print ("Har tagit emot ett delta -meddelande:") ### nyttolast uppdateringsskript payloadDict = json.loads (nyttolast) deltaMessage = json.dumps (payloadDict ["state"]) print "DELTA MESSAGE %s" %deltaMessage ### Begäran om att uppdatera det rapporterade tillståndet newPayload = '{"state": {"reported":' + deltaMessage + '}}' deltaMessagePython = json.loads (deltaMessage) setdevices (deltaMessagePython)

spi = spidev. SpiDev ()

spi.open (0, 0) spi.max_speed_hz = 10000 spi.mode = 0b00 spi.bits_per_word = 8

####### Thing definition

# AWS IoT -certifikatbaserad anslutning

myMQTTClient = AWSIoTMQTTClient ("DBpyAWS1116") myMQTTClient.configureEndpoint ("a28rqf8gnpw7g.iot.us-west-2.amazonaws.com", 8883) myMQTTClient.configureCredentials ("/home/"/home/"/home/"/home/"/CA/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/CA/home/, "/home/linaro/shared/AWS/" SUA CHAVE "-private.pem.key", "/home/linaro/shared/AWS/" SEU CERTIFICADO "-certificate.pem.crt") myMQTTClient.configureOfflinePublishQueueing (- 1) # Infinite offline Publicera kö myMQTTClient.configureDrainingFrequency (2) # Dränering: 2 Hz myMQTTClient.configureConnectDisconnectTimeout (10) # 10 sec myMQTTClient.configureMQTTOperationTimeout (5) # 5 secTConnect (publicera my. MlTlMlKlIntMlQMlTlKlIntClIntClIntClIntClIntClient) coisajsb "," ansluten ", 0)

########################

######## Skuggdefinition

# Init AWSIoTMQTTShadowClient

myAWSIoTMQTTShadowClient = Inga myAWSIoTMQTTShadowClient = AWSIoTMQTTShadowClient ("DBpyAWS1116") myAWSIoTMQTTShadowClient.configureEndpoint/onSonSonSonSonSon.amn./sammankoppling/sammanträde-signon/signon/signon/total-total-total-total-tjänst-tjänst. CA.crt ","/home/linaro/shared/AWS/"SUA CHAVE" -private.pem.key ","/home/linaro/shared/AWS/"SEU CERTIFICADO-certificate.pem.crt")

# AWSIoTMQTTShadowClient -konfigurationmyAWSIoTMQTTShadowClient.configureAutoReconnectBackoffTime (1, 32, 20) myAWSIoTMQTTShadowClient.configureConnectDisconnectTimeout (10) # 10 sec myAWSIoTMQTht.

# Anslut till AWS IoT

myAWSIoTMQTTShadowClient.connect ()

# Skapa en enhet Skugga med ihållande prenumeration

deviceShadowHandler = myAWSIoTMQTTShadowClient.createShadowHandlerWithName ("DBpyAWS1116", True) shadowCallbackContainer_Bot = shadowCallbackContainer (deviceShadowHandler)

# Lyssna på deltor

deviceShadowHandler.shadowRegisterDeltaCallback (shadowCallbackContainer_Bot.customShadowCallback_Delta)

#########################

myMQTTClient.publish ("$ aws/things/DBpyAWS1116/shadow/update", '{"state": {"wanted": {"SystemStatus": 1, "SisIlumi": 0, "AC": 0, "Garagem": "Fechada", "Temperatura": 25, "Luminosidade": 123}}} ', 0)

om _name_ == "_ huvud_":

med GPIO (pins) som gpio: kör (gpio)

Steg 6: Finalização

Após ter concluido os passos anteriores, deve-se inicializar o sistema executando o código fornecido no passo 5 e inicializar o app através do Ionic, usando o comando Ionic serve.

Para um eventuell felsökning, rekommendera och använd en MQTT Client TEST för AWS, onde é possível verificar e as mensagens enviadas for dragonboard está sendo atualizada de forma correta na AWS Cloud: https://us-west-2.console.aws.amazon.com/iotv2/hom …