Razvoj sistema avtomatizacije doma na osnovi tehnologije Lora
Avtor: Mario Andrija Balug
Mentor: Matej Rojc
Stopnja: Študijski program 2. stopnje Elektrotehnika, Smer elektronika
Datum: Februar, 2021
DKUM: MARIO ANDRIJA BALUG
Povzetek
V magistrski nalogi smo predstavili razvoj sistema za avtomatizacijo doma, ki temelji na Lora tehnologiji. Namen naloge je bil razviti takšen komunikacijski sistem, ki lahko deluje tudi na večje razdalje in ga je mogoče integrirati v že obstoječ sistem za avtomatizacijo doma, ki ga je razvilo podjetje Home Control AS. Naloga podrobneje predstavlja sam razvojni process centralne procesne enote, ki jo potrebujemo kot pretvornik potokolov, in sicer med prehodom Home Control in Lora protokolom, ki smo jo razvili v sklopu magistrske naloge. Home Control AS sistem za pametno hišo že uporablja ”Zigbee”, “Z-Wave”, “Bluetooth” in “MQTT” protokole. Med njimi je še posebej zanimiv “MQTT” protokol, saj omogoča možnost razvoja “naredi sam-DIY” naprav, ki jih lahko upravljamo tudi preko pametnih telefonov. Za MQTT naprave lahko uporabljamo tudi standardno WiFi povezavo za povezavo s prehodom. Home Control AS tudi podpira MQTT knjižnice, ki jih lahko uporabimo z Arduino platformami ali platformami, ki bazirajo na sistemu Linux. Te knjižnjice vključujejo metode, ki jih potrebujemo za povezovanje s prehodom Home Control, in tudi metode za uporabo MQTT naprav.
Sistem za avtomatizacijo doma zahteva kar nekaj stvari, da bi bil dom pametnejši, in sicer: internetna povezava, pametni telefon, prehod, ki podpira bistvene protokole avtomatizacije doma, in druge pametne naprave, ki jih lahko nadzoruje prehod. Dostop do vseh teh naprav mora biti na voljo kadar koli in povsod. To pomeni, da morajo biti vsi podatki, ki jih zagotavljajo senzorji, vidni za mobilne aplikacije, in tudi vse kontrolne naprave morajo imeti možnost upravljanja v realnem času. Centralna krmilna enota predstavlja prehod, ki povezuje vse skupaj, npr. aplikacija za pametni telefon, kamere, zvočniki, pametni senzorji, alarmni sistemi, pametne žarnice itd. Prehod ponuja tudi bolj zapleteno strojno in programsko opremo, ki lahko avtomatizira celoten dom brez potrebne neposredne interakcije z uporabnikom. Osnovni primeri sistemov avtomatizacije stanovanj so npr. samodejni nadzor sobne temperature, nadzor stanja naprave po nekem želenem urniku in nadzor naprave glede na stanje senzorja.
Pametni dom ni samo stavba, temveč tudi njegova okolica, kjer je tudi veliko nalog, ki jih je mogoče avtomatizirati. Vse omenjene komunikacijske tehnologije za avtomatizacijo stanovanj zelo dobro pokrivajo notranjost stavbe, v okolici pa se obnesejo slabo. Po drugi strani pa tehnologija Lora zagotavlja komunikacijo z napravami na dosti večjih razdaljah, zato lahko te težave reši veliko bolje in uporabniku omogoča, da na ta način nadzoruje številne naprave znotraj in zunaj hiše preko ene same krmilne enote in s katerokoli mobilno aplikacijo.
Razvojni proces osrednje krmilne enote – prehoda s tehnologijo Lora in končnih naprav Lora. Centralna nadzorna enota je naprava, ki povezuje vse končne naprave, ki temeljijo na Lori, s prehodom Home Control. Ta naprava je potrebna, ker prehod Home Control nima čipa Lora, in zato ne more komunicirati z napravami Lora. Centralna nadzorna enota, ki temelji na Lori, uporablja odprtokodno knjižnico MQTT za nadzor doma in za vzpostavitev povezave ter za komunikacijo s prehodom za nadzor doma. Centralna nadzorna enota, ki temelji na Lori, uporablja radijski modul “Lora Ra-02”. Končna naprava je lahko katera koli naprava, ki ima radijski modul Lora in izvaja protokol Lora po meri.
.
Diskusija in rezultati
