Если вы планируете впоследствии подключиться к Pi через SSH (как и я), вам также необходимо вручную поместить пустой файл с именем ssh (без какого-либо расширения) в загрузочный раздел после прошивки.Если вы планируете подключиться через Wi-Fi (здесь я предпочитаю LAN), вам также необходимо выполнить следующие действия.

Теперь извлеките SD-карту и вставьте ее в слот на нижней стороне Pi. Затем просто подключите Pi к достаточно мощному адаптеру питания USB-C и подключите кабель локальной сети. Теперь вы готовы к работе.

Установка необходимого программного обеспечения

Используйте командную строку (Linux / Mac) или такую ​​программу, как Putty (Windows), чтобы подключиться к Pi через SSH. Вы можете войти как pi с паролем raspberry .

Теперь вы должны сначала запустить пару команд, чтобы все было готово.

  судо raspi-config
// используйте открывшееся меню, чтобы изменить пароль, обновить имя хоста Pi, изменить размер файловой системы и настроить все остальное так, как вам нравится

// теперь давайте обновим все программное обеспечение
sudo apt update
sudo apt upgrade

// понадобится позже для клонирования репозитория
sudo apt install git  

Это может занять некоторое время. После этого мы можем начать установку Docker и docker-compose.Docker — это программное обеспечение, которое позволяет запускать и управлять контейнерным программным обеспечением. Это означает, что программное обеспечение будет представлено в виде образа, включая все необходимые зависимости и настройки. Обычно это предоставляется разработчиком и может быть легко загружено из концентратора Docker или из любого места в Интернете.

Docker упрощает установку программного обеспечения и позволяет отделить программное обеспечение от реальных данных, которые вам нужны. Он также не зависит от платформы, поэтому, если вы позже решите перейти на более крупный / другой сервер умного дома, это будет действительно легко.docker-compose — это программное обеспечение поверх Docker, которое позволяет вам определять список контейнеров и их (взаимозависимостей) в простом файле yaml. Я предоставлю свои файлы компоновки докеров позже в этой статье, чтобы вы могли легко использовать их для быстрого запуска.

Итак, давайте установим Docker

  // установим docker и docker-compose
curl -sSL https://get.docker.com | ш

// разрешить нашему пользователю Pi по умолчанию использовать докер, добавив его в группу докеров
sudo usermod -aG docker pi

// проверяем, сработало ли
версия докера

// теперь нам нужен pip3 для установки docker-compose
sudo apt-get установить libffi-dev libssl-dev
sudo apt установить python3-dev
sudo apt-get install -y python3 python3-pip

sudo pip3 install docker-compose  

Теперь вы готовы.Я лично также добавил еще две вещи: сначала я создал новую папку под названием dockerData в корне Pi. Для этого вы можете использовать sudo mkdir / dockerData , который будет использоваться для хранения всех данных для контейнеров Docker. Это то, что нам нужно сделать позже.

Затем я также добавил общий ресурс samba для некоторых из этих данных, чтобы я мог получить к ним доступ из сети. Вот один пример для папки HomeAssistant.

  // сначала установите самбу
sudo apt-get install samba samba-common-bin
 
// затем обновляем его конфигурацию
судо нано / и т.д. / самба / smb.conf

 // Добавь это
[Конфигурация HomeAssistant]
comment = Конфигурация HomeAssistant
путь = / dockerData / homeassistant /
принудительно пользователь = корень
группа силы = корень
writeable = да
действительные пользователи = домашний помощник

 // затем проверяем с помощью
testparm

 // теперь создаем пользователя
sudo adduser домашний помощник
sudo smbpasswd -a homeassistant // и введите новый пароль
sudo service smbd restart  

После этого вы можете получить доступ к общему ресурсу, используя IP-адрес / имя Pi и пользователя homeassistant и его пароль.

Настройка наших контейнеров

Все файлы (в их версии обновления!), Используемые здесь, также можно найти в моем репозитории GitHub.

Теперь давайте запустим некоторое программное обеспечение на новом сервере. Сначала вам нужно создать файл .env , в котором вы определите некоторые значения, которые вы собираетесь использовать позже.

  DATADIR = / dockerData
TZ = Европа / Берлин
PUID = 1000
PGID = 1000
PH_WEBPASSWORD = supersecurepassword123  

В каталоге данных будут сохраняться данные контейнера Docker.Я использую созданную выше папку. Затем вам нужно также установить свой часовой пояс и идентификаторы пользователей, их можно найти, набрав id yourcurrentuser . Я также добавил пароль для программного обеспечения Pi-Hole.

Обычно полезное программное обеспечение

Затем скопируйте это в файл yaml с именем hosting.yml в том же каталоге.

  версия: "3"
 Сервисы:
   Хеймдалль:
     изображение: linuxserver / heimdall
     имя_контейнера: heimdall
     перезапуск: если не остановлен
     среда:
       - PUID = $ {PUID}
       - PGID = $ {PGID}
       - TZ = $ {TZ}
     объемы:
       - $ {DATADIR} / heimdall: / config
     порты:
       - 9080: 80
       - 9443: 443
 pihole:
     имя_контейнера: pihole
     изображение: pihole / pihole: последний
     перезапуск: если не остановлен
     порты:
       - «53: 53 / tcp»
       - «53: 53 / удп»
       - «67: 67 / удп»
       - «6080: 80 / tcp»
       - «6443: 443 / tcp»
     среда:
       TZ: $ {TZ}
       ВЕБПАРОЛЬ: $ {PH_WEBPASSWORD}
     объемы:
        - '$ {DATADIR} / pihole / etc-pihole /: / etc / pihole /'
        - '$ {DATADIR} / pihole / etc-dnsmasq.г /: / и т.д. / dnsmasq.d / '
     cap_add:
       - NET_ADMIN
     DNS:
       - 127.0.0.1
       - 46.182.19.48
     перезапуск: если не остановлен
 unifi-контроллер:
     изображение: ghcr.io/linuxserver/unifi-controller:armhf-latest
     имя_контейнера: unifi-controller
     перезапуск: если не остановлен
     среда:
       - PUID = $ {PUID}
       - PGID = $ {PGID}
       - MEM_LIMIT = 512M # необязательно
     объемы:
       - $ {DATADIR} / unifi-controller: / config
     порты:
       - 3478: 3478 / UDP
       - 10001: 10001 / UDP
       - 8080: 8080
       - 8443: 8443
       - 1900: 1900 / удп
       - 8843: 8843
       - 8880: 8880
       - 6789: 6789
       - 5514: 5514  

Это запустит три контейнера с Heimdall, отличным программным обеспечением для приборной панели, PiHole, блокировщиком рекламы для всей вашей сети и контроллером Unifi, если вы используете устройства Unifi в своей сети.

• Моя приборная панель
• Мой блокировщик рекламы PiHole

Я не буду вдаваться в подробности здесь, но все эти программы довольно удобны. Если вы думаете, что вам не нужен один из них, просто удалите всю часть файла (например, все, что находится за pihole: , пока не запустится часть unifi).

Одна из замечательных особенностей Docker — его гибкость. В этом разделе я сопоставил все необходимые данные с папками в вашей локальной системе. '$ {DATADIR} / pihole / etc-pihole /: / etc / pihole /' свяжет папку / etc / pihole внутри контейнера с папкой на вашем локальном диске по адресу / dockerData / pihole / etc- pihole / (если вы используете тот же базовый путь, что и я).Вы также можете сопоставить порты. Например, Хеймдалль слушает порт 80, но, используя - 9080: 80 , мы можем сопоставить его с портом 9080 на сервере. Таким образом, мы можем запустить несколько сервисов, использующих одни и те же порты, просто сопоставив их с разными.

Теперь мы можем запустить эти контейнеры.

  // запускаем указанные выше контейнеры и продолжаем их работу
докер-составить -f ./hosting.yml вверх -d

// теперь откройте ваш браузер по адресу
// serverip: 9080 -> чтобы увидеть вашу панель управления
// serverip: 6080 -> чтобы увидеть ваш экземпляр PiHole
// serverip: 8080 -> чтобы увидеть ваш контроллер unifi

// Если что-то не работает, запустите это, чтобы увидеть логи (или посмотрите конец статьи)
docker-compose -f./hosting.yml журналы -f
// и выходим, нажав ctrl + c

// если вы хотите остановить запуск контейнеров
docker-compose -f ./hosting.yml down  

Программное обеспечение Smarthome

Теперь давайте приступим к установке необходимого программного обеспечения для умного дома для управления всеми вашими устройствами. Мы собираемся установить брокера MQTT под названием Mosquitto и Zigbee2MQTT для управления множеством устройств Zigbee. Я также добавил Zigbee2MqttAssistant для лучшего обзора.

