Easyelectronics.ru

Мы сделали.
Программно-аппаратный комплекс(громко звучит :-)) для домашней автоматизации.

В настоящее время используется для управления освещением и сбора информации о погоде

Например актуальный график температуры за сутки

позволяет реализовать практически неограниченные(в разумных пределах) алгоритмы управления устройствами

например ночное-дежурное освещение в коридоре, плюс плавное включение/выключение

где Av7 - это информация с датчика освещенности - аналоговый вход на другой ноде
Ip18,Ip19 - датчики движения, In31 - геркон на входной двери
PB30 - Выход PWM на управление LED's

Аппаратная часть, здесь так-же другие картинки

состоит из транссивера MRF49 от микрочипа(близнец RFM12 - HopeRF) и контроллера ATmega168p/ATmega328p.
Ранее использовались платы от JeeLabs.
На разъем выведены 8 линий порта D(digital i/o) и 6 линий порта C(digital i/o, analog Input, I2C).
Входы выходы свободно конфигурируемые снаружи.
Питание батарейное (2.5 - 3.3V), солнечная батарея + аккамуляторы, внешнее 3,5 - 12 V

Программная часть написана на C#,
состоит из брокера сообщений по протоколу MQTT(описание на http://mqtt.org)
гейта на протокол MQTT-S,
PLC,
и графической оболочки-конфигуратора


На текущий момент проект opensource.
Был разработан для себя, когда на систему типа Z-Wave было потрачено много денег, а результат не достигнут.

Актуальный слепок с системы здесь http://X13Home.org
Инструкция:
разархивировать,
из папки bin запускается "X13Engine /c" - запустить сервер в консольном режиме.
ждем несколько секунд, сервер прошерстит наличные COM порты на наличие гейта в радиоканал, если не найдет, то работает и без него.
после запускается CC.exe - это и есть конфигуратор.

Играемся с переменными, смотрим реакцию системы, пробуем создать свои схемы. Схемы рисуются стандартными логическими элементами.
Лицам знакомым с стандартной логикой и математикой(обозначения элементов) обычно подсказки не требуются.

не особо понял смысл поста
софт генерит прошивку для меги с тем трансивером по визуальному алгоритму?
и зачем эта прога подключается к какому-то серверу?

или прога генерит код для плк?

Прошу вас выложить архив с документацией на плату и исходники на AVR.

Нет, прошивка одна во всех устройствах, кроме гейта.
Гейт подключен по RS232 к компьютеру с брокером, который и обрабатывает все события, получилась такая мини SCADA.

Через визуальную среду я могу настроит какие ноги для чего используются,
и описать схему стандартными логическими элементами.

То есть можно очень легко расширять систему не демонтируя ее для перепрограммирования,
например просто воткнув дополнительный датчик и в программе подписав, что он висит на такой то ноге.

Например в 1 сообщении представлена схема сбора статистики по влажности, которая находит максимальнное минимальное и среднее значение за сутки и сбрасывает это в файл. Данные потом представляются в виде графиков на сайте https://cosm.com/feeds/82625

Все схемы живые, то есть ты видишь актуальное состояние всех входов выходов.

Сырцы на контроллер слегка урезаны, оставлены только цифровые входы выходы и аналоговые входы.
Проект сделан в AvrStudio 6.0 на чистом C без ASF и прочих наворотов, используются только стандартные библиотеки.
http://X13Home.org

Плата
Схема

оригиналы схем в Eagle 6.2 будут чуть позже.

Браво!

сейчас понял болеменее
трасивер просто шлет пакеты по какому-то протоколу в главный контроллер и дальше софт на компе разбирает это и строит графики

а трансивер дорогой и где ты его береш? он вроде бы на 433мгц или 2.4ггц? просто за 2-3 бакса есть готовые модули на 2.4ггц

Да правильно, но можно те только графики строить но и собрать любую логику управления, как я и говорил у меня это работает в некритичых местах, типа ночного и подвального освещения.

Сам транссивер не дорогой, меньше 3 евро в digikey'е думаю можно и в других местах нарыть, где то видел за 16 десяток.
Транссивер в зависимости от элементов balun'а может работать на 433 или 868/915 MHz,
Это полный аналог модуля RFM12 от Hope-RF который стоит в районе 5$.
Так же есть какие-то камушки от Silicon Image но они дороже.
Вариант с дискретными элементами был выбран из за экономии места, плату с мегой разъемами и RFM12 не удавалось впихнуть в размеры меньше чем 40*45 мм(плата двухсторонняя, односторонний монтаж, где то валяется вариант под лут)
сейчас 30*40, то есть спокойно вместе с тиристором блоком питания и кнопочками влазит в стандартную коробку выключателя.
Например погодный сенсор с контроллером солнечной батареи выглядит так


Полностью собранные платы мне обошлись в районе 20 евро за штуку.

На вариант с RFM70(2,4ггц) я тоже по началу облизывался, там уровень MAC уже реализован, но когда у тебя под десяток WLAN'ов вокруг, связь пропадает в самый неожиданный момент.

в яндексе да в гугле - MRF49XA трансивер с простой обвеской

Требуется помощь, Есть проект на шарпе, сервер домашней автоматизации, сейчас работает как служба под виндой, хотелось бы перетащить под Моно. И возможно в дальнейшем запихнуть в какой нибудь роутер.

Пожалуйста в личку, проект будет opensource, Поэтому какой либо выгоды на текущий момент не предвидится.

Или пните туда, где могут относительно безвозмездно помочь.

Скажите - а как у вас сделана связка GW - брокер? Т.е. по исходникам видно, что вы отправляете сообщение в uart (и похоже что в неизменном виде), но кто его там ловит? Я посмотрел mosquito - там только tcp, никаких вариантов брать MQTT сообщения из com порта.

Там его ловит Aggregated Gateway, который является частью нашего сервера.

Сам сервер состоит из нескольких частей,
1. собственно сам брокер по протоколу MQTT + база SQLite
2. Aggregated GW MQTT-S to MQTT - который и висит на COM порту.
3. PLC
Внешней программой реализован мост Z-Wave <-> MQTT

Так же в сервере реализована отдача переменных по http протоколу в JSON формате, но это скорее фича, использовалась ранее в визуализаторе. Новый визуализатор написан на PHP и цепляется уже на mqtt порт. Скорее всего будет из проекта убрана.

с брокером без проблем работают по TCP другие MQTT устройства, например Ардуино клиент от Knolleary http://knolleary.net/arduino-client-for-mqtt/

Система работает у меня уже более полугода, я потихоньку избавляюсь от Z-Wave'a и перехожу на неё.

интересный проект.
а что с дальнобойностью? без центрального компа ничего работать не будет? (в случае проблем с ним например)

думаю над ремонтом в новой квартире, вот и не знаю, зигбии туда ставить, то что автор изобрел, или вообще накидать провода и запустить modbus,...

С дальнобойностью проблем нет, ранее использовались модули ZigBee, XB24-AUI, вот они затыкались в самый неподходящий момент.
У меня подключено 2 гейта с коллинеарными антенами(резервирование), по дому и садику модули работают на кусок провода(четверь волновый), который уложен как попало.


Ну собственно это проблема всех систем с централизованным управлением, сейчас думаем над вариантом, когда конечные устройства будут иметь какой то интеллект, на случай потери связи с сервером.

PS. Первый гейт стоит в садике

Понятно, спасибо. Под какой лицензией прошивка, выложенная в этой теме?

Планируется сделать проект под лицензией GNU GPL v2.

Исходные коды на трансивер выложенные на данном форуме предоставляются без каких либо ограничений.

Актуальные бинарники на сервер и конфигуратор предоставлены для некоммерческого использования.
Исправлено, смотреть в 1 сообщении

Сперва из папки bin запускается сервер: X13Engine /c (консольное приложение)
Ждем несколько секунд
потом CC.exe, ну а дальше природа поможет.

Продолжение на форуме ab-log.ru http://www.ab-log.ru/forum/viewtopic.ph ... 3&start=20
Там же выложен полный комплект исходников.

Сейчас проходит обкатку и в течении короткого времени будет доступен новый вариант клиент/сервера для нашей системы.

В качестве проводных клиентов для системы могут выступать платы Arduino с Ethernet шилдом(Wiznet W5100/W5200) или ENC28J60
Беспроводные клиенты: Arduino + RFM12 и CC110x shield, panstamp, jeelabs и так далее.

Система хоть и написана на С Шарп, но прекрасно работает под моно, пример на Raspberry PI(ArchLinux)
Потребляя при этом 10-50 Мб памяти. Что позволяет запустить её например на роутере с OpenWRT

Новая версия состоит из ядра, в которое включены

• MQTT Broker: Осуществляет рассылку переменных подписчикам
• MQTT Client: Осуществляет подключение к вышестоящему брокеру
• PLC:Осуществляет логику управления

И подключаемых модулей как то:

• Persistent Storage: база данных на основе SQL-Lite или других SQL серверов
• MQTT-S Aggregated Gateway: Осуществляет трансляцию между протоколами MQTT-S и MQTT
• XBee Gateway: Обслуживает клиентов на основе XBee(ZigBee) модулей
• Прочие модули расширения, например KNX и Z-Wave (не входят в open source версию)

Любой из модулей в том числе и модули ядра можно отключить или перевести в резервное состояние.

Например система может выглядеть следующим образом:

• Главный компьютер ядро с отключенными клиентом и PLC, подключен модуль Persistent storage - главная база данных
• Резервный компьютер ядро с отключенным PLC, подключен модуль Persistent storage - резервная база данных, хранит копию данных и осуществляет управление данными в случае отказа основного компьютера
• Клиент 1 ядро, клиент и PLC включены, брокер отключен, подключен модуль MQTT-S, к данному клиенту подключен основной гейт, а так же LAN клиенты MQTTS
• Клиент 2 ядро, клиент и PLC включены, брокер отключен, подключены модули MQTT-S и XBee, к данному клиенту подключен резервный гейт.

Разбиение условное и может быть скорректировано пользователем под свои нужды
Например вариант все в одном: ядро, клиент отключен, PLC и Broker включены, подключены модули Persistent storage, MQTT-S и KNX.

Что дает нам возможность строить отказоустойчивые системы с распределенным интеллектом и автоконфигурированием. И сохраняет функциональность даже в случае отказа некоторых критичных блоков.

У нас долгожданное обновление. Доступна версия 0.3 beta 1.

Новые фичи:

• Распределённая система
• Модульная структура
• MQTTS модуль поддерживает работу по UDP
• Модуль перефирии XBee

Совместимость:
- MQTTS firmware начиная с версии 2.4.3 (development)

Файл Engine.exe включает следуюшие модули:

• Broker
• Client
• PLC

Файлы Engine.exe и MQTTS.dll совместимы с Mono v.2

Для построения распределённой системы необходимо:

• брокер с модулями: Broker, PLC, Persistent storage
• клиент с модулями: Client, PLC и например MQTTS

клиент настраивается в файле ../data/engine.xst следуюшим образом:


Чтобы узнать пароль пользователя root, необходимо подключатся к брокеру на локальном компьютере.

Путь /etc/Broker/security/users/root

есть продолжение темы?

интересно, сейчас копаю в ту же сторону

поясните по архитектуре - конечное устройство на микроконтроллере выполняет какую то логику или тупо шлет состояние входов выходов на комп?
т.е. логика нарисованная визуально на компьютере остается на компьютере или же грузится в каком-то виде на удаленное устройство?

