Управление умным домом с телефона. Управление домом с телефона

Здравствуйте, дорогие читатели! Очередная история о том, как менеджер самого среднего звена, сдувая пыль с залежавшихся железок на полке, творит такое, от чего у профессионалов всех мастей боль в глазах. ¡Но, это работает, amigo!

Признаюсь, в этот раз я все хотел сделать правильно. Взял Raspbery Pi с полки. Пирожок тот самый, что я уже использовал в своем роботе-газонокосилке: ссылка на пост и ссылка на другой пост . Взял mosquitto, все должно было работать на mqtt, но от себя никуда не убежишь. Под катом море граблей, велосипедов, плохой пайки, сплошной ад для перфекциониста.


Все началось с желания дополнить мой проект Noorik , который я поставил себе на ворота. Если коротко - это DIY решение для GSM блока открытия ворот.
Для открытия ворот достаточно замкнуть определенные контакты на плате.

Заменил arduino на esp8266 и сделал веб-интерфейс с кнопкой открытия. Это оказалось интересно, но дальше я захотел единый интерфейс для открытия откатных ворот, гаражных секционных ворот и калитки.

Когда я стал расписывать все свои хотелки, оказалось, что мне нужно так же:

  1. система управления котельной
  2. охранная система
  3. мобильный интерфейс к камерам видеонаблюдения
  4. данные о температуре в доме и на улице

Бэкенд

Малинка работала нормально, но при очередном включении просто перестала включаться. Светодиод питания сначала загорается, затем плавно за 3-5 секунд гаснет, сильно греется элемент (polyfuse T075) около гнезда питания. А тут уже руки чесались применить mqtt, блэкджер, пригласить куртизанок и прочие прелести.

Не беда, благо своей участи ждал другой пациент. Orange pi zero в студию. Сколько я не мучился с этим чудом китайской мысли - вдохнуть жизнь в такой маленький пирожок оказалось делом выше моих сил. Я скачивал прошивки на официальном и левых сайтах, я покупал прошивки с рук и обменивал на криптовалюту. Думаю, мне просто попался бракованный образец.

Я понял, что сама судьба толкает меня в объятья велосипедостроительства, и что уж скрывать радость, я окунулся в это занятие с головой.

Первым делом я решил использовать как головное устройство (брокер, сервер) видавший виды смартфон. Знаете эти старые вещи просто так не уходят. Им пользовался я, жена, дочь, потом я управлял с этого смартфона своим роботом-снегоуборщиком , я пытался утопить его в реке (до Москвы-реки я так и не добрался, но в родной Пахре эта труба навела шороху). И вот она - новая жизнь для Samsung Galaxy S3.

Установил на смартфон Palapa Web Server и Ftp-сервер. Идея простая в базе данных MySQL всего три таблицы: values, logs, rules.

  • В таблице values пары ключ/значение.
  • В таблице logs история изменений значений.
  • В таблице rules правила изменения одних ячеек в зависимости от значения в других.
Все это хозяйство обслуживает один скрипт php, который по http запросу записывает или выдает данные из базы, а так же обслуживает правила по расписанию.
Я даже не понимаю какой должен быть уровень программирования, чтобы человек захотел это увидеть, но я готов показать Вам код - пишите в ЛС.

Фронтенд

Не кидайте в меня камни, я признаюсь сам. Я использовал Bootstrap. Да, грешен.
Первоначальной мыслью было обернуть все это через Phonegap и получить полноценное приложение. Скажу больше я так и сделал, но в итоге более работоспособной оказалась online-версия. Себе и жене на телефоне просто сделал ярлык на рабочем столе для открытия нужной странице по внутреннему ip.

Каждый элемент реагирует на событие нажатие + проверяется состояние ajax запросами на сервер и изменяется в случае необходимости. Очень удобно, так как видишь все изменения, которые вступили в силу по правилу или сделаны другим пользователем.
Собственно, код по запросу без проблем.

ESP-8266


Я пробовал разные модули и чистый ESP-8266. В итоге самым удобным вариантом оказался модуль LOLIN V3.

Питание с помощью импульсных блоков питания.

Модули для ворота требовали реле и у меня были опасения, что контактные реле будут срабатывать. В итоге работют и твердотельные и контактные. Проблема с тем, что большое количество модулей даже без маркировки об этом являются low-triggered.