Затем будет TasmoAdmin, чтобы получить хороший обзор всех ваших устройств, на которых работают устройства Wi-Fi, на которых работает Tasmota.Я также добавил InfluxDB и Grafana, чтобы создавать потрясающие информационные панели с вашими данными.

Наконец, нам нужно программное обеспечение, чтобы связать все эти устройства и протоколы вместе. Я действительно могу порекомендовать OpenHab или другое программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое я использую сейчас: HomeAssistant. Вот полный файл yaml, который вам также нужно скопировать как smarthome.yml .

  версия: "3"
 Сервисы:
   комар:
     изображение: "затмение-москит: 1.6"
     перезапуск: если не остановлен
     объемы:
       - "$ {DATADIR} / mosquitto / config: / mosquitto / config"
       - "$ {DATADIR} / mosquitto / data: / mosquitto / data"
       - "$ {DATADIR} / mosquitto / log: / mosquitto / log"
     порты:
       - 1883: 1883
 графана:
     изображение: "grafana / grafana: latest"
     перезапуск: если не остановлен
     user: "$ PUID: $ PGID" // в качестве альтернативы вы можете попробовать "0" для root, если здесь у вас возникнут проблемы
     зависит от:
       Influxdb:
         condition: service_healthy
     объемы:
       - "$ {DATADIR} / grafana / data: / var / lib / grafana"
     порты:
       - 3000: 3000
 Influxdb:
     изображение: "Influxdb: 1.8 "
     перезапуск: если не остановлен
     объемы:
       - "$ {DATADIR} / infxdb / data: / var / lib / infxdb"
     проверка состояния здоровья:
       тест: ["CMD", "curl", "-sI", "http://127.0.0.1:8086/ping"]
       интервал: 30 с
       тайм-аут: 1 с
       повторных попыток: 24
 тасмоадмин:
     изображение: "raymondmm / tasmoadmin"
     перезапуск: если не остановлен
     объемы:
       - "$ {DATADIR} / tasmoadmin: / data"
     порты:
       - 3080: 80
 zigbee2mqtt:
     изображение: koenkk / zigbee2mqtt
     зависит от:
       комар:
         условие: service_started
     перезапуск: если не остановлен
     объемы:
       - $ {DATADIR} / zigbee2mqtt / data: / app / data
       - / запустить / udev: / запустить / udev: ro
     устройства:
       - / dev / ttyACM0: / dev / ttyACM0
     среда:
       - TZ = $ {TZ}
 Помощник:
     изображение: carldebilly / zigbee2mqttassistant
     перезапуск: если не остановлен
     зависит от:
       zigbee2mqtt:
         условие: service_started
     среда:
       - Z2MA_SETTINGS__MQTTSERVER = москит
       - TZ = $ {TZ}
     порты:
       - 8880: 80
 помощник по дому:
     имя_контейнера: домашний помощник
     перезапуск: если не остановлен
     изображение: homeassistant / raspberrypi4-homeassistant
     # устройства:
     # - / dev / ttyUSB0: / dev / ttyUSB0
     # - / dev / ttyUSB1: / dev / ttyUSB1
     # - / dev / ttyACM0: / dev / ttyACM0
     объемы:
       - $ {DATADIR} / homeassistant / config: / config
       - / etc / localtime: / etc / localtime: ro
       - / dev / серийный / по-идентификатору /: / dev / серийный / по-идентификатору /
     Требуется # альтернатива для автоматического обнаружения, Bluetooth и т. д.
     #network_mode: host
     #privileged: true
     зависит от:
       Influxdb:
         condition: service_healthy
       комар:
         условие: service_started
     порты:
       - 8123: 8123
     среда:
       - PUID = $ {PUID}
       - PGID = $ {PGID}
       - TZ = $ {TZ}  

Предполагается, что у вас есть USB-накопитель Zigbee, подключенный к / dev / ttyACM0 .В противном случае вам нужно обновить одну строку в части Zigbee2MQTT. Вам также потребуется предоставить файл конфигурации для mosquitto в папке $ {DATADIR} / mosquitto / config . Я пользуюсь этим.

  pid_file /var/run/mosquitto.pid

настойчивость правда
местонахождение_распространения / москит / данные /

log_dest файл /mosquitto/log/mosquitto.log

порт 1883
слушатель 9001
протокол веб-сокетов  

Запуск docker-compose -f smarthome.yml up -d предоставит вам доступ ко многим службам.

Вот и все! Теперь у вас есть доступ к большому количеству потрясающего программного обеспечения для умного дома, и его установка довольно проста. Pi будет работать вечно (единственная проблема, с которой я когда-либо сталкивался, — это испорченная SD-карта через некоторое время, поэтому делайте резервные копии!), Не потребляя слишком много энергии. Если вам нужно больше программного обеспечения, просто добавьте еще один контейнер.

Если вам нужна помощь в настройке всего этого программного обеспечения, ознакомьтесь с другими статьями в этом блоге.Вы можете построить так много потрясающих средств автоматизации, управлять своим умным роботом-пылесосом, создавать интеллектуальные системы освещения или получать уведомления при утечках воды. И все это с вашим собственным умным домашним сервером без облака.

Автоматические обновления для всех ваших услуг

PS В новом посте я описал, как я обновил эту настройку, добавив еще один контейнер под названием watchtower. Этот контейнер будет отслеживать все ваши запущенные службы и обновлять их при появлении новых версий. Это означает полностью автоматические обновления для всех ваших докер-контейнеров! Конечно, вы можете исключить некоторые услуги, если хотите.Я исключил HomeAssistant, чтобы избежать критических изменений. Как всегда, вы можете найти обновленные файлы в репозитории GitHub.

Агрегированные журналы

PPS В другом новом посте я также добавил loki в качестве еще одной услуги в свой hosting.yml. Он соберет журналы из других контейнеров и позволит вам просматривать их все одновременно через приятный интерфейс Grafana. Вы даже можете включить их в свою панель управления.

Чтобы использовать это, просто следуйте инструкциям в этом сообщении.Короче говоря, чтобы запустить его, просто используйте файлы из моего репозитория GitHub и установите драйверы Loki в Docker через плагин докера

  install grafana / loki-docker-driver: latest --alias loki --grant-all-permissions
// или если вы используете это на Raspberry Pi
плагин docker установить grafana / loki-docker-driver: arm-v7 --alias loki --grant-all-permissions  

(PDF) Пользовательский опыт в умных домах в стиле «сделай сам»

этап внедрения. h5_F был опытным программистом, но

он потратил примерно одну неделю на создание серии правил, чтобы

будить своего ребенка по утрам.Основная причина этого расширенного периода разработки

заключалась в том, что правила можно было тестировать только один раз в день, утром.

«Обычно на уточнение правила уходит около недели. Поскольку

не было контролируемой средой, мне приходилось многократно применять

методом проб и ошибок каждое утро »(h5_F).

В некоторых случаях неправильно работающие правила могут мешать другим подпрограммам

. Семейство h2 было прервано в своих распорядках из-за двух противоречивых правил

в полночь, в результате чего свет на кухне

мигал каждые 2 секунды.Чтобы решить эти проблемы,

h2_D предложил режим моделирования для правил продукта DIY умного дома

. В режиме моделирования виртуально проверяется

условий, которые нельзя изменить по желанию, например, время и

температура. Этот подход аналогичен подходу «песочница»

, который показывает пользователю, что произойдет после

реализации определенного режима автоматизации

до того, как пользователь примет изменение [22].

«Триггер периода может быть протестирован только в этот момент в заданный

день. Кроме того, температура и влажность не меняются сразу

, поэтому я не мог проверить свои правила, в которых использовались эти триггеры

. Что, если бы умный дом DIY предоставил режим моделирования

, чтобы виртуально показать, что произойдет с этими правилами

на месте, например, повествованием? Я думаю, что было бы полезно, если бы правила

можно было бы легче тестировать, как в режиме предварительного просмотра.”(H2_D).

С таким режимом моделирования для умных домов «сделай сам» пользователи

могли предвидеть возможные проблемы и избегать любых критических проблем

, которые нарушили бы их повседневную работу, до того, как

перейдет в стадию постоянного использования. Например, пользователь

может установить температуру в комнате (25 ° C) или время (8

am) в симуляции, чтобы проверить работу правил. В дополнение к

эти симуляции могут проверять совпадения правил, чтобы

позволяло пользователям пересматривать свои правила, прежде чем они нарушат

их повседневные распорядки.Функции отмены и истории, которые могут

вернуть умный дом своими руками к предыдущему состоянию, также помогут

предотвратить нарушение повседневной рутины путем записи

исторических состояний правил.

