فئات: مقالات مميزة » أتمتة المنزل
مرات المشاهدة: 56774
تعليقات على المادة: 6
باستخدام التوت بي لأتمتة المنزل
منذ حوالي عامين ، أطلقت مؤسسة Raspberry Pi Foundation جهازًا مثيرًا للاهتمام إلى حد ما - جهاز كمبيوتر أحادي اللوح ، حجمه أكبر قليلاً من بطاقة بلاستيكية بنكية بسعر جذاب للغاية. اكتسبت الجدة على الفور شعبية هائلة ، وتمتد خط أوامر مسبقة لذلك لعدة أشهر.
تم تقديم Raspberry Pi في مستويين قصيرين: النموذج "A" والنموذج "B". تم تجهيز كلا الإصدارين بمعالج Broadcom BCM2835 ARM11 بتردد ساعة يبلغ 700 ميجاهرتز ووحدة ذاكرة الوصول العشوائي 256 ميجابايت / 512 ميجابايت. الطراز "A" مزود بمنفذ USB 2.0 واحد ، والطراز "B" - مع اثنين. يحتوي الطراز "B" على منفذ Ethernet. يتضمن المعالج BCM2835 أيضًا مجموعة الرسومات الأساسية. يتم إخراج الفيديو من خلال موصل RCA مركب أو من خلال واجهة HDMI الرقمية.
يوجد نظام الملفات وصورة kernel وملفات المستخدم على بطاقة ذاكرة SD أو MMC أو SDIO. الميزة الأكثر جاذبية في Raspberry Pi هي استهلاكها المنخفض للطاقة (5V / 700mA) ، وجود منافذ GPIO I / O مع واجهات I2C و SPI و UART ، بالإضافة إلى القدرة على العمل عن بُعد عبر Ethernet.
حاليًا ، يتم إصدار طراز "B" فقط مع دعم 512 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي والإيثرنت. بالإضافة إلى ذلك ، ظهرت نسخة جديدة للبيع ، والتي تختلف عن الطراز السابق "B" في ترتيب أكثر إحكاما للمكونات ، ووجود 4 منافذ USB ، وزيادة في عدد منافذ الإدخال / الإخراج GPIO وعدم وجود إخراج فيديو مركب. يظهر الشكل "B" والنموذج الجديد للكمبيوتر Raspberry Pi في الشكل. 1
التين. 1
لماذا يمكنني استخدام مثل هذا الجهاز؟ بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن Raspberry Pi هو ، على الرغم من أنه ليس قوياً للغاية ، ولكنه في نفس الوقت جهاز كمبيوتر متكامل. من خلال توصيل الشاشة ولوحة المفاتيح والماوس بها وتثبيت أي مجموعة توزيع لنظام التشغيل Linux ، يمكن استخدامه كجهاز كمبيوتر سطح مكتب لحل المهام التي لا تتطلب موارد حاسوبية قوية.
يعتبر Raspberry Pi مناسبًا تمامًا للاستخدام كخادم وسائط منزلية أو خادم تخزين أو عقل الروبوت أو الجهاز أو خادم أتمتة المنزل (أو ما يسمى "المنزل الذكي").
تسبب ظهور Raspberry Pi على الفور في إثارة حول هذا الجهاز. عندما هدأت المشاعر قليلاً ، وظهر للبيع مجانًا بتكلفة مناسبة ، قررت التعرف على هذا الكمبيوتر الصغير بشكل أفضل. بالنسبة لي ، كان Raspberry Pi مهتمًا بشكل أساسي من وجهة نظر استخدامه في نظام التشغيل الآلي للمنزل ، الذي كانت فكرته "ناضجة" لفترة طويلة وتتطلب تنفيذًا عمليًا.
أستخدم مصطلح "أتمتة المنزل" لأني لا أحب بشدة تعبير "المنزل الذكي". لا ، لا حرج في مصطلح "المنزل الذكي" ، لكن هذا المفهوم تم تحريفه مؤخرًا.
يعد المنزل الذكي نظامًا "متعدد الدوائر" معقدًا ، بالإضافة إلى تنفيذ سيناريوهات مختلفة يحددها المستخدم ، يمكن أن يتخذ قرارات مختلفة تبعًا لحالة طوارئ معينة. بمعنى آخر ، إنه نظام "تفكير" (بالطبع ، على مستوى الجهاز). ومؤخراً ، سميت أي شيء باسم "المنزل الذكي" - على سبيل المثال ، إنذار GSM، استشعار تسرب المياه ، التحكم في الإضاءة بواسطة مستشعرات الحركة ، إلخ. نعم ، هذه كلها مكونات منفصلة للمنزل الذكي ، ولكنها ليست المنزل الذكي ككل.