При включении модуля происходит кратковременное открытие, которые приводит к непроизвольному открытию при включении питания. Решается подтяжкой к нулю и объявлением состояния до объявления типа выхода.

DigitalWrite(rele, 1); digitalWrite(rele2, 1); pinMode(rele, OUTPUT); pinMode(rele2, OUTPUT);
В итоге модуль для гаража в сборе выглядит так. PIR-датчик для определения движения аккуратно вгрызан в родную обшивку.

В котельной у меня котел очень простой и ни о какой сложной автоматике и речи не идет.

При этом каждый контур обслуживает отдельный насос.

Последовательно с автоматами были включены реле для управления насосами и котлом.

Аккуратно впихивает все хозяйство в щиток.

Прошивка

Решил использовать для прошивки Arduino IDE, чтобы не связываться с nodemcu и lua. В интернете и на GT в частности огромное количество информации для начинающих.
Из интересного, мне кажется, функция соединения с wifi. Дело в том, что у меня в доме 4 сети wifi и может добавиться. Чтобы жестко не задавать название сети предварительно проводим сканирование доступных сетей.

Код setupWiFi()

void setupWiFi() { WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.disconnect(); delay(100); while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) { int n = WiFi.scanNetworks(); Serial.println("scan done"); if (n == 0) Serial.println("no networks found"); else { Serial.print(n); Serial.println(" networks found"); for (int i = 0; i 20){ break; } } if((WiFi.status() == WL_CONNECTED)){ break; } } } } Serial.println("Connected"); Serial.println(WiFi.localIP()); }


При включенном автоматическом режиме котельной по расписанию проверяется температура на улице и температура теплоносителя.
  • При температуре ниже 14*С включается теплый пол первого этажа.
  • При температуре ниже 4*С включаются все контуры.
Температура теплоносителя выбирается по таблице в зависимости от сечения труб и уличной температуры. При достижении необходимой комнатной температуры котел выключается. Ко всему применен некий гестерезис для сглаживания переходных значений.

Система охраны работает еще проще. В таблице есть правило о том, что при включенной системе охраны, если обнаружено движение у одного из PIR-датчиков происходит отправка SMS через API одного из сервисов.

Планы

  • создание online-версии на удаленном сервере и синхронизация изменений для возможности удаленного управления.
  • Отображения данных с GSM/GPS маячков в машине;
  • Открытие ворот при появлении наших машин в определенной зоне;
  • Подключение к системе пультовой охраны;
Голосование по фото. Какой проект делать следующим?

Вы хотели бы приезжать в уже теплый дачный дом зимой? Как было бы приятно приехать уже в теплый дом, и не ждать когда отопительные приборы нагреют дом до комфортной температуры. Этот вопрос может решить система управления электрооборудованием по GSM. Нажимаете на кнопочку на смартфоне за несколько часов до приезда в дом и все - к Вашему приезду в доме уже +25°С. А когда уезжаете ставите температуру на эконом-режим - поддержание +5°С. За счет этого происходит значительная экономия на отоплении. Управлять отоплением через SMS или мобильное приложение в любой момент времени и на любом расстоянии сейчас становится особо популярным. Кроме того, система сообщит Вам об отключение электричества, чтобы у Вас была возможность вовремя принять меры, и не приехать в размороженный дом, в котором лопнули трубы из-за застывшей системы водоснабжения и водоотведения.

Конечно, оставлять дачу с включенными электроприборами опасно, необходимо выбирать пожаробезопасные отопительные приборы. Такими являются конвекторы «КОУЗИ» – имеют сертификат пожаробезопасности, I класс защиты от поражения электрическим током (максимальный), а также защита от брызг IP24, а также не боятся перепадов напряжения.

На рынке представлены разные GSM-устройства, такие как GSM-розетки и GSM-блок-модули.