Обеспечьте канал оценки для всех членов семьи

Участники оценивали правила на этапе обычного использования

. Они поделились своим мнением о правилах, а

прокомментировали правила для их пересмотра.В большинстве случаев

один эксперт-пользователь создал большинство правил для домашнего хозяйства.

В некоторых случаях эксперт не учел должным образом потребности

одного или нескольких других членов семьи, поэтому правило должно было быть

изменено несколько раз после того, как этот эксперт получил совет другого члена семьи

(h4, h5 , H5, H6, H7, H8). В пользовательском исследовании

была группа участников, которые не создавали правила, но

оставались дома почти все время (h2_M, h4_S, h4_D,

h5_M, H5_M, H6_M, H8_M).Эти участники обычно

жили по правилам, но мало знали о продуктах для умного дома

DIY. В некоторых случаях правила

работали некорректно, и только у этих участников возникали неисправности

. Однако они не смогли подробно объяснить проблему

, описав неожиданное (ые) действие (я), потому что они

не имели достаточных знаний о продуктах DIY smart home

. Следовательно, другие члены семьи, создавшие правила

, не понимали, как они работали со сбоями.

Если бы продукт для умного дома DIY систематически поддерживал каналы оценки

, например, записывая отдельные комментарии

относительно преимуществ и недостатков правил

, пользователи могли бы учитывать эти агрегированные мнения

при составлении другое правило. Такой канал оценки

должен иметь возможность напрямую записывать, когда пользователь

испытывает проблему; эта возможность поможет

вести четкие записи и комментарии относительно функций smart

home.Не только записывая проблемы, но и записывая, почему правило является удовлетворительным,

, потребности отдельных членов семьи

могут быть более эффективно учтены в будущем

.

Создание понятного потока данных / процесса / обмена

Когда участники пытались отладить свои правила в течение

фазы сквозного использования, они столкнулись с трудностями в

, понимая функционирование системы. Участники

отметили, что было сложно понять структуру системы

, как она работает и какие части программы

не работают.Есть две возможные причины этой проблемы.

Во-первых, невидимое беспроводное соединение. Предыдущее исследование

показало важность объяснения функции беспроводного соединения

в домашних условиях [9,35]. Продукты для умного дома DIY

содержат датчики, исполнительные механизмы и центральные концентраторы

, которые передают данные друг другу по беспроводной сети.

Таким образом, понять, какие устройства

активированы в такой системе, труднее, чем для отдельного устройства.

Второй — это среда абстрактного программирования. Домашние продукты DIY smart

предлагают стиль программирования триггерного действия в

, программный код которого выражается в виде абстрактных визуальных значков

, что затрудняет отладку пользователем, поскольку

не показывает фактический процесс системы .

«Когда я программирую, я могу отлаживать, просматривая код.

Однако эта система отображает только абстрактные значки. Я думаю,

, что система переводит эти значки в другой код более низкого уровня

, который ей предшествует.Однако я не разбирался в процессах нижнего уровня

, поэтому не мог определить фактическую проблему

. Потребовалось несколько попыток настроить неправильный шаблон

. Мы только что угадали проблему путем проб и ошибки

«(H7_F).

Чтобы понять системный поток, участники создали правила

для диагностических целей, таких как последовательное изменение цвета свечения лампы

(H7) и отправка сообщения SMS

при определенных условиях системы (h5).Один из способов

улучшения разборчивости систем умного дома «сделай сам»

— визуализировать, какие датчики и исполнительные механизмы активированы. Датчики и исполнительные механизмы

могут иметь светодиоды, встроенные в их поверхности

, которые могут отображать тот же цвет при подключении и активации

. Эта функция поможет продукту

информировать пользователя о том, какие правила в настоящее время выполняются с использованием

, какие датчики и исполнительные механизмы, не требуя от пользователя просмотра

Умные дома и Интернет вещей

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 16 июня 2020 г.

Еще в 1923 году гениальный архитектор швейцарского происхождения Ле Корбюзье (1887–1965) описал дом как «машина для жизни в ней» — и постепенно, в течение ХХ века, эта метафора превратилась в реальность. Во-первых, пришла удобная электроэнергия. избавьтесь от тяжелой рутины всех видов домашней работы, в том числе стирка одежды и посуда и пылесосить пол. Потом, когда транзисторы сделали электронику более доступной в середине 20-го века, бытовая техника начали контролировать себя очень ограниченно, используя встроенные датчики и программаторы.Но только сейчас, в 21 веке, концепция полностью автоматизированного, умного дома фактически воплощается в жизнь. Благодаря Интернету легко настроить практически любой электроприбор в вашем доме, чтобы вы могли его контролировать из веб-браузера в любой точке мира. И, намного раньше, все виды подключенных к сети машин будут разговаривать друг с другом, автоматическое управление большей частью нашей жизни через то, что известно как Интернет вещей . Нравится идея жить в умном доме? Или автоматическое будущее, которое позаботится о себе? Давайте подробнее посмотрим, как это может работать!

Анимация: включение света, когда вы находитесь вдали от дома, — это простейшее применение технологии умного дома.Более сложные приложения включают в себя различные виды удаленного мониторинга, например наблюдение за пожилыми людьми. или уязвимые жители внутри.

Что такое умный дом?

A умный дом — это дом, в котором различные электрические и электронные приборы подключены вплоть до центральной компьютерной системы управления, поэтому они могут быть включается и выключается в определенное время (например, обогрев может быть настроен на автоматическое включение в 6:00 зимним утром) или, если определено события происходят (свет можно настроить так, чтобы он загорелся, только когда фотоэлектрический датчик определяет, что темно).

Фото: Самый простой вид домашней автоматизации. Включите этот таймер в электрическую розетку, и он будет включать и выключать любой прибор до четырех раз в день. Этот цифровой и использует часы с батарейным питанием. У других есть большие, медленно вращающиеся колеса с десятками крошечных переключателей, которые вы нажимаете или выключаете, чтобы включать и выключать приборы столько раз, сколько захотите. Внутри таких переключателей используется простое реле, которое позволяет небольшому току переключения от схемы часов включать и выключать гораздо большую цепь питания.

В большинстве домов уже есть определенная «умность», потому что многие бытовые приборы уже содержат встроенные датчики или электронные контроллеры. Практически все в современных стиральных машинах есть программисты, которые заставляют их следовать отдельные серии стирок, полосканий и отжимов в зависимости от того, как вы настроили их различные циферблаты и ручки при первом включении. Если у тебя есть система центрального отопления, работающая на природном газе, скорее всего, у вас также есть термостат на стене, который включает и выключает его в соответствии с комнатной температуре, или электронный программатор, который активирует его при определенное время дня, вне зависимости от того, находитесь вы дома или нет.Может ты действительно высокотехнологичный, а у вас есть робот-пылесос, который постоянно ползает по вашему полу и подметает пыль?

Все это примеры домашней автоматизации, но на самом деле это не то, что мы понимаем под умный дом. Эта концепция идет еще дальше, вводя централизованное управление. В самой продвинутой форме умного дома есть компьютер, который делает то, что вы обычно делаете сами: постоянно следит за состоянием в доме и соответственно включает и выключает бытовую технику.Таким образом, для Например, он контролирует уровень света, проходящего через окна и автоматически поднимает и опускает жалюзи или включает свет в сумерках. Или он обнаруживает движения по полу и соответствующим образом реагирует: если он знает, что вы дома, он включает свет и музыку в разных комнаты, когда вы ходите между ними; если он знает, что вас нет, это звучит как охранная сигнализация.

Как работают умные дома?

Предполагая, что вы (еще не) в лиге Билла Гейтса, имеющего многомиллионный умный дом, построенный с нуля, вы, вероятно, будете больше заинтересованы в том, чтобы добавить немного автоматизации к вашим существующим устройствам с как можно меньше суеты.Такие скромно умные дома варьируются по сложности от базовых систем, использующих несколько подключаемых модулей и от бытовой электросети до сложных беспроводных систем вы можно программировать через Интернет. Вот три самых распространенных вкуса:

Вставные модули X-10

Фото: Модуль X-10 для управления бытовой техникой производства Электростанция. Вы можете увидеть два диска, которые используются для установки кода устройства (вверху) и кода дома. (Нижний). Фотография Phylevn опубликована на Flickr в 2009 году по лицензии Creative Commons License.

Разработанная в 1975 году, самая старая и известная система автоматизации умного дома называется X-10 (иногда пишется «X10») и использует ваш обычный бытовая электропроводка для включения и выключения до 256 приборов без необходимость установки дополнительных кабелей.

