Arduino breakout

Умный дом с заменой arduino-компонент.

Оглавление

1. Оглавление
2. Описание
3. Структура проекта
   1. Главное устройство
   2. Контролируемые устройства
   3. Сервера
      • REST API
   4. Бот
   5. Фронт
      • Запуск и сборка
   6. Взаимодействие
4. Технологии
5. Софт
6. Пример использования

Описание

Основное назначение –– автоматизация различных процессов с помощью контроллеров и одноплатных контроллеров. В рамках данного проекта решение применяется для:

• Взаимодействия удаленного между различными участниками системы;
• Управления различных устройств (в данном проекте приведены упрощенные примеры, но несложно подключить и полноценные бытовые приборы).

Использование данной системы может установлено в абсолютно любом помещении:

• офисные помещения;
• дома;
• магазины и склады;
• банки и другие объекты кредитно-финансовой сферы;
• частный сектор (дома, дачи, квартиры).

Структура проекта

Структурная схема реализации данного проекта представлена ниже:

Главное устройство

В данном проекте едиснтвенное устройство, которое контролирует все остальные –– LinkIt Smart 7688 Duo. Внутри данного контроллера располагается web-server на nodejs с сервером express, а также python сервер для обращения к устройствам по виртуальным COM-портам.

Контролируемые устройства

В первоначальной реализации использовались физические платы Arduino Uno как конечные устройства с интерфейсом взаимодействия Bluetooth. Во время дальнейшей реализации проекта пришли к результату, что данные платы требуют слишком много ресурсов: как настроек, количество кода, так и банально цены.

Было принято решение использовать эмулятор Proteus. В качестве замены Arduino выступил контроллер PIC16F877.

Список устройств, подключенных к трем таким контроллерам через виртуальные COM-порты:

1. датчик температуры;
2. LCD-экран;
3. шлагбаум (на основе шагового двигателя).

В случае перегрева или переохлаждения датчика температуры автоматически отправляется сообщение через telegram-бота пользователю системы, на LCD-экране показывается специальное уведомление, а также открывается шлагбаум. Ниже представлен скрин конечных виртуальных устройств.

Сервера

#	Название	Описание	ЯП
1	API взаимодействия с устройствами	Взаимодействие с конечными устройствами	Python 3
2	Слушатель устройств	Проверяет устройства на возможные неопладки	Python 3
3	Статика клиентского приложения	Раздача статики	Nodejs
4	Бот	Функции бота	Nodejs

REST API

Ручка	Тип запроса	Запрос	Ответ	Описание
/set_lcd_text	GET	?text=	'Ok'	Задать текст на LCD
/clear_lcd	GET		'Ok'	Очистить текст
/get_lcd_text	GET			Получить текущий текст на LCD
/is_ok_lcd	GET		200/404	Узнать текущее состояние LCD
/turn_motor	GET		<Opened/Closed>	Закрыть/открыть шлагбаум
/status_motor	GET		<Open/Close>	Узнать текущий статус шлагбаума
/is_ok_motor	GET		200/404	Узнать текущее состояние шлагбаума
/get_temperature	GET		/-?\d\d\d?.\d\d\d\d C/	Получить текущую температуру помещения
/change_temperature	GET	?type=<up/low>	'Ok'	Уменьшить или увеличить температуру программно
/is_ok_temp	GET		200/404	Узнать текущее состояние датчика

Бот

Для увеломлений пользователя используется Telegram-бот.

Фронт

Клиентская часть написана на TypeScript + React. Ниже скрин пользовательской части.

Запуск и сборка

Здесь написано более подробно.

Взаимодействие

Клиентская часть отправляет запрос (через прокси сервер на nodejs) на API для управления устройствами. API через COM-порты виртуальные управляет устройствами (или получает данные с них).

Также есть watcher, который наблюдает постоянно за устройствами (включены ли устройства, какая температура). Если произошла какая-то аномалия, то вотчер отправляет через Telegram-бота уведомление пользователю, открывает шлагбаум, уведомляет также через LCD-экран.

Технологии

• Си
• Python 3
• Nodejs
• TypeScript

Софт

• Proteus
• mikroC (использовали дополнительный пакет)
• Parallels

Пример использования

Видео примера использования представлено ниже (кликните на картинку для перехода в YouTube):