GSM-розетки подойдут тем, у кого небольшой домик, где одна или 2 смежные комнаты, и количество конвекторов по мощности не более 3-3,5 кВт – допустимая нагрузка розетки. Некоторые новые модели позволяют подключать электроприборы с пиковой нагрузкой до 4 кВт. (Кстати, конвекторами «КОУЗИ», общей мощностью до 3 кВт можно отапливают хорошо утепленный дом до 65 м²). Данная розетка очень проста и удобна в использовании. Достаточно подключить все обогреватели к ней и включить прибор в обычную настенную розетку. В GSM-розетке датчик температуры измеряет температуру непосредственно рядом с ней. Поэтому, если у Вас много разных комнат, и Вы все обогреватели заведете в одну розетку, то в какой-то комнате уже нагреется нужная температура, а в другой, не успеет (например, комната с окнами на север), а датчик температуры сработает на отключение приборов, или еще будет продолжать греть, пока в той комнате, где установлена розетка не установится нужная температура. В GSM-розетках отсутствует аккумулятор, и при отключении электропитания она проинформирует Вас об отключении, время автономной работы у нее не более 3 минут, и после этого настройки сбросятся. Но она проинформирует о включении электропитания. Необходимо будет заново сделать запрос и послать необходимую команду. Некоторые модели имеют автономный источник питания, сохраняют настройки при возобновлении электропитания.

GSM-блок-модуль подойдет тем, у кого большой дом и много комнат. Он управляет всеми конвекторами в доме через контактор или силовые реле и релейные платы расширения. Здесь уже потребуются монтажные работы. В блоке, как и в GSM-розетке имеется место для установки SIM-карты. SIM-карту следует выбирать того оператора, который имеет уверенный прием в том месте, где будет установлен блок, а также не забыть сразу положить на карточку деньги. Кроме того, при покупке сообщите продавцу о запрете платного контента, чтобы входящие sms не мешали настройке и работе блок-модуля, ну и не тратили Ваши деньги. Управляется так же GSM-блок-модуль как и GSM-розетка – через SMS-команду или мобильное приложение. Также GSM-модуль оснащается аккумулятором, который позволяет автономно работать до 12 часов (актуально при частых отключениях электричества). В отличие от GSM-розетки у блок-модуля перечень команд для управления отоплением обширнее, и есть возможность подключения других функций, таких как задымленность, охрана: движение-проникновение в дом.

Возможности GSM-модуля:

  • Подключение до 5 датчиков температуры или более (с помощью контактора);
  • Удаленное управление включением и выключением отопительного оборудования по заданной пользователем программе;
  • Удаленное изменение настроек терморегулирования во всем доме, либо отдельных комнат;
  • Поддержание температуры;
  • Контроль наличия напряжения сети 220В;
  • Резервный аккумулятор;
  • Входы для охранных датчиков и аварийных сигналов;
  • Автоматические или по запросу отчеты о температуре в доме;
  • Контроль исправности инженерного оборудования и экстренное оповещение по SMS о выходе из строя.


Схема реализации удаленного управления конвекторами с помощью контактора к GSM- блок-модулю

Назначение клемм:
7 - Основной контакт реле
8 - Контакт релейного выхода (220 В 200 Вт).

Не забудьте установить в цепь устройство защиты от тока короткого замыкания (автоматический выключатель).

После монтажа можно настроить GSM-прибор с помощью мобильного приложения и установить автоматический режим поддержания температуры. На телефоне удобно заранее сохранить шаблоны часто используемых sms-команд.

Надо отметить, что стоимость данных девайсов сравнительно выше, чем у программируемых и электромеханических терморегуляторов. И если Вы проживаете круглогодично в доме, или дом используется постоянно только в дачно-огородном сезоне, то необходимости удаленно управлять отоплением нет, и можно сэкономить на отоплении дома и обычными воздушными терморегуляторами, которые будут отключать конвекторы при достижении нужной Вам температуры, а включаться, когда температура в доме понизится на 1-2 градуса. Только выбирайте качественные, чтобы они служили Вам долго и надежно.

Сегодня невозможно представить умный дом без управления с мобильных устройств. Когда я только начинал свою эпопею с умным домом, то возможность управлять с телефона была одной из главных, а если быть совсем честным, то в моем списке ответов “а зачем это вообще нужно?” управление с мобильных устройств было на первом месте.

Итак, самое время заняться интеграцией с мобильными устройствами.

