MajorDoMoオープンスマートホーム管理システム

この記事では、私がかなり長い間行ってきたプロジェクトと、しばらくの間一般に公開されているプロジェクトについてお話します。 私たちは、MajorDoMo（Major Domestic Module）スマートホームコントロールシステムについて話します。これは、ソフトウェアとハ​​ードウェアソリューションの中心的なユニットであり、私の適度な能力のために、私は家庭に実装しています。







しかし、まず最初に...







使用制限



プロジェクトは、いかなる形式の製品でもありません。 プロジェクトのステータス-開発と研究。 このプロジェクトの理解はそれほど簡単ではなく、ホームオートメーションの分野の愛好家を対象としています。 独自のニーズに合わせてプロジェクトを詳細に実装およびカスタマイズするには、プログラミングスキルと、少なくとも開発におけるオブジェクト指向アプローチの基本的な理解が必要です。 以下に説明する機能は、完全に実装されていないか、完全にテストされていない場合があります。 人々の生命または健康がシステムの要素の信頼できる機能に依存する可能性がある場合、システムの使用は許可されません。



しかし、悲観的なことについては話さないでください:)



コンセプト



このプロジェクトは、開発の方向を決定するいくつかの基本原則に基づいています。



最初の原則（「概念」）：スマートホームは「鉄」だけではありません（それほどではありません）。



私の理解では、センサーとアクチュエーターに限定されない「スマート」環境の形成がはるかに重要です。 はい、センサーとアクチュエータは快適さと安全性を提供する必要がありますが、これは最小限のプログラムです。 環境は内部にあり、外部の情報リソースを使用して既存の技術ベースを適切に管理し、人が自分の人生を整理するのを助けることさえできなければなりません。



2番目の原則（「現実的な」）：HTTPプロトコルでシステム要素の相互作用を構築します。



まず、ホームネットワークを持つことは普通のことではありません。イーサネット/ Wi-Fiは簡単に展開でき、柔軟に構成でき、多くの場合、既に利用可能です。 第二に、HTTPアクセスは、特定のコントローラーからネットワークカメラに至るまで、多くのアプリケーションやサービスにHTTP-APIプロトコルが存在することは言うまでもなく、ますます多くのデバイスに統合されています。 ちなみに、この原則は、特定のプロトコルやデバイスと動物園を統合することを妨げるものではなく、補助ソフトウェアまたはハードウェアコントローラーを介したものです。 この原則の一部として、システムの内部世界に言及する価値があります。これはWebサーバーに基づいて機能し、ユーザーインターフェイスはWebサイトであるため、Webブラウザーを備えた任意のデバイスから制御にアクセスできます。



3番目の原則（「統合の柔軟性」）：システム統合の深さは、ユーザーのニーズ（およびシステムの信頼度）によって決まります。



これは、システムの役割が異なる場合があることを意味します。 極端な場合には、システムがコントロールセンターとなり、周辺全体の機能のロジックを担当する場合があります。 信号を処理し、すべての「スレーブ」デバイスにコマンドを送信します。 もう1つは、システムがセンサーとコントローラー間の分散ネットワークの一部にすぎず、タスクの専門性を考慮すると信頼性が非常に高いことです。 後者の場合、コントローラーはシステムに状態を​​通知するだけで、意思決定の際にシステムに依存しません。 実践が示すように、家庭環境では、組み合わせたソリューションが最良の結果をもたらし、1つまたは2番目の極端な変位の程度は特定のタスクによって決定されます。



第4の原則（「持ち上げのしやすさ」）：何かを見て試してみるには、システムを簡単にインストールできる必要があります。



Windowsコンピューターへのインストールは、他のアプリケーションのインストールと同じくらい簡単です。 Linuxシステムの場合、ローカルWebサーバーにサイトを作成することはこれ以上難しくありません。 ハードウェアはまったく必要ありません。情報アプリケーションを使用して、インターネットからのデータに対する反応をプログラムできます。



しかし、理論から脱線し、実践に移りましょう:)



特徴



以下に、MajorDoMoを使用して実装された機能をリストします。 プロジェクトのWebサイトでは、さまざまなユースケースについて説明します。これにより、システムが最も視覚的に表現されると思います。



だから...

• 寝室（寝室を除く）のいずれかで最初の動きが検出された朝（6日以上11時以下）に、システムは現在の状態（屋外温度、夜明け/日没時間）を通知し、音楽（「お気に入り」に追加されたフォルダからランダムなフォルダ） ）
• ガレージまたは入り口のゲートを開くと、システムはこれを報告します。 また、それらが閉じられていない場合も通知します（15分ごとですが、必要に応じて簡単にオフにすることができます）
• 加熱回路の温度は常に監視されています-公称範囲を離れると、音声およびSkypeで通知があります（例：「ボイラーの温度は摂氏65度です。注意-基準を超え、成長し続けます！」）
• システムは、家の外や部屋の温度を把握しています
• システムは、内部チャット、スカイプ、スマートフォン（音声制御を含む）からコマンドを受信できます。
• システムインターフェイスは、ホームネットワーク上の任意のデバイスで使用でき、インターネット（パスワードで保護）経由でも使用できます。 インターフェイス自体は、モバイルデバイス用に最適化されています（jQueryMobileを使用）。
• システムインターフェイスはIPカメラからの画像にアクセスでき、システムはカメラによって検出された動きに応答できます。
• システムは外部照明の個々の要素を管理し、日没後30分で点灯し、夜明け1時間前に消灯します
• ホームネットワークに接続されたデバイスのアクセシビリティが監視されます-それらを使用して問題を特定したり、自宅から誰かの存在を判断したりできます（Wi-Fiに自動的に接続されたガジェットを使用）
• システムは、Bluetooth範囲を定期的にスキャンして、範囲内の新しいデバイスまたは以前に認識されたデバイス（MACアドレス）の存在を確認します。これらのマークは、人の存在も判別します
• スマートフォンは自動的にGPS座標をシステムに送信し、システムはユーザーの動きの履歴を保持し、特定の場所への出入りに反応します（家まで車で移動し、将来入場ゲートを開くことができ、店に近づくと買い物リストが思い出されるかもしれません）空ではない）
• システムインターフェイスを介して、ホームコンピューター上のローカルサーバーからのメディアコンテンツの再生を制御できます（VLCプレーヤーとXBMCメディアセンターを制御します）。
• システムには、製品の記録を保持し、買い物リストを作成するためのアプリケーションがあります