Вы подключаете каждое устройство, которое хотите автоматизировать, к небольшому блоку управления (обычно называемому модулем). и вставьте его в обычную электрическую розетку. Используя небольшой отверткой, затем отрегулируйте два диска на каждом модуле.Один циферблат то, что называется кодом дома , и вы устанавливаете это буквой от A через P. Вы можете использовать код дома, чтобы связать приборы вместе (например, так все светильники на первом этаже вашего дома можно управлять как группой). Другой циферблат настроен таким образом, что каждое отдельное устройство имеет уникальный идентификатор, известный как его код единицы , который представляет собой число 1–16. Затем вы подключаете центральный контроллер к другой электрической розетке и программируете его для переключения различных включение и выключение приборов (идентифицируя их по их кодам) всякий раз, когда ты хочешь.

Как это работает? Центральный контроллер отправляет регулярное переключение сигналы через обычную бытовую проводку, эффективно обрабатывая это как своего рода компьютерная сеть. Поскольку эти сигналы работают примерно в два раза чаще, чем частота коммутации обычного переменного тока (который работает на частоте 50–60 Гц), они не мешают ему в любом случае. Каждый сигнал содержит код, идентифицирующий устройство, к которому он относится (возможно, настольная лампа в гостиной или радио в спальне) и такие инструкции, как включить, выключить, или (для ламп) ярче или тусклее.Хотя все блоки управления слушают для получения и приема всех сигналов, конкретный сигнал влияет только прибор (или приборы) с правильным кодом. Помимо устройств, принимающих сигналы, вы также можете подключить датчики, такие как детекторы движения, термостаты и т. д., поэтому система будет автоматически реагировать на изменения дневного света, температуры, злоумышленников или что-то еще, что вы считаю важным. С участием в большинстве систем вы также можете включать и выключать приборы с помощью портативный пульт дистанционного управления (похожий на пульт от телевизора).Пульты либо отправлять сигналы непосредственно на каждый модуль с помощью радиоволн (RF) сигналы или общаться с центральным контроллером, который передает сигналы соответственно.

X-10 стал международным стандартом для управления приборами, но это не единственная система, которая работает таким образом.

Система X-10 с компьютерным управлением

Если вы просто автоматизируете несколько сигнальных огней, базовая система X-10 с несколькими модулей и одного контроллера должно быть более чем достаточно для вашего потребности.Но если вы хотите выполнить более сложную настройку, с много разных бытовых приборов включается и выключается всевозможными способами, вы можете использовать свой домашний компьютер в качестве контроллера вместо. Это тоже легко! Вы покупаете комплект интерфейса домашнего компьютера X-10. состоящий из модуля (который подключается к розетке, как и любой другой модуль), интерфейсный кабель для подключения модуля к компьютеру. (с использованием стандартного последовательного порта или USB-порта) и некоторого программного обеспечения. Типичное программное обеспечение показывает графическое представление всех ваших бытовой техники и позволяет устанавливать режимы включения / выключения на день, неделю или еще дольше.Вы также можете создавать свои собственные макросы, чтобы группы техника включается и выключается в определенной последовательности в определенное время каждый день. Есть программное обеспечение X-10 как для Windows, так и для Linux.

Фото: вы можете использовать беспроводной маршрутизатор для удаленного управления системой X-10 через Интернет, но вам необходимо настроить IP-адрес, чтобы вы могли безопасно получить доступ к маршрутизатору и компьютеру из любого места. Динамический DNS и переадресация портов очень полезны, если вы собираетесь делать такие вещи.

Система беспроводного Интернета

Безопасность — одна из главных причин, по которой многие люди интересуются умными домами. Если вы уезжаете на работу или в отпуск, и кажется, что в вашем доме живут люди. хороший способ отпугнуть злоумышленников. Базовая система X-10 может превратить свет и телевизор включается и выключается в непредсказуемое время, но если вы действительно хочу вытолкнуть лодку из-за безопасности, беспроводной, Система, подключенная к сети, намного лучше. По сути, это система X-10 с компьютерным управлением и интерфейсом, через который можно получить доступ паутина.С такой системой вы можете подключить веб-камеры для просмотра в вашем доме (или ваших домашних животных), включайте и выключайте технику в режиме реального времени, или даже перепрограммировать всю систему. Harmony Home Automation — это пример системы, которая работает вот так.

Умный дом своими руками

Многим нравятся простые готовые системы plug-and-play, такие как X-10: купите, возьмите домой, подключите и т. Д. и вперед. Но гораздо больше из нас — любители, хакеры и вундеркинды, для которых самая трудная задача. делать что-то не менее важно, а иногда даже важнее, чем то, что мы на самом деле пытаюсь сделать.Если вы один из этих людей, ваш путь к умному дому, скорее всего, будет через хакеров, производителей, сообщество DIY, возможно, используя что-то вроде микроконтроллера Arduino, чтобы связать ваш компьютер с бытовой техникой вокруг вашего дома. Таких проектов довольно много на таких сайтах, как Instructables, и я перечислил их в разделе «Подробнее» ниже.

Но действительно ли вам нужен умный дом?

Вы можете подумать, что идея умного дома легкомысленная и глупая. Разве не лениво и снисходительно иметь машину, включающую и выключающую свет для вас? когда ты сам легко справишься? Однако имейте в виду, что многие пожилые люди, инвалиды и люди с особыми потребностями борются с простыми домашними делами.Домашняя автоматизация может иметь решающее значение для их жизни счастливо и независимо в собственном доме или вынуждены переехать в дорогое жилье.

Работа: Впереди пожилые люди. Дорожный знак с авторским правом короны из базы данных изображений дорожных знаков Великобритании, опубликованной под Лицензия открытого правительства.

По мере старения населения правительства и медицинские благотворительные организации все чаще обращают внимание на домашнюю автоматизацию. интерес: почему бы не использовать компьютеры, роботов и другие технологии для оказания поддержки, которая уязвимым людям нужно делать их счастливыми, здоровыми и независимыми? Например, люди с деменцией могут оборудовать свои дома автоматическими датчиками, которые проверяют, была ли плита оставлена ​​включенной или краны были оставлены переполненными.Пожилые люди люди, склонные к падению, могут иметь в своих домах освещение, активируемое датчиками движения, поэтому что, если они встают посреди ночи, они не будут опасно спотыкаться в темноте. Слепые люди наконец-то могут покупать обычную бытовую технику и пользоваться одним простым компьютерным контроллером, запрограммированы в соответствии с их личными потребностями, чтобы управлять ими всеми.

Если вы пожилой человек или инвалид, такие системы домашней автоматизации могут разница в качестве вашей жизни, но они приносят важные преимущества для всех нас тоже.Совершенно очевидно, что они улучшают домашнюю безопасность, комфорт и удобство. Что еще более важно, если они включают мониторы энергии, такие как термостаты или датчики, отключающие свет в свободные комнаты, они могут помочь вам сократить счета за электроэнергию; автоматизированные системы, такие как Bye Bye Standby, которые отключают питание приборы, когда они не используются, могут значительно снизить энергия, расходуемая такими приборами, как стиральные машины, посудомоечные машины, и телевизоры, когда они фактически не используются.

Может быть, вы все еще не уверены — а может быть, вы правы.Вам действительно нужны такие вещи? Вам нужно купить еще больше техники, просто контролировать те, которые у вас уже есть? Разве это не так просто иметь привычку выключать все самостоятельно? Гаджеты, которые убейте свой ТВ режим ожидания звучит круто, но как тяжело тянуть из розетки? А как насчет того, чтобы вообще выключить телевизор и почитать книгу? Или поставить свой игровая консоль в шкафу и привычка гулять за городом вместо? И вместо того, чтобы делать все возможное, чтобы подключить свой дом, пока вас нет в отпуске, как насчет того, чтобы подружиться с соседями и вместо этого попросить их присматривать за вами? Для многих из нас дом — это действительно машина для жизни, и если вам так нравится живые, это нормально.Но важно помнить, что есть множество альтернатив такой жизни. Если маленький красивый и просто лучше, самый умный дом может быть тот, в котором вообще нет гаджетов!

Интернет вещей

Artwork: Интернет вещей позволяет увидеть многие миллиарды (или даже триллионы) устройств и неодушевленных предметов, соединенных вместе.

Одна из вещей, которая делает людей умнее — умнее всех другие существа, которые ползают, хлопают, копытятся и скользят по планета — это наша способность общаться друг с другом.Мы можем поговорить другим людям, слушайте их и сотрудничайте для достижения очень сложные цели, от поиска лекарств от рака до постановки космонавтов на Луне. Еще до изобретения Интернета люди были замысловатые сети, прямо по всему миру; классно, согласно социологической теории есть только шесть ступеней расставания (шесть ссылок), необходимых для связи любого человека на планете с любой другой.