لذلك ، سننظر في هيكل بناء نظام التشغيل الآلي للمنزل باستخدام Raspberry Pi (الشكل 2).
التين. 2هيكل بناء نظام التشغيل الآلي للمنزل باستخدام Raspberry Pi (انقر على الصورة للتكبير)
يتكون نظام التشغيل الآلي للمنزل من خادم مركزي متصل عبر واجهة RS485 مع وحدات تحكم مثبتة في كل غرفة ، وبالتالي ، يتم توصيل أجهزة التحكم والمراقبة والتنظيم والحماية المختلفة بوحدات التحكم.
تتمثل ميزة بنية الشبكة هذه في عدم وجود حاجة لسحب الأسلاك من كل جهاز إلى الخادم ، بل قم بتوصيل وحدات التحكم التي تتصل بها بكبل UTP واحد - يتم استخدام زوج واحد من الأسلاك لواجهة RS485 ، ويتم استخدام الأزواج المتبقية لتشغيل وحدات التحكم و أجهزة الاستشعار. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصور منطق العمل بحيث لا يؤثر فشل أي وحدة تحكم أو حتى خادم مركزي على أداء بقية النظام.
يستخدم التوت بي كخادم مركزي لنظام التشغيل الآلي للمنزل. تم تثبيت خادم ويب عليه ، حيث يمكن للمستخدم من أي جهاز اتصال (الهاتف الذكي ، الكمبيوتر المحمول ، الكمبيوتر اللوحي) من خلال المستعرض تلقي معلومات حول جميع العمليات التي تجري في المنزل ، وبالتالي ، إدارتها. يمكن الحصول على الوصول إلى خادم الويب عن طريق إدخال تسجيل الدخول وكلمة المرور من الشبكة المحلية المنزلية ومن الإنترنت عبر جهاز توجيه Wi-Fi.
يوصل المنفذ التسلسلي UART Raspberry Pi عبر جهاز مطابق عبر واجهة RS485 وحدات التحكم بمجموعة مختلفة من المدخلات / المخرجات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توصيل مودم GSM بـ RS485 للوصول إلى النظام من خلال شبكة الهاتف الخلوي أو الثابت في حالة عدم وجود طريقة للوصول إلى الإنترنت عند نقطة وجود المستخدم. يتم الوصول إلى النظام في هذه الحالة أيضًا عن طريق إدخال كلمة مرور.
جهاز آخر على شبكة RS485 هو وحدة الراديو. والغرض منه هو ربط نظام الأتمتة العام لجميع أجهزة استشعار الراديو وأجهزة التحكم عن بعد الراديو.
حاليًا ، تم تطوير الإصدار الأول من نظام التشغيل الآلي للمنزل باستخدام Raspberry Pi. بالإضافة إلى الخادم المركزي ، فإنه يتضمن عدة أنواع من وحدات التحكم التي تحتوي على واجهة RS485 للاتصال بالخادم:
-
ثمانية قناة تحكم في درجة الحرارة والرطوبة. تتيح لك وحدة التحكم جمع قراءات درجة الحرارة والرطوبة من جهاز استشعار DHT22 واحد وسبع أجهزة استشعار DHT11 ؛
-
منظم درجة حرارة أربع قنوات (ترموستات). يمكن لوحدة التحكم التحكم في 4 أحمال في الوضع اليدوي ووفقًا لمعلمات درجة الحرارة المحددة. يمكن إدخال قيم درجة الحرارة إما مباشرة على وحدة التحكم أو عن بعد عبر واجهة الويب. تسمح لك أوضاع التحكم المباشر والقابل في القناة باستخدام وحدة التحكم للتحكم في التدفئة والتبريد ؛
-
يتم استخدام وحدة الراديو لمحاكاة أجهزة التحكم عن بعد وجمع المعلومات من أجهزة استشعار الراديو. يتيح لك محاكاة ما يصل إلى 5 أجهزة تحكم عن بُعد واستقبال البيانات من 10 أجهزة استشعار لاسلكية ؛
-
تحكم عالمي. لديها 4 مدخلات ومخرجات مستقلة واثنين من المدخلات لتوصيل أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة DHT11 و DHT22.
هناك ستجد أيضًا روابط لوصف تثبيت البرنامج لـ Raspberry Pi ، وكذلك للمواد التي تصف تقنية التصنيع لوحدات التحكم ، والتي تم وصفها أعلاه. أود أن أشير إلى أن هذا المشروع غير هادف للربح تمامًا ، مع وجود مصادر مفتوحة لحلول الدوائر والبرامج والدعم الفني في المنتدى.
ميخائيل تيخونتشوك
31.10.2014
انظر أيضا في هذا الموضوع:الاختلافات بين أورانج بي ولوحات توت العليق بي ، ماذا تشتري؟
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: