Строим недорогую систему умный дом своими руками на основе Raspberry Pi. Применение Raspberry Pi в быту и нестандартные применения

Перечень достижений человека постоянно пополняется новыми разработками. Выдающейся можно назвать разработанную человеком популярную сегодня опцию «Умный дом» на мини-компьютере Raspberry Pi.

Упоминаемая система после своего выхода на рынок практически сразу влюбила в себя многих владельцев домов. Именно поэтому спрос на систему «умный дом» на Raspberry pi стал активно возрастать с каждым годом. Хотите выяснить, чем так уникален Raspberry pi 3 умный дом и почему именно эту систему сегодня во многих домах устанавливают? Изучите нижеизложенный материал.

Что представляют собой проекты Raspberry pi 3 для дома и зачем они нужны?

Система «умный дом», которую изобрела компания Raspberry Pi, позволяет контролировать абсолютно все в доме: начиная от включения света и отопительной системы и заканчивая активацией систем, которые имитируют присутствие в доме человека.

Слаженная работа всех звеньев системы базируется на датчиках и спецконтроллерах, которые реагируют на движения, шум, а также энергию.

Система умный дом от известной многим компании «Raspberry Pi» столь востребована сегодня благодаря тому, что она может легко собираться, как простой конструктор. Функционировать он может при этом на разных ядрах. Одной из наиболее покупаемых сегодня является система, функционирующая на базе мини-компьютера Raspberry.

Изначально компания предложила две комплектации мини-компьютеров - модель А и модель В. Модель А располагала объемом памяти в 256 Мб, а модель В могла сохранять в два раза больше информации. Но модель с небольшим объемом памяти не сняли с производства потому, что она позволяла пользователю выходить в Интернет. Позже была обновлена модель В. Новый её вариант отличался более компактным дизайном и располагал 4 USB-портами.

Как система функционирует?

Структура системы может быть разной. Но обычно построение её происходит по такому принципу: главным является центральное вычислительное устройство (его еще называют сервером). В качестве центрального системного сервера выступает Raspberry Pi , на который устанавливается WEB-интерфейс. Последний может легко связываться с ноутбуком, планшетом либо же смартфоном.

Сервер связывается с периферийными спецмодулями посредством RS485 - интерфейса. Чтобы система слаженно работала, в каждом ключевом помещении домовладения всегда устанавливают спецконтроллер, задача которого - интерпретировать поступающие сигналы и отправлять их на устройства бытовой техники, которые в этой связи являются устройствами-исполнителями.

Обычно модуль Raspberry Pi связывается с контроллерами через порт UART. К последнему следует подключать такое согласующее устройство, как спецпереходник на интерфейс RS485 (следует подчеркнуть, что последние модели устройства уже располагают этим интерфейсом, так как его подразумевает базовая комплектация).

«Операционкой» является Raspberry, спутником которой может быть расширение, например, Pimatic. Совсем несложно собрать спецсистему «умный дом» на «открытой платформе», к примеру, openHAB, Fhem, SHC. Также популярной продолжает оставаться платформа wiButler.

Модули, которые можно выбрать для выстраиваемой своими руками системы «умный дом»

Чтобы выстроить спецсистему и сделать ее максимально функциональной, потребуются особые модули. Для тех, кто любит мастерить и хочет создать Raspberry pi 3 умный дом своими руками, предлагаются сегодня такие модули, как:

• Модуль камеры. Подключив его, систему можно рассматривать, как удобный инструмент для видеонаблюдения. Данная камера совместима с «операционкой» мини-компьютера Raspberry. Она позволит записывать видеофрагменты в разрешении Full HD и делать отличные 5-мегапиксельные фото.
• Датчик, измеряющий влажность, а также температуру воздуха. При установке этого модуля, система будет обрабатывать метеоданные.

• Датчики дыма, а также датчики, сигнализирующие о протечке воды. Данный установленный и подключенный модуль поможет своевременно реагировать на появление дыма в доме и выявлять протечку воды. Многие владельцы больших коттеджей выбирают эту опцию для того, чтобы максимально обезопасить свой дом от неприятных сюрпризов.
• Датчик движения, совместимый с Raspberry Pi. Данный модуль возможно использовать для того, чтоб лампы домашние включались при малейших замеченных движениях в любой зоне домовладения.

Преимущества Raspberry Pi 3 по сравнению с ранее выпущенными версиями

Преимуществ у последней прогрессивной версии Raspberry Pi 3 много:

• Устройство имеет много интерфейсов. Последняя версия располагает Bluetooth 4.1, Wi-Fi 802.11n, Lan, 4 USB, а также HDMI. Также имеется возможность подключить GSM-модем для выхода на связь с официальным мобильным оператором, который занимается предоставлением услуг интернет-доступа.
• Raspberry Pi 3 имеет мощный четырехъядерный 1,2 ГГц процессор.
• Последняя версия совместима с предыдущими.

Плюсы и минусы системы «умный дом» от фирмы Raspberry Pi

Для человека, который желает сделать свою жизнь комфортнее и безопаснее, система «умный дом» Raspberry Pi 3 является разумным решением. Подводя итог всему вышесказанному, можно выделить четыре важных преимуществ «умного дома».

• Возможность максимально обезопасить свой дом за счет контроля протечек, установленного видеонаблюдения, охранной, а также противопожарной системы.
• Возможность установки системы, помогающей экономить (речь идет о датчиках движения, смесителях сенсорного типа, датчиках, фиксирующих движение).
• Возможность установки систем, повышающих уровень комфорта (спецсистемы управления шторами, электроприборами).
• Возможность установки интеллектуальных развлекательных спецсистем (речь идет о системе мультирум, спецсистеме «домашний кинотеатр»).

Наряду с плюсами, есть у системы «умный дом» и несколько незначительных минусов:

1. Систему целесообразно покупать только для большого загородного дома.
2. Важно разбираться в каждом элементе системы (или иметь всегда под боком разбирающегося в этом вопросе человека), так как из-за своей сложности система в любой момент может выйти из строя.
3. Так как прогресс галопирующими темпами продвигается вперед, через пять-семь лет и эта прогрессивная система устареет, поэтому есть риск того, что с продажи могут исчезнуть важные ее компоненты.

Как видим, плюсы уверенно перекрывают минусы. Поэтому если есть желание купить систему «умный дом» для загородного коттеджа, не стоит отказываться от этой идеи.

• Tutorial

В данном проекте запускаем своё iOS, Android или Web приложение, а также пишем (вернее, чуть дописываем) чат бот на питоне, который управляет розетками через радио модуль, подключенный к Raspberry Pi.

В итоге, можем управлять домашними приборами и получать от них статусы удаленно и совместно с другими пользователями через общий чат.

Интересно?

А зачем?

Вопрос “а зачем это нужно?” не всегда остро стоит для проектов из серии «умный дом» и всяческих Internet of Things, здесь часто тратится куча времени и денег на автоматизацию чего-то, что на практике удобнее переключать по старинке обычным настенным выключателем:-) Но при этом получаешь кучу удовольствия и полезного опыта в процессе и далее радуешься исправной работе механизма, который сделал сам.

Но кроме вышеупомянутых удовольствий, мне кажется, управление домом и общение устройств через чат, конкретнее XMPP протокол, имеет право на жизнь по следующим причинам:

• Человеческий язык - довольно легко заставить чат бот общаться с вами на человеческом языке, что довольно удобно, особенно для менее технических членов семьи. Также это позволяет в перспективе подключить голосовое управление.
• Универсальный удаленный доступ - к XMPP чат серверу можно подключаться откуда угодно и из любого Jabber совместимого IM клиента. Людям удобно, а как подключить устройства описано в данной статье.
• Удобное управление для всей семьи - подключите домашних в единый групповой чат, где сидят боты, отвечающие за дом или приборы в доме. Вы можете обсуждать свои семейные вопросы и одновременно управлять домом. Все видят, кто какие команды подал приборам, можно видеть их (ботов) ответы и отчеты, просмотреть предыдущую историю и т.п. Это удобно.
• Система независимых распределенных агентов . Каждый прибор или набор датчиков, которые имеют представительство (по сути, пользователя) в чате, соответственно являются независимыми агентами и могут общаться с другими приборами и быть управляемыми ими или вами напрямую. Единый сервер не обязателен. Можно поднять свой чат бот для каждого важного прибора или датчика, а также настроить главного бота с элементами AI, такой себе “дворецкий” или “majordomo”, который будет всеми девайсами управлять, причем они будут общаться в доступном вам и другим членам семьи чате на понятном вам языке, так что вы всегда можете отследить что происходило или вмешаться в процесс.

Реквизит

Для данного мини-проекта нам потребуются следующие компоненты:

1. Raspberri P.
У меня модель B, заказал буквально за день до объявления о выходе B+, но в принципе, любая модель тут подойдет, главное смотрите, чтоб GPIO пины были совместимы с управляющим модулем, который вы выберете. Об этом ниже.
Ну а так, главное требование - запустить чат бот на питоне.

2. Аксессуары к вашему Pi.
WiFi модуль, простые USB клавиатура и мышь, карточка SD памяти с дистрибутивом Raspbian, блок питания, по желанию - пластиковый корпус.
Это стандарт для “малинки”, но т.к. я покупал её впервые, специально под этот проект, то не знал, что WiFi и SD карта не входят в стандартный комплект, и пришлось дозаказывать, так что имейте в виду. Также для настройки вам потребуется монитор или телевизор с HDMI кабелем.

3. Управляющий модуль (RF transmitter) и розетки или другие приборы с приёмником (RF receiver).
Здесь нужно сказать, что я пошел по быстрому или ленивому пути, и заказал готовый RF модуль для Pi и набор радиоуправляемых розеток от Energenie . В комплекте идет готовый RF передатчик, который подключается на GPIO пины вашей малинки. Кому этот путь не по душе, есть альтернативы, в инете куча гайдов о том, как к существующим радиоуправляемым приборам подобрать код и управлять ими через простой дешевый китайский RF передатчик. В качестве альтернативы можно через Pi управлять приборами непосредственно прямым проводным подключением с GPIO, а также через WiFi и по другим каналам.

Вот фото моего Energenie комплекта:

4. Чат-клиент.
В данном туториале используется Q-municate , это мессенджер с открытым исходным кодом от нашей платформы QuickBlox, который можно скачать с github и забилдить под iOS, Android или запустить Web версию на десктоп и других платформах. Преимущество использования Q-municate в том, что вы можете кастомизировать интерфейс под себя и сделать своё собственное приложение, например, только для своей семьи.
Но это совершенно не обязательно. Вы можете использовать любой Jabber/XMPP совместимый клиент, например Adium.

Итак, начнем.

Устанавливаем дистрибутивы / dependencies для Raspbian

Логинимся на малинку и ставим следующие вещи под рутом:
apt-get install python-dev pip install sleekxmpp pip install dnspython pip install pyasn1 pyasn1-modules apt-get install python-rpi.gpio
Нам собственно нужен sleekxmpp, это базовый проект для чат бота, а остальное решает вопросы с различными зависимостями для этого проекта. Ну и плюс python-rpi.gpio позволит контролировать GPIO пины малинки из нашего питон скрипта.

Подключаем и проверяем модуль радиоуправления

Если вы используете другой модуль, не от Energenie, то эту часть вам придется исследовать самостоятельно.

При использовании же готового Pi-mote модуля всё просто и хорошо описано в официальной инструкции от производителя: energenie4u.co.uk/res/pdfs/ENER314%20UM.pdf

Лично я потратил непозволительно много времени пытаясь определить, работает ли мой комплект радиоуправляемых розеток, меряя напряжение на малинке, пробуя неофициальные скрипты и т.п., так как розетки Energenie почему-то никак не хотели управляться скриптом, как это описано у производителя и на нескольких блогах. Не сразу дошло еще раз заглянуть в мануал и прочитать на этот раз внимательно, а там английским по белому говорится, что сокеты нужно запустить сначала в обучающем режиме. Логично. В своё оправдание могу только сказать, что проект делал рано по утрам в выходные, пока семья спит, видимо, сказался недосып:-)