А что, если бы гаджеты и машины могли разговаривать друг с другом? так же? Что, если бы акселерометр, встроенный в кардиган, мог автоматически определять, когда пожилой человек упал с лестницы и позвонить в скорую? Что, если все дома в Соединенных Штатах были умные измерители мощности, которые могли сигнализировать о потреблении энергии коммунальные предприятия в режиме реального времени? Предположим, автомобильные двигатели могут контролировать их собственный механический КПД, и, если он упадет ниже определенного уровень, позвоните в гаражный компьютер и удаленно вернитесь к какой-то оптимальный уровень, все не выходя из наших дисков? Что, если шоссе системы управления могут измерять и контролировать автомобили, стекающие вниз разные маршруты в разное время суток и автоматически меняют маршрут пробки на дорогах и волнения? Эти вещи могут показаться фантастическими, но все они стали бы возможными, если бы машины в наших домах, офисах, и транспортные системы могли общаться друг с другом автоматически — если, другими словами, существовала гигантская сеть машин: Интернет вещей .

Что такое Интернет вещей?

Люди были в восторге от этой идеи с тех пор, как первоначально предложено в 1999 году технологическим предпринимателем Кевин Эштон, затем работал в сфере бренд-маркетинга в Proctor & Gamble. Он был исследование электронных датчиков и RFID-меток (беспроводных печатные схемы, которые позволить объектам автоматически идентифицировать себя на компьютере системы; они используются при самоконтроле библиотек) и, в момент понимания, интересно, что произойдет, если все виды повседневных предметов и машины могли общаться через стандартную компьютерную сеть.Эштон понял, что его Интернет вещей — это дорога из желтого кирпича к лучшая эффективность и меньше отходов для всех видов бизнеса.

В популярных новостных статьях Интернет вещей часто объяснил введением известного, но легкомысленного, а теперь уже довольно банальный пример. Предположим, ваш холодильник может использовать RFID-метки для обнаружения какие продукты он содержал и сколько им было лет. Если бы подключенный к Интернету, он может автоматически заказывать новые расходные материалы всякий раз, когда это необходимо. Звучит достаточно безобидно, но пресловутый Интернет-холодильник стал чем-то отвлекать гораздо более ценные приложения: большинство из нас способны сохранить вкладки на простоквашу и сыр с плесенью, так что Возможное использование Интернета вещей? Но предположим аналогичные технологии использовались для наблюдения за пожилыми людьми или инвалидами людей, чтобы они могли продолжать жить безопасно, с независимостью и достоинства в собственном доме? Легко построить дом, в котором используется датчики движения для отслеживания, когда кто-то регулярно ходит (охранная сигнализация использует эту технологию в течение многих лет), а не намного сложнее контролировать эти данные удаленно.Это намного больше убедительный пример того, как Интернет вещей может действительно полезно для общества с быстро стареющим населением.

Хотя люди иногда говорят об Интернете вещей как хотя это просто продолжение технологии умного дома, это на самом деле идея гораздо более масштабная и общая. Представьте себе нашу систему для наблюдение за пожилыми людьми, пересаженными в больницу и расширенными до своего рода электронная помощь, в которой некритические пациенты обычно контролируется не наблюдениями медсестры, а удаленно собранными электронные датчики, передающие свои измерения по сети.Или, возьмем другой пример, как насчет автоматического мониторинга вашего дома во время отпуска с помощью датчиков и веб-камер? Если он работает в доме работает где угодно: для проверки и автоматически пополнение полок в супермаркете, для удаленного контроля осыпающийся бетон на автомобильном мосту или в сотне других мест.

Как это работает?

Для того, чтобы Интернет вещей работал, необходимы пять основных вещей.

1. Вещь

Во-первых, есть сама «вещь» — которая может быть чем угодно. от человека или животного до робота или компьютера; чемпионы технологии даже предположили, что однажды Интернет вещей может распространяться на такие мелкие предметы, как частицы пыли.Вообще говоря, «вещь» — это то, что мы хотим отслеживать, измерять или контролировать. Это может быть ваше собственное тело, домашнее животное, пожилой родственник, дом, офисный блок или что-то еще, что вы можете себе представить.

2. Идентификатор

Фото: RFID-метки, подобные этой, скрытой в ценнике на паре обуви, позволяют объектам идентифицировать себя в Интернете вещей.

Если мы хотим иметь возможность соединять вещи, контролировать их или измерять их, мы должны быть в состоянии идентифицировать их и различать их.Это с людьми достаточно легко: у всех нас есть имена, лица и другие уникальные идентификаторы. Это также относительно легко с продуктами, которые мы покупаем у магазины. С 1970-х годов у большинства из них есть уникальные номера. так называемые универсальные коды продуктов (UPC), напечатанные на их упаковках с использованием черно-белые узоры в виде зебры — другими словами, штрих-коды. В Проблема со штрих-кодами в том, что кто-то должен их сканировать, и они могут «хранить» только очень небольшой объем информации (всего несколько цифр). Лучше технология RFID позволяет объектам идентифицировать себя в сети автоматически с использованием радиоволн, практически без участия человека вмешательство.Он также может передавать гораздо больше информации.

3. Датчики

Если объект просто идентифицирует себя в сети, это не так. обязательно скажите нам очень много, кроме того, где это находится в определенном время. Если в объекте есть встроенные датчики, мы сможем собрать гораздо больше Полезная информация. Так автоматические датчики, которые могут регулярно передавать автоматические измерения — еще одна ключевая часть Интернета вещей. Таким образом можно подключить любой датчик, от электронных термометров. и термопары к тензодатчики и герконы.

4. Сеть

Имеет смысл для вещей существовать и общаться в сети так же, как компьютеры существуют и разговаривают друг с другом через Интернет — с использованием стандартного согласованного метода связи, называемого Интернет-протокол (IP). IP основан на идее, что все имеет уникальный адрес (IP-адрес) и обмен данными небольшими битами называется пакетами. Если что-то обменивается данными по IP или использует что-то вроде Wi-Fi чтобы поговорить с подключенным к Интернету маршрутизатором, это открывает возможность управления ими из веб-браузера в любой точке мира.Это почему сейчас мы видим системы домашней безопасности и мониторинга, которые позволяют вам делать такие вещи, как включение и выключение центрального отопления с помощью приложения для смартфонов.

5: Анализатор данных

Когда мы собираем массу данных от сотен, тысяч, миллионы или даже миллиарды вещей, его анализ мог бы найти закономерности, которые помогут нам работать, двигаться и жить более разумно — по крайней мере, теоретически. Интеллектуальный анализ данных — информация, которую мы собираем от людей или движущихся автомобилей, и оптимизация наших транспортных систем может помочь нам сократить поездки раз или перегруженность, например, с большими преимуществами для людей качество жизни и окружающая среда.Системы облачных вычислений (идея использования мощных компьютерных сервисов, предоставляемых через Интернет), вероятно, сыграет очень большую роль в Интернете вещей, не в последнюю очередь из-за того, что объем данных, собираемых из очень многих вещей, так регулярно, вероятно будет огромным.

Кто уже этим пользуется?

Фото: приложения для смартфонов, вероятно, будут одним из способов взаимодействия людей с Интернетом вещей. Вверху: приложение Hive позволяет вам контролировать отопление с помощью телефона, где бы вы ни находились.Ниже: приложение для мониторинга энергии Efergy отслеживает потребление энергии в вашем доме.

Не нужно заглядывать слишком далеко, чтобы увидеть Интернет вещей в действие. Библиотеки были одними из первых, кто внедрил чипы RFID в книги. обложки, чтобы люди могли брать и возвращать вещи самостоятельно, используя кассовые аппараты. Это дало мгновенный контроль над запасами, лучше безопасность и (теоретически) возможность освободить библиотекарей для тратить больше времени на помощь людям (на практике многие библиотеки просто имеют теперь меньше сотрудников).Отслеживание покупок с доставкой на дом через Интернет — еще один очень простой пример: если каждая посылка штрих-код и сканирование на каждом этапе пути от склада до клиент, со сканерами, подключенными к центральной базе данных, это легко понять, где что угодно, в любое время.

Появляются и гораздо более интересные примеры. Улей система домашнего отопления, запущенная British Gas, использует беспроводную термостат, который обменивается данными с вашим домашним интернет-маршрутизатором, делая можно настроить отопление или горячую воду с помощью смартфона приложение или веб-браузер; Термостат Nest Learning Thermostat, дом конкурентов система термостата, более сложная, но может управляться app аналогичным образом.Piper, система управления домом и безопасности, идет еще дальше: он соединяет целый ряд датчиков и сигнализаций с веб-интерфейс, чтобы люди могли контролировать свои дома и управлять ими, когда они на работе или в отпуске.

