|
|
|
Требования и основные архитектурные решения
Требования и основные архитектурные решения
Приступая к этому проекту я исходил из следующих предпосылок:
Для чего нужна дача? - Для того чтобы там отдыхать! Но есть ряд вопросов, которые этому самому отдыху мешают.
1.
Дача находится в ста с лишним километрах от основного места жительства.
Следовательно, со всеми пробками на дорогу надо потратить около двух
часов. При этом погодные условия там и в городе могут значительно
отличаться. А хочется знать до выезда, что тебя ждет там, чтоб решить
глобальный вопрос: ехать или нет.
2. В зимний период приехав на дачу
на выходные приходится всю субботу протапливать замерзший дом, потом
отсыпаться, потом собираться в обратный путь. Где тут отдых? Хочу
приезжать зимой в комфортные условия.
3. Есть категория
неустановленных лиц, которая частенько досаждает дачникам в период их
отсутствия - воры. Хочу иметь некую систему безопасности и оповещения о
несанкционированных действиях третьих лиц, которая могла бы предупредить
меня, охрану снт о вторжении и предоставила бы материал для
правоохранительных органов.
4. Электроэнергия стоит дорого, а в
темноте без света плохо. Нужно компромиссное решение по освещению
помещений дома и участка - освещать надо то место, где присутствуют
люди. Освещение должно включаться только тогда, когда естественного
света не хватает.
5. У Вас никогда не отключали электричество в самый
неподходящий момент? - Это очень неприятно. А если дело происходит
зимой - без искусственного подогрева водопровод замерзнет, баки
разорвет. А это уже проблема серьезная... Хочу иметь резервное питание
на случай отключения электричества.
6. Чтобы минимизировать
последствия из п.5, при получении известия о случившемся надо срочно
собираться в дорогу чтобы слить все жидкости, гадая по пути "а вдруг
все-таки включат" и в половине случаев разворачиваться с пол дороги.
Хочу иметь автоматическую подсистему слива и запуска системы
водоснабжения.
7. Хочу иметь возможность увидеть происходящее на участке на экране компьютера/мобильника.
8. Хочу еще чего-нибудь, пока не знаю чего, но обязательно чтоб легко и просто.
На
основании этих хотелок я в общих чертах прикинул архитектуру системы и
сделал формализацию требований. Итак, система должна быть модульной.
Добавление модуля к системе должно быть максимально простым и
автоматизированным процессом. Недопустима необходимость изменения
каких-либо других компонентов системы для добавления в нее нового
модуля. Связь между модулями - радиоканал. Это позволит избавиться от
прокладки проводов и облегчит добавление к системе новых модулей. Таким
образом система должна представлять собой набор законченных автономных
модулей, связанных между собой в сеть. Архитектура сети - "звезда" -
некий центральный модуль, который опрашивает по некоторому алгоритму(или
по необходимости) периферийные модули, получает с них данные или выдает
указания. Такой подход обеспечит достаточное быстродействие и позволит
использовать более дешевые комплектующие.
Каждый модуль должен представлять собой микроконтроллер с радиомодулем, обвешанный со всех сторон датчиками и исполнительными устройствами. Микроконтроллеры предполагаю использовать семейства Mega производства Atmel. Основание - они достаточно дешевые и я с ними хорошо знаком, их возможностей будет вполне достаточно для реализации задуманного. В целях упрощения будут использоваться не сами микроконтроллеры, а платформа Arduino. Калькулятор показал, что затраты на самостоятельное изготовление и распайку плат сопоставимы с покупкой готовых. Для периферийных модулей предполагается использовать Arduino Nano/Mini/Pro Mini на микроконтроллерах Atmega168/328. На роль центрального модуля предполагается взять Arduino Mega 2560 на микроконтроллере Atmega2560. Радиомодули буду использовать nRF24L01+. Они обеспечивают радиосвязь в диапазоне 2.4гГц на дальность до 100м. Для участка в 8 соток этого должно быть достаточно. При цене около 100р. за штуку - это практически идеальное решение. На случай, если их мощности не хватит или потребуется радиоканал на большее расстояние (около 1 км) можно будет использовать модули HoperF RFM22b. У китайцев на этот случай была найдена сборка atmega328 + rfm22b под именем Orange OpenLRS с ценником до 1000р.
Отдельными модулями предполагается оборудовать каждое помещение дома.
Для обеспечения удаленной связи со мной будет использоваться мобильная связь стандарта GSM. Так я смогу управлять дачей из городской квартиры посредством специальной консоли или посредством обычного мобильника.
Пользовательский интерфейс организуем при помощи TFT панели размером 3 - 7 дюймов. Предполагаемая к использованию панель имеет так же сенсорный экран, так что механические кнопки нам не понадобятся - необходимое количество будем рисовать на экране.
Уличную температуру будем измерять при помощи датчика Oregon THGN132N.
В помещениях температуру и влажность будем измерять датчиком DHT22. DHT11 обеспечивает измерение только в плюсовом диапазоне, а BMP085 достаточно дорогой и менее подходящий для наших целей. Последний я предполагаю использовать в единственном числе для измерения атмосферного давления.
Для целей видеонаблюдения будут использоваться IP-камеры TENVIS IP602W. Это оптимальное для меня сочетание цена/качество/возможности. Камеры будут объединены в сеть по WiFi с центром на роутере Asus N10 или N16. С него же будет обеспечиваться выход в интернет по GSM каналу. Его же функционал будет использоваться для организации локального FTP-сервера и WEB-сервера для доступа к камерам извне.
Предполагается, что ардуины и роутер будут использовать два разных GSM-канала и эти каналы будут дублировать друг друга для повышения надежности.
Помимо видеонаблюдения, контроль периметра и объема помещений должны будут обеспечивать оптические датчики, датчики движения и магнитные датчики Холла.
Датчики движения будут так же использоваться в совокупности с датчиками освещенности для управления искусственным освещением.
Для контроля за наличием энергоснабжения будем использовать датчик переменного тока на 100А. На роль резервного питания в конце подберем какие-нибудь ИБП для персональных компьютеров.
Управление отоплением будем осуществлять при помощи реле и специальных гидроклапанов с электрическим управлением. На том же принципе организуем и систему управления водоснабжением.
|
| Категория: Умный дом | Добавил: Mactep (09.09.2013)
|
| Просмотров: 1522
| Рейтинг: 5.0/1 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
|
| |