Устройство может обрабатывать входы выходы локально при помощи пользовательских расширений. Но при этом если что то надо изменить, требуется перепрограммирование. Входы выходы тем не менее можно использовать как обычно, при помощи управления с компьютера. Собственно именно так делает большинство производителей, делается устройство, с намертво зашитой логикой и парой тройкой конфигурационных параметров. СИЛЬНО упрощается программирование и поддержка, но так же сильно страдает универсальность. Например из выключателя нельзя сделать диммер, хотя железо позволяет.

Передача логики управления в устройство в принципе возможно, но на атмелах столкнулись с элементарной нехваткой памяти. Максимум что получилось, это до 15 простых элементов, таким образом например простой диммер съедает практически всю доступную память. Есть реализация на ARMе, с данным функционалом, но пока не open source.

Поэтому в текущем проекте мы пошли немного другим путем, реализована централизованно-распределенная система управления.
Система состоит из следующих модулей:

• Менеджер сообщений, есть всегда на клиентах и серверах
• Брокер: осуществляет рассылку сообщений подписчикам - клиентам
• База данных: хранит "постоянные" данные. Например все алгоритмы обработки, константы, статистика и т.д.
• ПЛК
• Клиент: подключается к брокеру и локально выполняет его функции
• Клиенты - мосты: на другие интерфейсы - протоколы, например HTTP сервер

Практически все модули реализованы как подключаемые DLL.

Как это работает:
В Системе должен быть минимум один брокер с базой данных, здесь собираются - хранятся все данные по системе.
К брокеру подключаются клиенты, в простейшем случае клиент может работать в том же "процессе" что и брокер. Вариант все в одном.
К центральному брокеру могут быть подключены несколько подчиненных брокеров с базами данных или без. В случае если на подчиненном брокере есть база данных, она будет идентична базе на центральном брокере.
Клиенты с ПЛК или без, в этом случае они обеспечивают только передачу данных на брокер.

Пример Системы:
Центральный брокер с базой данных и ПЛК, стоит в подвале обслуживает клиентов подвала и первого этажа.
Второй брокер с базой данных и ПЛК, работает на 2м этаже, обслуживает клиентов второго этажа и внешние датчики.
Клиент(ы) с ПЛК на критичные задачи, например управление котлом, или управление подсветкой любимой модельки :-)
В качестве клиента может работать например Raspberry PI или роутер с Линукс.

Таким образом при падении например центрального брокера/сервера Система остается работоспособной, так как весь набор данных есть у второго брокера. И клиенты основного брокера просто переподключатся к второму брокеру. Это происходит незаметно для пользователей Системы.

Даже при полном пропадании сети клиенты критичных систем все равно сохраняют ограниченную функциональность.

Насколько я знаю систем с аналогичным функционалом в открытом доступе просто нет.

спасибо за подробное описание
интересный проект

вы выше писали, что чего-то не смогли реализовать на z-wave, что именно?
какие преимущества вы получаете по отношению к z-wave?
в z-wave тоже стандартные устройства и централизованная логика

я тоже начал с z-wave и как раз столкнулся с тем, что не могу сделать вещи на стандартных устройствах, хотя на контроллере могу реализовать любую логику и сейчас копаю в сторону как раз специфичных, не стандартных устройств

В z-wave я не смог реализовать все свои хотелки в обозримом объеме инвестиций.
Плюс добивала именно ограниченность устройств, если это выключатель то это только выключатель, допустим присобачить к нему какой либо сенсор нереально. Из за этого в одном месте начинало собираться множество коробочек, нужен тебе здесь выключатель - коробочка, датчик движения еще одна, геркон на дверь еще, и так далее. Плюс многие устройства это батарейное питание. А срок службы батарей в 2 года, мягко говоря не соответствует действительности, где то на порядок.
Плюс были проблемы с потерей связи между устройствами, т.е. все классно работает на столе, но как только все расставил по местам, начались непонятные затыки. Возможно в новых версиях это исправлено, но похоже в том оборудовании что было у меня мэш просто не работал.