Даже печально известный интернет-холодильник начинает появляться, хотя в довольно замедленной съемке. В период с 2014 по 2019 год Amazon тестировал систему под названием Dash, с портативным сканером, с помощью которого можно проводить пальцем по продуктам, чтобы переупорядочивайте вещи, когда запасы заканчиваются. Связанная идея заключалась в том, чтобы наклеить простые подключенные к Интернету «кнопки-тире» вокруг вашего дома, чтобы вы могли используйте, чтобы изменить порядок вещей одним щелчком мыши.

Так или иначе, все крупные компании, работающие в сфере цифровых технологий, исследуют варианты Интернета вещей. У Apple есть HomeKit (который превращает iPod и iPhone в контроллеры умного дома) и HealthKit (который позволяет вам следить за своим здоровьем и фитнесом, и, если вы желаете, поделитесь данными с вашим врачом или больницей через приложение для смартфона). У Google есть Home and Fit, что позволяет людям отслеживать и анализировать данные об упражнениях, полученные с носимых датчиков и трекеров разработан целым рядом компаний-партнеров.Samsung, ведущий производитель смартфонов и бытовой техники, видит большой возможность связать два в системе под названием SmartThings Центр. Также считается, что Microsoft работает над системами умного дома. связан с его трекером движения Kinect и игровой системой Xbox. А у Amazon есть Алекса.

Хорошие и плохие баллы

Достаточно легко увидеть преимущества мира, в котором мы соединяемся, контролировать и анализировать вещи гораздо более разумно. Естественный мир прекрасно обходится без организации сверху вниз, координация и контроль, но наша планета, где доминируют люди, с более чем 7 миллиардами человек, страдающих от таких проблем, как бедность, болезни и надвигающиеся экологические проблемы, такие как изменение климата, вероятно, не может позволить себе роскошь несчастного, хаотичного самоорганизация намного дольше.Преимущества отслеживания и Некоторым людям сложно организовать вещи; даже так, критики указывать на столь же очевидные риски, связанные с наблюдением за людьми и вещами, так много ближе. Все ли мы хотим, чтобы наши машины постоянно отслеживались? Делать мы хотим, чтобы продуктовые магазины знали о том, что мы греем, даже больше, чем они уже знают? Мы хотим, чтобы наши дома были упакованы с датчиками, которые постоянно следят за нами? Есть все виды вопросы конфиденциальности, безопасности и этики, которые необходимо рассмотреть, прежде чем мы получим где-то рядом с технологическими трудностями создания чего-то такого всеобъемлющего Интернета вещей.

Фото: Впереди проблемы с конфиденциальностью? Будет ли Интернет вещей разработан для отслеживания и отслеживания вещей? превратить в идеальный инструмент для слежки за людьми?

Учитывая, что большая часть технологий уже существует, вы можете подумать создание Интернета вещей — действительно довольно простая задача, но собрать все вместе, вероятно, будет намного сложнее. Один проблема в том, что вся концепция была разрекламирована как массовая коммерческие возможности, поэтому многие компании спешат разрабатывать и продавать конкурирующие технологии.Это вызывает немедленное трудность заставить конкурирующие системы разговаривать друг с другом. Если я куплю умная система отопления дома от одной коммунальной компании, смогу ли я управлять им с помощью приложения для смартфона другой компании, если я решу через пару лет переключить коммунальные службы? Если я куплю себе амазонку сканер продуктов, смогу ли я когда-либо заказывать продукты только на Amazon? Или мне придется заказывать разные сканеры для каждой компании? Я покупаю у? В то время как такие компании, как Amazon и Apple, печально известны тем, что «закрытый» (или «огороженный») подход к своей продукции и услуги (например, вы можете читать только электронные книги Kindle, продаваемые Amazon, на считывателе Amazon Kindle), конкуренты, такие как Google и Samsung — заметные поборники «открытых» стандартов.Ли преобладают закрытые, открытые или смешанные системы, вероятно, будет отличная неуверенность потребителей в том, что с чем работает, и есть реальный риск того, что Интернет вещей на практике распадется на множество сильно разрозненных систем — множество Интернетов вещей, — которые мало или совсем ничего общего.

Это не так уж удивительно, когда Интернет вещей так широко распространен. определил, что вся идея граничит с бессмысленным. Недавний В брифинге британского правительства он описывается как «экосистема», связывает кого-либо, любой бизнес или услугу, через любой путь или сеть, ко всему, в любое время и в любом месте — другими словами, определяет это так в целом, он включает в себя абсолютно все.Это полезно идея? Есть ли что-то большее, чем самая поверхностная связь между больницей, которая может удаленно контролировать пожилых пациентов, и отечественный холодильник, который может повторно заказывать молоко? Имеет ли это вообще смысл связать такие разрозненные идеи вместе, если все, что мы на самом деле говорим, что все должно иметь возможность взаимодействовать, полагаясь на общие систем и стандартов в максимально возможной степени? Другими словами, Ваша больница когда-нибудь захочет или будет нуждаться в общении с вашим холодильником?

Хотя часто рекламируется как средство повышения эффективности и экономия времени и денег, нет никакой гарантии, что Интернет вещей обеспечит экономию затрат, энергии или эффективности.Делает ли возможность управлять отоплением дома с работы больше? или меньше вероятно, что вы сэкономите энергию? Вы просто перемешаете энергии вокруг и использовать ее в другое время? Почему ты не можешь уйти работа интеллектуального электронного термостата (совершенно надежного и эффективная технология, которую мы все использовали десятилетиями)? Кто сказал, что вы можете делать это со своего смартфона лучше, чем с компьютеризированного программист может сделать это из дома? Чтобы использовать другой пример, отслеживать посылки все путь от склада до вашего порога — но действительно ли вам нужно знаете что-нибудь, кроме даты, когда они наконец приедут? Каждый дополнительная мощность компьютера, которую мы используем для управления, мониторинга и вообще возиться с Интернетом вещей — это лишняя энергия для потребления миром.Облачные вычисления обеспечивают Интернет вещей, который уже является одним из крупнейших и наиболее быстрорастущие формы потребления энергии. Есть очень реальный риск это далеко не помогает нам сокращать ресурсы и больше использовать энергию широко, Интернет вещей просто добавит еще один ненужный слой микроменеджмента поверх того, что мы уже делаем — увеличение мировой энергии расход в целом. Очень показательно, что данные из американских домов показывает стабильно растущее потребление энергии на , несмотря на значительные улучшения в сокращении энергопотребления и значительные сокращения в энергии, необходимой для основных вещей, таких как отопление дома.

Технология умного дома широко доступна уже несколько десятилетий, но, до сих пор в значительной степени не удалось захватить воображение людей или взлететь в действительно большой степени. Будет делать ребрендинг — затаив дыхание, рекламируя его как «Интернет вещей» — сделает какая разница? Домашние мониторы электрической энергии существуют уже лет, например, и, кажется, предлагают очень убедительные преимущества экономит деньги , но они все еще недостаточно используются. Умный помимо домов, есть очень веские причины для бизнеса и государственные службы для инвестирования в технологии Интернета вещей, особенно если они могут продемонстрировать реальные выгоды, затраты или энергию для клиентов сбережения или другие веские причины для этого.Но был ли Интернет вещей делает жизнь лучше или просто контролируется на микроуровне. видимый. Библиотеки и супермаркеты — прекрасные примеры: они используют больше технологии и нанимают меньше людей, чем когда-либо прежде, но они служат нам лучше, и нравятся ли они нам больше или меньше, чем раньше? Многие библиотеки заменили дружелюбных и полезных библиотекарей автоматизированными кассы самообслуживания просто для сокращения расходов; и не все это увидят как аванс. Произойдет ли революция в наших домах с помощью Интернета вещей? офисы и транспортные системы, что делает все лучше организованным и более рентабельно? Поможет ли Интернет нам контролировать ситуацию более эффективно или просто изменит людей в «вещи», которые можно связывать, анализировать и отслеживать?

Узнать больше

Статьи

Эти две общие статьи предлагают альтернативные, достаточно нетехнические обзоры:

• Интернет вещей и рост межсетевого взаимодействия Стивен Орнес, PNAS, Vol.Октябрь 2016 г., 113, № 40, с. 11059–11060.
• Интернет вещей Нила Гершенфельда, Раффи Крикориана и Дэнни Коэна. Scientific American, Vol. 291, № 4, октябрь 2004 г., стр. 76–81.

Книги

Отчеты

Что такое домашняя автоматизация и как она работает?

До недавнего времени автоматизированное централизованное управление общестроительными системами применялось только в больших коммерческих зданиях и дорогих домах. Автоматизация здания, как правило, включающая только системы освещения, отопления и охлаждения, редко предоставляла больше, чем базовые функции управления, мониторинга и планирования, и была доступна только из определенных контрольных точек в самом здании.

Домашняя автоматизация — это шаг к тому, что называется «Интернетом вещей», в котором все имеет назначенный IP-адрес и может контролироваться и быть доступным удаленно.

