Start af et smart hjem - Projeto Final: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

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 og 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.

Trin 1: Materias Necessários

1. Placer DragonBoard.
2. 96Boards Linker Mezzanine
3. Sensor de luminozidade (LDR) er acompanha og Linker Mezzanine.
4. Temperatursensor som ledsager og 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.

Trin 2: Sensorer, Atuadores E Conexões

1. Linker Mezzanine:

Será nødvendigár conectar a placa Mezzanine and dragonboard. For detaljer, konsulentlink

2. Sensor luminosidade (LDR)

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

3. Sensor de Temperatura

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. Til detaljer om teksten: 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 systemema de A/C.

6. LED

O LED er et sæt til sæt fra Linker Mezzanine og deverá ser conectado på entrada D4. O LED -repræsentation af et system til iluminação de uma casa, der kan bruges som intern eller intern ekstern, som en iluminação de um jardim. Foi adicionado um resistor de 10k ohm em sério com o já existente para diminuir a corrente utilizada pelo system, ja 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 photo 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 næste projeto foi um N/A (normalment aberto). Der er en sensor, der kan registrere en sensor. Der kan bruges en sensor eller en rapport, der er i stand til at fungere.

Trin 3: Aplicativo Para Controle Remoto

O aplicativo foi desenvolvido com o Ionic Framework, https://ionicframework.com/. Det er nødvendigt, at du downloader og installerer det ultimative.

O aplicativo irá se comunicar (ler e atualizar os dados) com en 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. Assim que a temperatura da casa estiver maior do que a temperatura de acionamento, o A/C será ligado e permanentecerá ligado até a temperatura abaixar em 2 graus da tempreatura definida. Eksempelvis kan der overvejes en temperatur på 23 grader. Når temperaturen i indersiden er 24 grader, kan der bruges en A/C -temperatur og en temperatur på 20 gram, som kan bruges. Depois o ciclo se repetirá.

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

- Temperatura é 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 en cloud AWS e atualização do app.

Trin 4: Criando Uma "coisa" Na AWS IoT

Para fazer o opsætning af IoT og AWS, og vi kan også fortælle følgende:

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

2) Klik "opret en ting" og então, "Opret en enkelt ting". Klik på Næste.

3) Klik derefter på "Opret en ting uden certifikat". Nesse -vejledning til, hvordan vi kan bruge certifikater til spørgsmål, der kan bruges som anbefalinger til brug af IoT som certifikater.

4) Nesse momento, sua "coisa" já estará criada. Klik no 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 and atualização dos dados a serem enviados para a Could, assim como é uma ótima ferramenta para troubleshooting. No código em Python que será apresentado em breve, foram utlizados alguns destes tópicos. Der vises også en "skygge", der kan informeres om, at Dragonboard -refletida kan bruges til AWS Cloud.

Trin 5: Programa Em Python

Som beskrevet i bibliotecas serão necessárias para a execução do programa:

import spidevimport tid import logning import json import argparse

fra libsoc import gpio

fra tid import søvn fra datetime import dato, datetime fra gpio_96boards importer GPIO fra AWSIoTPythonSDK. MQTTLib import AWSIoTMQTTClient fra AWSIoTPythonSDK. MQTTLib

Segue abaixo código completeo to programa:

import spidevimport tid import logning import json import argparse

fra libsoc import gpio

fra tid import søvn fra datetime import dato, datetime fra gpio_96boards importer GPIO fra AWSIoTPythonSDK. MQTTLib import AWSIoTMQTTClient fra AWSIoTPythonSDK. MQTTLib import AWSIoTMQTTShadowClient

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

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

pins = ((GPIO_CS, 'out'), (KNAP, 'ind'), (RELE, 'ud'), (LED, 'ud'),)

def setdevices (deltaMessagePython):

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

##### AC

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

hvis Rele_Status == 0:

gpio.digital_write (RELE, GPIO. LOW)

##### Sistema de Iluminacao

hvis Led_Status == 1: gpio.digital_write (LED, GPIO. HIGH) hvis 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 ": {" ønsket ": {" 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 kørsel (gpio):

system_status = 1

mens det er sandt:

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 () hvis system_status == 1: værdi = readadc (gpio) udskriver "SYSTEM_STATUS %d" %system_status time.sleep (3)

klasse shadowCallbackContainer:

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

# Custom Shadow callback

def customShadowCallback_Delta (self, payload, responseStatus, token): print ("Modtog en delta -meddelelse:") ### payload update script payloadDict = json.loads (payload) deltaMessage = json.dumps (payloadDict ["state"]) print "DELTA MESSAGE %s" %deltaMessage ### Anmodning om opdatering af den rapporterede tilstand 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

######## Tingdefinition

# AWS IoT -certifikatbaseret forbindelse

myMQTTClient = AWSIoTMQTTClient ("DBpyAWS1116") myMQTTClient.configureEndpoint ("a28rqf8gnpw7g.iot.us-west-2.amazonaws.com", 8883) myMQTTClient.configureCredentials ("/CA/root/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/"/home/, "/home/linaro/shared/AWS/" SUA CHAVE "-private.pem.key", "/home/linaro/shared/AWS/" SEU CERTIFICADO "-certificate.pem.crt") myMQTTClient.configureOfflinePublishQueueing (- 1) # Uendelig offline Udgiv kø i myMQTTClient.configureDrainingFrequency (2) # Dræning: 2 Hz myMQTTClient.configureConnectDisconnectTimeout (10) # 10 sec myMQTTClient.configureMQTTOperationTimeout (5) # 5 secTCTC) og publicer my. MilTilKlientMinTilKlientMinTilKlientMinTilKlientMinTilkobling coisajsb "," forbundet ", 0)

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

######## Skygge definition

# Init AWSIoTMQTTShadowClient

myAWSIoTMQTTShadowClient = Ingen myAWSIoTMQTTShadowClient = AWSIoTMQTTShadowClient ("DBpyAWS1116") myAWSIoTMQTTShadowClient.configureEndpoint/online/signon/signon/signon/status/8/signon/signon/signon/signon/signon/signon/stjernetilbage 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.

# Opret forbindelse til AWS IoT

myAWSIoTMQTTShadowClient.connect ()

# Opret en enhedsskygge med vedvarende abonnement

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

# Lyt til deltaer

deviceShadowHandler.shadowRegisterDeltaCallback (shadowCallbackContainer_Bot.customShadowCallback_Delta)

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

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

hvis _name_ == "_main_":

med GPIO (pins) som gpio: kør (gpio)

Trin 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 eventuel fejlfinding, anbefalings-brug af en funktionalitet MQTT Client TEST til AWS, onde é possibler 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 …