システムを使用するためのオプションは、ユーザーからの新しいシナリオで絶えず更新されます。 多くのシナリオを実装するには、プログラミングはまったく必要ありません。既存のモジュールと制御インターフェースを設定するだけです。 一部の人にとっては、スクリプティングが依然として必要です-内部スクリプトには、PHPプログラミング言語が使用されます。これは、もちろん知っておくと便利ですが、多くの場合、既存の例の単純な構造を使用して類推するだけで十分です。



鉄とソフトウェア



MS Windowsを実行する典型的なPCがヘッドユニットとして使用されますが、システムはLinuxコンピューターにインストールすることもできます-多少の適応が必要になりますが、一般的にほとんどすべてがすぐに両方のシステムで同じように機能します。 プラットフォームは、Apache Webサーバー、MySQLデータベース、および前述のPHPを使用します。 ほとんどの機能はWebサーバーを介して実行されますが、いわゆるメインループスクリプトが追加で起動されます-タイマータスクの起動を担当します。



すでに述べたように、システムは周辺機器のハードウェアなしで動作しますが、もちろん、より多くのセンサーとアクチュエーターがシステムに接続されるほど、使用する機会が増えます。



当初、ボード上のイーサネットシールドとそれに接続されたセンサーを備えたArduinoコントローラーは、外界と通信するための基本的なハードウェアモジュールでした。 コントローラはホームネットワークに接続されており、そのタスクは、センサー値が変化したときに中央システムへのHTTP要求を開始することです。 コントローラファームウェアの別のバージョンにより、内蔵Webサーバーを介してリレー制御デバイスとして使用できるようになりました。 このようなコントローラーはいくつでもあります。 後に、イーサネットなしでArduinoを使用できるソフトウェアアダプタが作成され、USB経由でコンピュータに直接接続されました。 コントローラーの概略図とファームウェアのソースコードは、プロジェクトのWebサイトでも入手できます。



Arduinoに加えて、1線式ネットワークコントローラーのサポートがシステムに組み込まれました。 この場合、システムはOWFSモジュールを介してネットワークと通信できます。OWFSモジュール自体はクロスプラットフォームであり、ハードウェアと直接対話する役割を果たします。



追加の周辺機器から、Bluetoothアダプタに注意することができます。そのタスクは、放送中のデバイスのMACアドレスをスキャンすることです。



イーサネットネットワーク、WiFi、外部からのアクセス制御については、ここで終わりではありません。これは別のトピックであり、多くの情報を見つけることができます。



それだけです。 「鉄」プロトコルのサポートのさらなる開発が必要に応じて実行されます:)



計画



海の計画！ :)まず、自宅でシステムを試す人の数が増えると、エラーや希望がポップアップします。これは一般に良いことです。 可能であれば、これらのリクエストは閉じられます。



さらに、インターフェースの多言語性が頭に浮かびます-これはすでに定められていますが、これまでのところインターフェースは混合されています：ロシア語の何か、英語の何か、そして「SCRIPT_DESCRIPTION」のような興味深いエイリアスの下の何か。



内部情報アプリケーションを追加し、既存のWebサービス（メール、タスクリスト、ソーシャルネットワークなど）と統合するための多くのアイデア



イベントのシーケンスが自動的に強調表示され、それらを自動化するように提供されている場合、ユーザーの行動パターンに対応する方向でシステムを開発するためのいくつかの基盤があります（システムが朝に寝室を出て、廊下を通って浴室のライトをオンにすることを「見る」場合、これNN回繰り返されるので、このシーケンスを使用することを提案しないでください-たとえば、自動的にライトをオンにする、または追加のアクションにこのシーケンスを使用する-コーヒーマシンをオンにする）。 しかし、これは単なる研究の主題です。



結論の代わりに



記事は技術的なレビューではなく公開されました。 おそらく彼女はそのような考えでした。



プロジェクトサイト： smartliving.ru



このサイトでは、はるかに多くの技術情報、スクリーンショット、組み込み関数の説明、ユースケースのコード例、およびシステム自体の配布を見つけることができます。 さらに、このサイトには、詳細とアイデアを議論するフォーラムセクションがあります。



システムは、MITライセンスの下で配布されます。 実質的に制限（商用利用を含む）はありませんが、著者の義務的な表示があります。



システムのソースコードも完全に公開されており、Googleコードで入手できます： code.google.com/p/majordomo-sl



この機会を利用して、私はプロジェクトに協力することに興味のある人を招待します-完全なタスクがあり、誰もが十分です:)