Неудивительно, что автоматизация — одна из двух основных характеристик домашней автоматизации. Автоматизация относится к способности программировать и планировать события для устройств в сети.

Программирование может включать команды, связанные со временем, например, включение или выключение света в определенное время каждый день.Он также может включать незапланированные события, такие как включение всего света в вашем доме при срабатывании сигнализации вашей системы безопасности.

Другой важной характеристикой современной домашней автоматизации является удаленный мониторинг и доступ. В то время как ограниченный объем одностороннего удаленного мониторинга был возможен в течение некоторого времени, только с появлением смартфонов и планшетов у нас появилась возможность по-настоящему подключаться к нашим домашним сетям, пока нас нет.

Даже простые уведомления можно использовать для выполнения многих важных задач.Вы можете запрограммировать свою систему так, чтобы она отправляла вам текстовое сообщение или электронное письмо всякий раз, когда ваша система безопасности регистрирует потенциальную проблему, от предупреждений о суровой погоде до предупреждений детектора движения и пожарной сигнализации.

Вы также можете получать уведомления о более обыденных событиях, таких как программирование вашего «умного» замка входной двери, чтобы вы знали, когда ваш ребенок вернется домой из школы.

Настоящее практическое управление появляется, когда вы начинаете взаимодействовать с системой домашней автоматизации из удаленного приложения. Помимо постановки и снятия с охраны вашей системы безопасности, вы можете перепрограммировать расписание, блокировать и разблокировать двери, перезагружать термостат и регулировать свет со своего телефона из любой точки мира.

Поскольку производители постоянно создают все больше и больше «умных» устройств и устройств, возможности домашней автоматизации практически безграничны.

Какие вещи могут быть частью системы домашней автоматизации? В идеале все, что можно подключить к сети, можно автоматизировать и управлять удаленно. В реальном мире (за пределами исследовательских лабораторий и домов богатых и знаменитых) домашняя автоматизация чаще всего соединяет простые бинарные устройства. Сюда входят «включаемые и выключаемые» устройства, такие как освещение, розетки и электронные замки, а также такие устройства, как датчики безопасности, которые имеют только два состояния: открытое и закрытое.

Где домашняя автоматизация становится по-настоящему «умной», так это в устройствах с доступом в Интернет, которые подключаются к этой сети и контролируют ее. Классическим блоком управления является домашний компьютер, для которого были разработаны многие из более ранних систем домашней автоматизации.

Сегодняшние системы домашней автоматизации с большей вероятностью будут распределять управление программированием и мониторингом между выделенным домашним устройством, например панелью управления системы безопасности, и удобным интерфейсом приложения, к которому можно получить доступ через подключенный к Интернету ПК или смартфон. или планшет.

Производители выпустили широкий спектр «умных» устройств, многие из которых обладают инновационными функциями, но лишь немногие из них предлагают такую ​​интеграцию, которая необходима для того, чтобы стать частью полной системы домашней автоматизации. Большая часть проблемы заключалась в том, что у каждого производителя свое представление о том, как эти устройства должны быть подключены и управляться.

Итак, хотя у вас может быть «умный» телевизор, стиральная машина, холодильник, термостат, кофеварка или любое другое домашнее устройство с выходом в Интернет, имеющееся на рынке, конечным результатом обычно является отдельная схема управления для каждого устройства.

В ближайшем будущем домашняя автоматизация может быть стандартизирована, чтобы мы могли по-настоящему воспользоваться всеми этими дополнительными возможностями. В настоящее время поставщики услуг домашней безопасности, специализирующиеся на домашней автоматизации, сосредоточили свое внимание на наиболее важных и полезных частях подключенного дома.

На базовом уровне это означает двери и окна, а также устройства окружающей среды (термостат, детекторы дыма, датчики температуры, влажности, огня и углекислого газа), которые обеспечивают вам безопасность и комфорт.

Для дополнительной безопасности, удобства и контроля в реальном времени системы домашней автоматизации от поставщиков услуг безопасности также должны включать опции для видеокамер. С помощью лучших систем вы также сможете включить освещение и отдельные электрические розетки в свой пакет домашней автоматизации.

Одним из явных преимуществ домашней автоматизации является непревзойденный потенциал экономии энергии и, следовательно, экономии средств. Ваш термостат уже является «умным» в том смысле, что он использует температурный порог для управления системой отопления и охлаждения дома.

В большинстве случаев термостаты также можно запрограммировать на различные целевые температуры, чтобы снизить потребление энергии до минимума в те часы, когда вы вряд ли получите выгоду от нагрева и охлаждения.

На самом базовом уровне домашняя автоматизация расширяет возможности программирования по расписанию до освещения, чтобы вы могли согласовать потребление энергии с вашим обычным ежедневным графиком. Благодаря более гибким системам домашней автоматизации электрические розетки или даже отдельные устройства также могут автоматически отключаться в течение дня, когда они не нужны.

Как и в случае с изолированными устройствами, такими как термостаты и спринклерные системы, расписание может быть дополнительно разбито, чтобы в некоторых случаях различать выходные и даже сезоны года.

Установить расписание полезно, но многие из нас придерживаются разных часов изо дня в день. Затраты на электроэнергию можно еще больше снизить, запрограммировав «макросы» в систему и управляя ею удаленно, когда это необходимо. Другими словами, вы можете настроить событие «возвращение домой», которое включает свет и отопление, например, когда вы едете домой после работы, и активировать все это одним касанием на смартфоне.

Напротив, мероприятие «уход из дома» может уберечь вас от траты энергии на забытые светильники и приборы после того, как вы уйдете на день.

Мы все заняты, и домашняя автоматизация может немного облегчить вам жизнь. Двумя ведущими поставщиками средств домашней автоматизации являются ADT и Vivint, оба из которых предлагают различные функции, которые могут сэкономить ваше время и деньги.

Настройка оборудования — IBM Developer

Дата архивации: 2021-07-15

Домашняя автоматизация везде!

Но что такое домашняя автоматизация? Одна вещь, которую я узнал во время работы над этим проектом, — это то, что существует множество определений термина «Домашняя автоматизация». Для меня это означает использование технологии Интернета вещей для удаленного управления домашними задачами, которые я обычно выполняю вручную.

Например, вместо того, чтобы подойти к лампе в гостиной, протянуть руку и включить ее, я могу включать и выключать свет из любого места, где есть контроль доступа, независимо от того, используется ли это панель где-нибудь в моем доме. или на моем компьютере, или на другом конце земного шара с помощью моего смартфона.

Это определение звучит аккуратно, но на практике система домашней автоматизации представляет собой сложную симфонию компонентов от разных производителей, которые должны быть скомпонованы для выполнения функций системы. Компоненты должны понимать общий набор протоколов — для этого проекта только один, кодирование OOK / ASK, которое использует полосу частот 433,92 МГц — для того, чтобы ими можно было управлять, сообщать о состоянии и в целом быть частью системы домашней автоматизации в качестве целое.

Одна из основных претензий к нынешнему ландшафту домашней автоматизации заключается в том, что различные устройства «фрагментированы».«Обычно устройства от разных производителей и часто используют разные протоколы. Эти различия вызывают головную боль у системных интеграторов домашней автоматизации, которым приходится решать вопрос, как соединить эти фрагментированные компоненты вместе, чтобы обеспечить удобство работы домовладельцев.

Хотя я не буду вдаваться в подробности этого вопроса как таковой , вы должны знать, что при покупке устройств Интернета вещей они могут плохо работать вместе. Итак, я тщательно выбрал устройства для этого урока, потому что я тестировал их сам и знаю, что все они работают вместе.Обязательно внимательно следуйте инструкциям, и, если вы не знаете, что делаете, не отклоняйтесь от моего списка деталей в этом руководстве.

В этом руководстве большинство основных разделов начинается с короткого видео (<7 минут), в котором я демонстрирую концепции устройств IoT. Текст раздела содержит подробные объяснения и рисунки, объясняющие концепции, которые я пытаюсь передать в этом разделе. Там, где это имеет смысл - и поэтому текст в разделе выглядит лучше - видео будет в конце раздела.Дело в том, что это руководство содержит текст, рисунки и видео, которые сплетены вместе, чтобы попытаться погрузить вас в технологию, чтобы у вас был лучший опыт обучения. Надеюсь, мне это удалось.

Что вы построите в этой серии

Вы построите каркас системы дистанционного управления, а не полную систему домашней автоматизации. Но когда вы закончите проект, вы будете вооружены знаниями (и, надеюсь, стремлением), чтобы продвинуться дальше, если захотите.

Созданный вами проект будет управлять набором устройств IoT, в том числе:

• Умные розетки
• Домашняя сигнализация

Вы будете управлять обоими этими устройствами IoT со смартфона Android, работающего под управлением операционной системы Android (или через эмулятор Android, если у вас нет смартфона Android).