Первый версия мобильного интерфейса для моего умного дома была сделана при помощи Iridium Mobile. Пользуясь служебным положением я получил демо лицензии Iridium Mobile для своих мобильных устройств и процесс пошел. Причина, почему я выбрал Iridium Mobile заключаясь не только в бесплатных демо-лицензиях, а также в том, что он поддерживает протокол Modbus и это позволяет подключаться напрямую к контроллеру без каких либо дополнительных ухищрений.

В своем ПЛК я создал модуль Mobdus Slave с входными и выходными регистрами и написал блок синхронизации, а дальше в среде иридиум набросал простенький интерфейс.

Не могу сказать, что графический редактор очень удобный, но разобрался достаточно быстро и первый интерфейс для моего умного дома был готов где-то за час. Нужно сказать, что возможностей там очень много и я видел очень красивые решения, сделанные на иридиуме - климат-контроль, управление сценариями освящениями, sip-домофон, интеграция с медиа-центром и т.д. Но у меня задача была гораздо проще - управление светом, поэтому все возможности я даже и не изучал.

На мобильное устройство нужно поставить приложение i2 Control. Оно бесплатное, но для того чтобы загрузить в него созданный проект нужно купить лицензии. В моем случае это были бесплатные демо-лицензии.

Так выглядел интерфейс моего умного дома в приложении i2 Control на iPhone. Приложение я поставил на все мобильные устройства имеющиеся в семьи и тут я наткнулся на первую проблему. Ккогда работаешь на ноутбуке, а телефона под рукой нет, то было бы удобнее управлять светом непосредственно с ноутбука.

Сделать на Iridium Mobile это можно, но нужно поставить программу i2 Control для Mac (или для Windows) и подключись лицензию. Во-первых, у меня закончились бесплатные демо-лицензии, а во-вторых запускать программу только, чтобы включить или выключить свет не очень-то удобно. С тем же успехом я могу зайти через удаленный десктоп на сервер, где обычно все время запущен CoDeSys с визуализацией. Собственно, я обнаружил, что чаще я так и делаю, вместо запуска специализированного приложения на телефон или планшете.


Визуализация в CoDeSys. К сожалению, моя версия ПЛК (программируемого логического контроллера, на котором построен мой умный дом) не имеет встроенного веб-сервера - иначе задача решалась бы гораздо проще.

От установки i2 Control на свой Mac я отказался и довольствовался управлением только с телефона и планшета.

Спустя некоторое время всплыла вторая проблема. Запуск приложения i2 Control занимает достаточно долгое время. Например, на моем iPhone 6 оно стартует около 9 сек. Наверное, если бы задача была управление медиа-центром, то это время было бы приемлемо - пока найдешь все пульты, включишь всю технику, настроишь нужное сочетание, то явно пройдет больше времени. Однако для управления светом эти 9 секунд оказались неприемлемо долго и зачастую я предпочитал встать и выключить свет, чем запускать приложение (сейчас вышел Iridium server, который по идее решает эту проблему, но руки протестировать его у меня пока не доходят).

Жить с умным домом и не управлять им с телефона было как-то неправильно и поэтому я решил седлать еще одну попытку. Идея была такая - на домашнем севере поднять веб-сервер и вынести все управление на веб-страницу. Знакомые посоветовали Node JS - мол, модная и перспективная платформа, а так как мне все-равно было что изучать (я не знал ничего), то остановился на Node JS. Единственное, что не хотелось делать - это разбираться в HTML, поэтому я заказал frontend у фрилансера, а на Github’е нашел библиотеку для работы в Modbus и очень быстро (сам удивляюсь) сделал задуманное.

Так выглядит сейчас интерфейс моего умного дома на Iphone. Интерфейс адаптивный, поэтому он хорошо смотрится на любых устройствах. Например, вот так он смотрится на моем макбуке:

На десктопе айфона у меня сделана ссылка на эту страницу, которая загружается достаточно быстро 1-3 сек. Я добавил ее также в закладки в браузеры и теперь управление светом всегда под рукой. Сервер Node JS выполняет также роль между ПЛК (контроллером умного дома) и контроллером z-wave, который используется для беспроводного управления разными лампами (об этом я расскажу в будущем).

Традиционно в конце плюсы и минусы решения.

Плюсы: Быстрый адаптивный интерфейс, который работает на любых устройствах, цена (я заплатил только за разработку фронтона).