Преимущества:
Первое это стоимость, то есть не 50 евро за порт, а где то в 10 раз меньше.
Далее компактность решения, там где у меня с ЗВ было 4 коробочки с батарейками, теперь 2 мелких платы под выключателем с сетевым питанием.
Ну и само собой универсальность, если мне что то нужно изменить, то это не 50 евро плюс, а -->
Открыть коробочку, подключить пару тройку проводов, уложить аккуратно, закрыть коробочку, прокинуть новые связи в логике, все.
Легкость конфигурирования и отладки. Нет больше судорожных поисков по текстовым сценариям "блин где же еще я эту переменную то пользовал, почему теперь свет в туалете гаснет, если включается в подвале".

Плюсы ЗВ все стандартное, большинству нужды просто лентяйки, чтобы не вставая с дивана включить свет, закрыть жалюзи и т.д. Там это решено довольно эффективно и может работать без каких либо внешних контроллеров.
Мощности "Vera Light" хватает с запасом на реализацию примитивных наборов сценариев. Для более серьезной логики уже требуется либо "Home Center" а это уже совсем другие деньги, либо комп с платным софтом, который так-же не дешев.

Один в один.

ясно
по сути получается если так вот резюмировать, то вас устроил бы z-wave если бы можно было купить устройства с конфигурируемыми портами ввода-вывода
Мое первое самодельное устройство - прикручивание счетчиков воды и системы против протечки к vera3.
Тоже самое на z-wave казалось бы не сложно сделать, но, датчик с сухими контактами появился недавно (fibaro binary sensor), однако его одного мало - мне нужно три входа (холодная, горячая вода и сработка протечки) и один выход (принудительное закрытие кранов). Вроде просто, а выходит нужно ТРИ! устройства z-wave на пару стояков.

Есть где фото-видео посмотреть?

Да мне бы хотелось, чтобы была возможность использовать свободные пины по своему усмотрению, но Сигмадезайн на такое никогда не пойдет. А самостоятельно такое писать, уж очень дорогое удовольствие.
Не обязательно, есть устройства с несколькими входами, у самого в Системе используется FGS-211 от Fibaro 2 входа и релейный выход.
Управляют освещением в подвале, были установлены почти 2 года назад, работают хорошо, поэтому оставил как есть. Итого 2 реле и USB стик от Aeon'а это все что у меня осталось от ZWave'а.
У меня был модуль с 4мя входами, но что то теперь не могу в магазинах найти.
На сайте http://x13home.org
Или периодически фотки сваливаю на дропбокс:
https://www.dropbox.com/sh/dgycfypputbj4vv/6mNRLds7xJ
https://www.dropbox.com/sh/8hdmmw9ooczczn1/FFv-a9mHlJ
Правда здесь нет ничего по силовой части, так как обычно вешаю симистор с опторазвязкой от шарпа S202S02F плюс резистор в термоусадку. Больше 2х штук в одном месте пока не надо было, да и не влазит. Так что там снимать то особо нечего.

Питание на LNK302, с минус 5В относительно фазы. Пара свободных плат есть, завтра сделаю фотки закину на дропбокс.
Выключатели-кнопки подключаются напрямую, так как обычно находятся совсем рядом, не далее 10 см.
В особо тяжелых случаях использую цепочку 2,2KR + 33nH + TVS 3.3V на входы.

За полтора года не было ни одного случая отказа.

В итоге питание, радиомодуль, симистор(с натяжкой 2 штуки) умещаются в коробочку под выключателем.
Немного портил вид сенсор температуры и влажности, приклеенный сбоку от выключателя. Но жена взяла кисточки в руки и теперь ничем не отличается по цвету и фактуре от стены. Само собой покраска была произведена под моим руководством.