Оборудование

Аппаратные компоненты системы:

• Raspberry Pi 3, модель B, версия 1.2, который является компьютером IoT, который будет управлять устройствами, составляющими систему домашней автоматизации
• Модули приемника и передатчика 433 МГц, которые принимают и передают сигналы в систему
• Беспроводные электрические розетки, которые прослушивают сигналы включения / выключения в диапазоне 433 МГц и реагируют соответствующим образом
• Беспроводная домашняя сигнализация с датчиками окон и дверей, которые контролируются и сообщают о состоянии с помощью сигналов в полосе частот 433 МГц.

В этой части серии руководств вы настроите оборудование.

Программное обеспечение

Программные компоненты системы:

• Операционная система Raspbian (выпуск Stretch), которая работает на вашем Raspberry Pi 3.
• Различные утилиты для работы с Pi и модулями РЧ приемника и передатчика: Wiring Pi, библиотека с открытым исходным кодом, которая используется для доступа к контактам GPIO на Raspberry Pi. rc-switch, которая представляет собой низкоуровневую библиотеку C ++ для управления оборудованием 433 МГц, которое работает на различных платформах, включая Raspberry Pi. 433Utils, который использует rc-switch и wiringPi для связи с радиоприемником и передатчиком
• Проект домашней автоматизации, представляющий собой высокоуровневый код, запускающий саму платформу домашней автоматизации.В части 2 вы напишете большую часть этого кода самостоятельно, но не волнуйтесь, я предоставил полное решение на GitHub, если вы застрянете (или просто захотите пропустить).
• Android Studio. Хотя вы можете загрузить приложение для домашней автоматизации из Google Playstore, вы также можете загрузить его исходный код с GitHub и загрузить его в Android Studio. Или, если у вас нет устройства Android, вы можете запустить код приложения в эмуляторе Android. В любом случае я познакомлю вас с исходным кодом, а Android Studio — это IDE, которую вы будете использовать.

Вы настроите все программное обеспечение во второй части серии руководств (кроме Raspbian Stretch, которую вы настроите позже в этой части серии).

IBM Cloud

И последнее (но не менее важное) — это служба IBM Cloud (платформа Watson IoT), которую вы будете использовать для безопасного подключения вашей платформы домашней автоматизации и различных подключенных к ней устройств («вещей») к Интернету.

Используя платформу Watson IoT, вы можете безопасно подключить Raspberry Pi к Интернету и управлять всем этим с помощью магии транспорта очереди сообщений (Message Queue Telemetry Transport, MQTT) (ладно, это не волшебство, но — это очень круто, а Стандарт ISO).

Я покажу вам, как определить ключ API, который нужен приложению Android, и идентификатор устройства для Raspberry Pi. Я также покажу вам, как подключить Raspberry Pi, на котором работает ваша система домашней автоматизации, к платформе Watson IoT. Затем я покажу вам, как управлять системой домашней автоматизации через приложение Android как с устройства Android, так и с помощью эмулятора Android.

Вы узнаете, как подключить систему домашней автоматизации через IBM Cloud к приложению Android в части 3 серии руководств.

Список запчастей

Я люблю проекты DIY, но нет ничего более раздражающего для меня, чем работа над действительно крутым проектом, только чтобы обнаружить на полпути, что автор не использовал части, изображенные на иллюстрациях, или, что еще хуже, использует части, которые больше недоступно!

Все части в этом списке легко доступны на Amazon.com, и я сам использовал их в этом проекте. Вы можете заменить детали, если у вас возникнут проблемы с их получением на Amazon, но постарайтесь как можно точнее придерживаться приведенного ниже списка деталей, иначе у вас могут возникнуть проблемы.

Ниже вы найдете таблицу, в которой вы найдете тех же деталей , которые я использую в проекте. И, как я уже сказал, все запчасти доступны на Amazon, поэтому вы сможете заказать их практически из любой точки мира.

Таблица 1. Список деталей

Стоимость проекта (ориентировочная): 125 долларов США.

Обратите внимание на эти примечания о деталях в этом списке деталей:

• Части 2 и 3 : заказывать именно эти модели не обязательно (например, они могут быть недоступны или Amazon отсутствует на складе).Однако убедитесь, что все, что вы заказываете, использует кодирование OOK / ASK в полосе частот 433,92 МГц и имеет пульт дистанционного управления (чтобы вы могли фиксировать частотное кодирование и длину импульса, о которых я подробно расскажу в части 2 настоящего документа). серии).
• Часть 4 : Вам не нужно использовать коммутационную плату. Если у вас уже есть перемычки «мама» / «папа», вы можете напрямую подключить контакты GPIO Raspberry Pi к макетной плате. Но коммутационная плата значительно упрощает работу с контактами GPIO на Pi, и вам в любом случае потребуются перемычки и макетная плата, так что комплект Кумана — отличное предложение.
• Часть 5 : Если вы не заказываете комплект из 6 модулей приемника / передатчика, убедитесь, что вы заказываете по крайней мере по два из каждого, потому что нет ничего более разочаровывающего, чем заказ одной из этих дешевых частей только для того, чтобы обнаружить, что у вас есть один из 1% или около того, это DOA. (К тому же у вас будут запасные части для всех других проектов DIY 433-МГц, которые вы захотите сделать, когда закончите эту серию!)
• Часть 6 : Вам не обязательно использовать бренд SanDisk (например, я с большим успехом использовал флэш-накопители Samsung micro SD), но карта действительно должна быть SD-картой micro или он не влезет в ваш Raspberry Pi! Диск также не обязательно должен быть 16 ГБ, но я рекомендую вам использовать карту не менее на 16 ГБ.И, , убедитесь, что ваша карта micro SD поставляется с адаптером .
• Part 7 : Антенны для 433 МГц не являются обязательными, но я рекомендую вам заказать их и использовать одну в своем модуле передатчика, чтобы увеличить дальность действия на несколько метров. Вы увидите на иллюстрациях и видео, в которых я их использую.

И последнее замечание: я предполагаю, что у вас есть USB-клавиатура и мышь, а также внешний дисплей с разъемом HDMI. Эти компоненты понадобятся вам для работы с Raspberry Pi.Если нет, прочтите документацию, в которой показано, как выполнить «безголовую» настройку Raspberry Pi, что означает «вы управляете им по сети». Однако для вам понадобится кабель Ethernet для первоначальной установки.

Настройте Raspberry Pi 3

Теперь, когда у вас есть все необходимые детали, пора настроить Raspberry Pi 3, который будет управлять всеми устройствами в вашем доме.

Возьмите диск Micro SD на 16 ГБ (деталь № 6) и приготовьтесь установить на него (или флэш-память ) образ ОС Raspbian.После этого вы вставите карту в слот для микро SD на Pi, подключите внешний монитор, клавиатуру и мышь и загрузите Pi в первый раз.

Не любите скучный текст и снимки экрана? Я понял. Как насчет видео? Или почему бы не использовать их оба?

Если вы знакомы с записью образов ОС на носители micro SD, вы можете пропустить этот раздел.

Для создания загрузочного образа ОС на карте micro SD вы воспользуетесь Etcher. Это очень просто и интуитивно понятно.Если вы хотите использовать другой инструмент, решать вам, но, следуя инструкциям ниже (и в следующем видео), я воспользуюсь Etcher.

Скачать изображение Raspbian Stretch

Прежде чем вы сможете создать образ Raspbian на карте micro SD, вы должны загрузить образ на свой компьютер. Перейдите на страницу загрузки Raspbian и выберите RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP, что даст вам красивый графический интерфейс для работы после того, как ваш Raspberry Pi будет запущен и работает.

Изображение немного больше, чем образ «Lite», но графический интерфейс полностью оправдывает дополнительное время, необходимое для загрузки.

Загрузка изображения займет несколько минут даже при быстром подключении, так что наберитесь терпения. После завершения загрузки обязательно проверьте контрольную сумму SHA. На рисунке 1 показана контрольная сумма SHA-256 для образа Raspbian Stretch с рабочим столом.

Рисунок 1. Страница загрузки Raspbian Stretch с рабочим столом

Чтобы проверить контрольную сумму в MacOS, откройте окно терминала, перейдите в каталог, в который вы загрузили образ, и выполните команду:
shasum -a 256 2017-11-29- распбиан-стрейч.почтовый индекс

Вы увидите результат, аналогичный следующему:

 
 $ shasum -a 256 ~ / Downloads / 2017-11-29-raspbian-stretch.zip
 64c4103316efe2a85fd2814f2af16313abac7d4ad68e3d95ae6709e2e894cc1b /Users/sperry/Downloads/2017-11-29-raspbian-stretch.zip
 $