Минусы: Необходимость программирования. И если добавление выключателей делается достаточно просто (я, например, перед Новым Годом добавил управление елкой), то, например, интерфейс к медиа-центру это целый и большой проект.

UPD
Ужу после написания статьи, мне рассказали, как ускорить запуск приложения I2 Control - нужно войти в сервисное меню и отключить проверку обновлений. Приложение стало действительно запускаться гораздо быстрее.

Все просто. Любое действие можно делать через телефон или компьютер: управлять светом, шторами, кранами, видеокамерами, музыкой, телевизором, водой.

Умные дома пользуются сегодня огромной популярностью, они способны обеспечить проживание людей всеми удобствами, а осуществить это очень просто.

Умный дом является жилым автоматизированным домом современного типа, который организован для комфорта проживания людей с помощью высокотехнологичных устройств.

Владелец дома со своими гостями всегда сможет обеспечить себе комфортную обстановку, а контролировать всевозможные процессы в доме можно ещё с помощью пульта или выключателя с экраном, которые могут справиться как с включением света, так и регулировкой видео и аудио.

Удаленное управление домом

Домом можно управлять с помощью компьютера, только необходимо иметь сервер системы умный дом. С одной стороны сервер подключается к информационной системе управления, с другой – встраивается в локальную сеть дома. После этого сервер стает посредником и переправляет команды управляющим устройствам в вашем доме, которые получает от вас, и наоборот, накапливает информацию от систем дома и передает ее вам, используя локальную сеть.

У вас нет необходимости в использовании нового интерфейса, сервер системы умный дом представлен web сервером, поэтому для контакта достаточно обычного web броузера. Для того, что иметь возможность удаленного управления домом, необходимо иметь подключение локальной сети к интернету. В качестве посредника между домом и вами может выступать стационарный компьютер, находящийся у вас дома или в другом месте, портативный компьютер или же телефон-коммуникатор.

Если под рукой у вас не найдется ни одно из данных устройств, можно воспользоваться мобильным телефоном.

Удаленное управление квартирой

Аналогичная система предусмотрена и для квартиры, позволяющая вам, где бы вы не находились, с помощью интернета совершать полное удаленное управление квартирой, вы можете за день до приезда домой включить отопление, или следить на расстоянии за жизнедеятельностью аквариума, дом сможет после вашего указания полить домашние растения. Также вы не будете переживать, выключили ли вы воду и газ, со всеми делами будет справляться ваша квартира.

Свет

Если говорить об освещении, то он будет полностью понимать все пожелания хозяина: по сценарию, который задаст хозяин, будут включаться и выключаться светильники и лампочки, вечернее освещение также будет зажигаться в определенное время, а ночью дом сам выключит во всех комнатах свет.

Электроприборы

Дом будет сам управлять всеми вашими электроприборами. Утюг, телевизор, посудомоечная и стиральная машина, холодильник, духовой шкаф, электрообогреватель — совершенно все электрические приборы в доме смогут подчиняться лишь одному нажатию на панели управления.

Климат

Теперь вам будет совершенно безразлично, какая у вас за окном погода, потому что вы сами сможете определять погоду в вашем доме. Благодаря системе контроля климата вы сможете и зимой создавать средиземноморский климат, при этом даже не подымаясь с собственного дивана, а летом — добавить леденящей прохлады. Данная система на протяжении целого года будет поддерживать в комнатах комфортную температуру. Помимо этого вы сможете задавать дому команду: повысить или понизить температуру, проветрить помещение, наполнить вашу ванну теплой водой. Можете даже не переживать — все в срок будет сделано.

Вентиляция

Умный Дом всегда дышит чистым и свежим воздухом, а все благодаря тому, что в его системе заранее уже предусмотрено управление вентиляцией. А это означает то, что вы не будете знать, что такое вредный воздух и духота в комнатах. Наслаждайтесь чистотой, свежестью, а также прохладой собственного жилья.

Безопасность

Теперь вы сможете спать исключительно крепким сном, потому что у вас будет очень надежная система безопасности, ее датчики, словно ваши личные телохранители, будут охранять ваш дом. Безопасность придомовой территории и помещений дома будет под строгим контролем охранной системы. А, следовательно, вы всегда будите в курсе того, что на самом деле происходит в вашем доме.

Домофон

Способен фиксировать ваших посетителей, записывать сообщения и, конечно же, фото гостей. Будет оповещать о визите вашей любимой мелодией, а ответить на данный сигнал вы сможете с любой точки вашего дома. Энергосбережение номера также предусматривает данная система.

Современные мобильные устройства работают для вас. С помощью их можно заранее нагреть загородный дом или сделать полив газона не выходя из своего офиса в городе, а так же многое другое

Мобильные устройства для контроля вашего дома.

Описание:

Для работы с данными приложениями Вам необходимо иметь сотовый GSM телефон и модуль Cybrotech GSM-SA.

Автономный GSM модуль GSM-SA обеспечивает следующие функции:

Оборудование:


Перед установкой SIM карты в модуль убедитесь, что PIN код отключен. Для этого установите SIM карту в Ваш телефон, зайдите в меню в Настройки, Безопасность, Запрос PIN код и отключите. Выключите телефон, достаньте SIM карту и установите в модуль. Для установки SIM карты в модуль используйте небольшую отвертку снимите крышку модуля, вставьте SIM карту и аккуратно закройте крышку до характерного звука.

Применения:

Гараж:

Позвоните на гараж для открытия дверей для Вас!

Знания:

Полезность:

Фактор крутости:

Высокий (наблюдайте, как Ваши соседи зеленеют от зависти)

Что необходимо:

Гараж с моторизированным приводом дверей, модуль GSM-SA, SIM карта

Как подсоединить:


Как использовать:

Начните набор номера с установленной в модели SIM карты и отложите телефон. Можно настроить на голосовое управление. Дверь гаража откроется сама через несколько секунд. Модуль автоматически отклонит Ваш звонок, после его обработки.

Безопасность:

Высокая. Один раз настроив модуль, никто не сможет получить доступ к нем и изменить параметры.

Заранее позаботьтесь о комфортной температуре в доме!

Знания:

Полезность:

Фактор крутости:

Высокий (это далеко не круто, что бы проводить выходные в замерзшем доме)

Что необходимо:

Отопительная система с термостатом, модуль GSM-SA, SIM карта

Как подсоединить:


Как использовать:

Отправьте SMS для активации или деактивации отопления

Другие идеи:

Вы можете аналогично подключить модуль к системе электроснабжения нагревателя

Безопасность.

Сохраните Ваше имущество от воров!

Знания:

Полезность:

Высокая (надеемся Вам не придется это проверять на опыте)

Фактор крутости:

Низкий (хорошая охранная система нужна всегда)

Что необходимо:

Несколько метров очень тонкого провода, модуль GSM-SA, SIM карта

Как подсоединить:


Как использовать:

Создайте данную систему и оставьте её. Время от времени проверяйте статус через SMS.

Другие идеи:

Добавьте датчик движения на другой вход.

Что бы не разлилось!

Знания:

Полезность:

Высокая (особенно для труднодоступных территорий)

Фактор крутости:

Низкий (но резко возрастает, с увеличение контролируемых станций)

Что необходимо:

Датчик уровня 0-10 В, модуль GSM-SA, SIM карта

Как подсоединить:

Подсоедините датчик к аналоговому входу.

Как использовать:

Подключите все провода, настройте систему и оставьте её. Постоянно проверяйте статус.

Другие идеи:

Для более серьезных решений можно изпользовать ПЛК Cybro2 и модуль GSM-1.

Можно производить полив культур без поездки на дачу в пятницу вечером!

Знания:

Полезность:

Фактор крутости:

Высокий (Ваш участок будет самым современным. И без пробок...)

Что необходимо:

Колодец или скважина, погружной насос, модуль GSM-SA, SIM карта

Как подсоединить:


Как использовать:

Отправьте SMS для запуска или остановки полива Ваших растений

Другие идеи:

Можно использовать реле протока для безопасности насоса и реле времени для автоматического выключения через заданный период времени.

Выводы:

1. Значительно повышается уровень Вашего комфорта.

2. Простота и надежность в эксплуатации.

3. Избавляет от лишних поездок за город.

4. Высокая степень защиты.

5. В любой момент можно проверить системы безопасности Вашего дома.

6. Можно реализовать любую Вашу идею по удаленному управлению.