Итак, обучаем. Согласно инструкции, запускаем скрипт

Sudo python ENER002.py
вставляем розетки в розетки) и если лампочки на них не мигают, то переводим в режим обучения нажатием кнопки выключения в течение 5 секунд. Лампочки замигали, нажимаем “Enter” на клавиатуре чтобы подать сигнал из скрипта и видим быстрое мигание лампочки, это значит что обучение прошло успешно. Повторяем то же самое с остальными розетками. Один Pi-mote модуль может подавать 4 разных кода, т.е. управлять можно 4 разными наборами Energenie розеток, при этом никто не мешает использовать один код для нескольких розеток одновременно.

Поднимаем чат сервер

Нам нужен XMPP / Jabber совместимый чат сервер с возможностью создания MUC (группового чата или чат комнаты) в нём, чтобы подключить туда наш чат бот и человеков-пользователей.

В принципе, на Pi можно поднять свой чат сервер, например вот здесь http://box.matto.nl/raspberryjabberd.html описывается установка ejabberd на Raspberri Pi.

В данной статье мы опять идем по пути наименьшего сопротивления и используем готовый бесплатный чат сервер от QuickBlox . Вам нужно просто создать аккаунт, чтобы получить свой собственный чат сервер и веб админку к нему.

Шаги ниже описывают регистрацию и заодно создание пользователя для нашего чат бота и MUC комнаты для общения.

Дальше нам нужно взять и модифицировать это под свои нужды.
Если вы тоже используете Energenie для управляемых розеток и QuickBlox для чат сервера, то вы можете взять мой готовый скрипт здесь: https://github.com/QuickBlox/sample-powerbot-python-rpi .
Вам нужно будет только поменять credentials в начале скрипта, прописав туда свои ключи приложения и пользователя (того, что мы создали выше).

Ниже мы пройдемся более детально по внесённым изменениям, но вкратце, что было сделано (заранее прошу прощения за уровень питон кода - давно не программист и тем более не питонщик - буду благодарен за любые улучшения и пулл реквесты):

1. Добавлено авто-присоединение по приглашению в другие чат комнаты.

2. Подправлена совместимость с QuickBlox и Q-municate (мелочи типа формата названия чат комнат и т.п.)

3. Добавлен собственно парсинг команд для управления приборами - в нашем случае это «lamp on», «lamp off», «all on» и «all off» - и вызов функций switch_on / switch_off из питон модуля energenie, который уже отдает команды на плату радиопередатчика через GPIO.
Кто работает напрямую с GPIO, посмотрите в energenie.py как реализована работа с GPIO.

Авто-присоединение в другие чат комнаты

Опциональная фича, но лично мне этого не хватало, например, когда в мессенджере у вас в друзьях висит этот бот-дворецкий и вы можете создавать новые чаты и приглашать его туда. Без этого работать будет, но тогда бот будет привязан к тому чату, в который вы его запустили.

Как реализовать авто-присоединение - парсим станзы входящих XML сообщений, т.к. нам обязательно прийдет сообщение о том, что создан такой-то MUC чат, если данный пользователь был туда приглашен.

В нашем случае мы используем платформу QuickBlox и конкретное приложение Q-municate, в нём приглашение в новый групповой чат выглядит примерно так:
RECV: Taras Filatov created new chat<_id>53b78c0c535c12798d0050551234040,1258466,126535021404538064Yanus Poluektovich, Sergey Fedunets[email protected]1

Отслеживаем фразу “created new chat” в XMPP станзах, и если она встречается, то парсим оттуда xmpp_room_jid, это и будет id вновь созданной комнаты.
Дальше запускаем процесс с этим же скриптом
Имейте в виду, для того чтоб это работало, нужно сделать скрипт исполняемым:

Chmod +x powerbot.py
Код реализации представлен ниже:

If msg["mucnick"] != self.nick and "Create new chat" in msg["body"]: from bs4 import BeautifulSoup y = BeautifulSoup(str(msg)) roomToJoin = y.xmpp_room_jid.string print ("Got an invite to join room") botId = subprocess.Popen(, shell=True) print "spawned new bot ID=" print botId self.send_message(mto=msg["from"].bare, mbody="Thank you for your kind invitation, joining your new room now!", mtype="groupchat")

Приветствие + инструкции

Определяем кодовое слово, в данном случае “powerbot”, и выдаем в ответ приветствие и подсказку о том, как пользоваться / общаться с нашим ботом.
Проверка “if msg["from"] != self.nick” нужна чтобы бот не реагировал на сообщения от себя самого.

# # Reply to help request (any message containing "powerbot" in it) # if msg["mucnick"] != self.nick and "powerbot" in msg["body"]: reply_test_message = self.make_message(mto=msg["from"].bare, mbody="Powerbot is greeting you, %s! Usage: lamp to control socket 1, all to control all sockets. Example: "lamp on" switched socket 1 on." % msg["mucnick"], mtype="groupchat") self.copy_dialog_id(msg, reply_test_message) reply_test_message.send() print "Sent help text: " + str(reply_test_message)

Включение / выключение лампы и других приборов

Отслеживаем команду “lamp on” (включить лампу), если команда получена, то включаем розетку switch_on(lampSocket) и отчитываемся о выполнении.

# # Handle "lamp on" command # if msg["mucnick"] != self.nick and "lamp on" in msg["body"]: switch_on(lampSocket) confirmation_message = self.make_message(mto=msg["from"].bare, mbody="Lamp has been switched on, %s." % msg["mucnick"], mtype="groupchat") self.copy_dialog_id(msg, confirmation_message) confirmation_message.send() print "Lamp switched on, sent confirmation: " + str(confirmation_message)
Аналогичным образом реализованы “lamp off”, “all on” и “all off” (последние отвечают за включение или выключение всех управляемых розеток).

Запускаем чат бот

Из bash на малинке выполняем нехитрую команду:

Sudo python powerbot.py -d -r <адрес начальной MUC комнаты>
Sudo нужно для доступа к GPIO. Если вы использовали QuickBlox, то в качестве адреса MUC комнаты просто скопируйте JID адрес из таблички Chat Dialogs.

В результате на экране появятся логи аутентификации и обмена XMPP статусами с сервером:

Всё, бот готов и ждет ваших указаний в чат-комнате.

Кстати, вы могли обратить внимание, что функции реакции на команды продублированы одновременно в
def message(self, msg):
и
def muc_message(self, msg):
первый блок обрабатывает приватные сообщения 1:1, а второй - групповые.
То есть управлять ботом можно и в приватном чате, хотя на мой взгляд, это менее интересно.

Собираем чат клиент под iOS (варианты: Android, Web)

Как я писал выше, можно общаться с ботом через любой Jabber / XMPP - совместимый чат клиент.
Мы легких путей не ищем, поэтому собираем своё приложение - клиент для управления ботом ну и заодно для общения с домашними и друзьями.
Свой собственный мессенджер с ботом и групповыми чатами:-)

Однако, как вы увидите, мы здесь тоже идем по быстрому и ленивому пути и берем готовый open-source проект нашей собственно разработки,
который называется Q-municate.

1. Тянем с гита проект для соответствующей платформы.

• А по теме DS18B20 подойдёт. ">

> @vadelma#5751 Подключать надо около 10 датчиков. Поэтому крайне желательна возможность использования на любом GPIO-контакте. Не только uart или i2c . i2c как раз и предназначена для подключения множества устройств. Благодаря

• Подключать надо около 10 датчиков. Поэтому крайне желательна возможность использования на любом GPIO-контакте. Не только uart или i2c . ">

  Подключать надо около 10 датчиков. Поэтому крайне желательна возможность использования на любом GPIO-контакте. Не только uart или i2c .

Нужен погружной в жидкость температурный датчик. Диапазон температур 0/+100 градусов. Требуется возможность снимать показания в формате понятном малине без риска для неё.

@gena#5747 В отсылаемом пакете данных присутствует адрес источника (от 0 до 31), а команда отсылается по всей линии передач, просто исполняет её только только тот источник, у которого адрес совпадает

В отсылаемом пакете данных присутствует адрес источника (от 0 до 31), а команда отсылается по всей линии передач, просто исполняет её только только тот источник, у которого адрес совпадает с

> @Knmichael#5746 Программируемые источники питания общаются посредством интерфейса RS-485 с управляющим устройством (в данном случае с Raspberry Pi 3 Model B+), а между собой коммутируются через RS-232. В моём случае,

### Программирование источников питания при помощи Raspberry Pi Model B+ ("Малинка"). **Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, каким образом реализовать идею.** Программируемые источники питания общаются посредством интерфейса RS-485 с управляющим устройством (в данном случае с

Для перезагрузки подвисшей Raspberry можно использовать сторожевой таймер. http://robocraft.ru/blog/3130.html - тут есть подробная статья на эту тему

• Через Bluetooth.
  Либо купить 2 USB видеокарты со входом для микрофона и соединить выход одной со входом другой обычным 3.5 jack кабелем ">

  Через Bluetooth.
  Либо купить 2 USB видеокарты со входом для микрофона и соединить выход одной со входом другой обычным 3.5 jack кабелем

• Можно подключить 1 экран по HDMI, 1 по DSI.
  И это будет не очень просто ">

> @Andreyku#5619 Вот я и хотел спросить, можно ли к малинке подключить два шаговых двигателя и управлять ими через сайт который работает на https ? Да, можно.

1) Это просто переходник с CSI на HDMI, чтобы можно было подключать камеру более длинными и надёжными калебями. 2) Это обычный экран, LVDS панель + LVDS-HDMI переходник. Захват через

Всем привет! Парни, помогите кто чем может! Есть RaspberryPi 3B, со свежим Raspbian, малину использую только для передачи данных от USB-портов в Ethernet, этим заведует сервис ser2net, установленный из арсенала

Я сразу извиняюсь, поскольку мои познания очень, очень скромные. Купил сей девайс https://www.waveshare.com/wiki/SIM7600E-H_4G_HAT Задача запустить его в среде Pri - Raspbian, т.е. что бы подключение было по модему и работал GPS.В мануале есть примеры

• Видео аппарата https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=CUNnT2uiEDM ">

Всем привет. Пару лет назад собрал дипенсор, для кофейных капсул на ардуино. Заходишь на сайт выбираешь один из двух вкусов и аппарат выдает его. Все работало нормально до тех пор

В общем все поставил все включил через config и ssh и VPN, но работать отказывается т.е. с ПК зайти не могу! Подключено все через роутер, RAPI подключена по WiFi , ПК

Установил windows на новенький raspbery pi b 3. Подключаю ethernet кабель к роутеру - никакой реакции. Ноутбук с этим же кабелем к роутеру подключается без проблем. Помогите, пожалуйста, в чём

В одном из сообщений здесь писали о переходнике с HDMI на шлейф RaspCam: https://www.tindie.com/products/freto/pi-camera-hdmi-cable-extension/ . Можно ли его использовать для видеозахвата видео с видеокамеры с HDMI выходом? Хватит ли пропускной способности камерного входа на малинке?

Chug17, скажи, пожалуйста, может ли использоваться переходник, о котором ты писал выше https://www.tindie.com/products/freto/pi-camera-hdmi-cable-extension/ для захвата видео с видеокамеры с HDMI выходом? Хватит ли пропускной способности входа камеры на малинке? Насколько я

Здравствуйте друзья

В своих обзорах устройств умного дома экосистемы Xiaomi - я уже неоднократно упоминал название Domoticz. Наконец у меня дошли руки поделится своими наработками на эту тему, и рассказать что же это такое и каким образом можно дополнить стандартные возможности умного дома от Xiaomi при помощи этой системы. В рамках одного обзора это рассказать невозможно, но нужно с чего-то начинать - поехали…

Вступление - пару слов о Domoticz

1. Что такое Domoticz ?
Это мультиплатформенное ПО с открытым кодом ориентированное на создание системы управления умным домом. Поддерживает большое количество различных устройств разных вендоров, в том числе работает с устройствами Xiaomi.
2. Какие устройства Xiaomi могут управлятся Domoticz?
Буду говорить только о тех устройствах, которые я проверил лично. На данный момент можно управлять шлюзом Xiaomi Gateway - и всеми устройствами которыми он управляет - кнопки, датчики открытия и движения, розетки ZigBee, выключатели Aqara. Так же поддерживаются осветительные гаджеты Yeelight - RGBW и White лампы, потолочный светильник Celling Light.
Читал про работу с bluetooth сенсорами miflora.
3. Для чего мне Domoticz ?
Система имеет более гибкие возможности по настройке сценариев - например проверку активности устройства, то чего нет в MiHome, или создание переменных - которые позволяют по одному условию - например нажатие клавиши - выполнять различные действия, в зависимости от значения переменной.
Сценарии, созданные в Domoticz не зависят от китайских серверов и наличия интернет.
Domoticz расширяет функциональность устройств - например новые действия «free fall» или «alert» для кубика, или «Long Click Release» для кнопки.
4. Если я буду использовать Domoticz то не смогу работать с MiHome?
Обе системы прекрасно живут паралелльно - функциональность MiHome - полностью сохраняется, просто часть сценариев будет жить в одной системе - часть в другой. В принципе все сценарии могут жить в Domoticz.
5. Зачем мне нужен MiHome если я буду использовать Domoticz?
По крайней мере для добавления новых устройств. Выбор стоит за вами - но мое мнение - на данный момент Domoticz лучше всего использовать как дополнение к MiHome
6. Что нужно для подключения устройств Xiaomi к Domoticz?
Сразу хочу успокоить - паяльников, программаторов и танцев с бубнами не надо. Так же вам не понадобится Linux или виртуальные машины - попробовать все можно прямо на вашей рабочей винде, а если вам понравится - то есть смысл выделить для нее отдельную аппаратную платформу, например герой сегодняшнего обзора.
Буквально после первых удачных экспериментов на своем настольном ПК, я загорелся идеей отдельной аппаратной базы для Domoticz. Выбор свой я остановил, после штудирования пабликов - на Raspberry Pi Model 3 B - компактный но мощный одноплатный компьютер на базе Soc процессора BCM2837 с 4 ядрами Cortex-A53, работающим на частоте 1.2GHz, 1GB ОЗУ и беспроводными модулями Wi-Fi и Bluetoth 4.1.

Комплект

В свой заказ я включил 4 позиции -



Скрин оплаты




Raspberry Pi Model 3 B Motherboard -
Что интересно в магазине имеется две модификации - китайская и английская. На момент покупки китайская стоила на 7 долларов дешевле, ее я и взял. Чего там китайского - честно говоря для меня загадка.
Корпус для Raspberry Pi Model 3 B -
Блок питания HN - 528i AC / DC 5V 2A -
Медные радиаторы для Raspberry Pi -
Еще для полного комплекта вам понадобится microSD карта - не менее 4 GB и HDMI кабель. У меня в загашнике был и кабель и карта на 32 ГБ, потому покупать не стал.

Что в посылке

Через положенный срок - чуть более двух недель, курьер принес посылку с моим заказом.


Рассмотрим подробнее. Блок питания с вилкой Тип С и разъемом micro-USB.


Заявленный максимальный ток - 2А при напряжении 5 В.


Тестовое включение с нагрузкой в 2А - показывает некоторое проседание напряжения, но в пределах допустимого, блок питания - более-менее честный.


Комплект из трех медных радиаторов в пакетике, для пассивного охлаждения.


Все радиаторы имеют квадтарную форму, два радиатора с штырями и длиной стороны около 12 мм и один плоский со стороной около 15 мм.


Корпус из темного пластика с выдавленным изображением ягоды малины на крышке


Размеры корпуса - примерно 90 на 65 мм




Корпус разбирается на 5 частей - держится все защелках, никаких винтов.


С аксессуарами покончено - пора переходить к самому главному
RASPBERRY PI 3 MODEL B
Raspberry Pi 3 Model B является прямым наследником Raspberry Pi 2 Model B. Плата полностью совместима с предшественником, но наделена большей производительностью и новыми средствами коммуникации:
64-х битным четырёхядерным процессором ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,2 ГГц на однокристальном чипе Broadcom BCM2837; встроенными Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Кроме того, процессор имеет архитектуру ARMv53, а значит вы сможете использовать любимую операционную систему: Debian Wheezy, Ubuntu Mate, Fedora Remix и даже MS Windows 10.


Технические характеристики подробнее
CPU - Broadcom BCM2837, ARM Cortex-A53 Quad Core, 1.2 GHz
Количество ядер процессора - 4
GPU - VideoCore IV 3D
RAM - 1 GB
Хранилище - microSD
Сетевые возможности
Ethernet 10/100
WiFi 2.4G 150 mb/s
Видео вывод - HDMI
USB порты - 4
Беспроводные возможности - Bluetooth
Аудио вывод - 3,5 Jack
85,6 х 53,98 х 17мм, 45 грамм


В коробке имеется документация и буклет по быстрой установке - кстати на английском языке, а так же пакет из плотной коричневой бумаги с компьютером.


На одной из длинных сторон компьютера размещены порты micro USB для питания, полноразмерный порт HDMI, CSI-2 Camera port - для подключения камеры по интерфейсу MIPI, 3,5 мм аудиоразъем. Так же на верхней стороне находится модуль процессора и Ethernet/USB Hub lan9514-jzx


На торцевой стороне скомпонованы 4 USB порта и порт Ethernet


На другой стороне материнской платы находится 40 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO)


На второй торцевой стороны - находится DSI Display Port для подключения штатного дисплея


На нижней стороне платы находится модуль памяти LPDDR2 SDRAM - EDB8132B4PB-8D-F


И micro-SD разъем для карты памяти


Медные радиаторы ставятся на USB/Ethernet Hub и процессор с одной стороны


И на чип памяти с другой. Этот радиатор плоский - не мешает установке платы компьютера в корпус


В корпус все устанавливается отлично, винтовых соединений нет - садится на пластиковые выступы.


Все вырезы на корпусе в точности совпадает с разъемами компьютера




Для запуска нам потребуется внешний монитор (телевизор) с HDMI входом, USB клавиатура, будет удобнее если так же будет и мышка и питания. Монитор, клавиатура и мышка - понадобятся только на момент установки, дальше достаточно будет только блока питания.



Установка операционной системы

Для установки операционной системы, первым делом необходимо загрузить архив с дистрибутивами - . Пока скачивается почти полутора гигабайтный архив, загружаем утилиту для форматирования SD карты - SD Card Formatter - . Этот дистрибутив гораздо компактнее - всего 6 МБ, поэтому не теряя времени, устанвливаем программу


и, после установки, вставляем карту памяти в картридер (у вас же есть картридер не правда ли) и запускаем SD Card Formatter. В меню Options необходимо установить “FORMAT SIZE ADJUSTMENT” в “ON”


Дождавшись завершения загрузки большого дистрибутива, открываем полученных архив и распаковываем его содержимое на свежеотформатированную флешку.
Следующий шаг - первый запуск Raspberry Pi (флешку с записанным дистрибутивом, конечно устанавливаем в него). Извините за качество нескольких следующих фото - с экрана телевизора:(
При первом запуске стартует меню выбора операционной системы - что ставить, причем в списке имеется даже версия WIndows 10 для Raspberry Pi. На этом этапе можно выбрать язык (внизу экрана) - русский есть и подключится к Wi-Fi сети - кнопка Wi-Fi networks


Нужная мне опарационка - Raspbian базирующаяся на Linux Debian - представлена в двух вариантах, lite И полном, с графическим интерфейсом. Я выбрал полную версию


После этого можем спокойно идти пить чай с баранками, установка займет довльно длительное время.


Периодически измеряя температуру во время установки, максимально что я видел - 38 градусов.
После завершения установки и перезагрузки компьютера, загружается рабочий стол Raspbian


Единственное что я сделал здесь - это в настройках включил SSH - для того чтобы управлять системой с настольного ПК, все остальное я уже делал через терминал.


Для управления Raspberry с настольного ПК, нам понадобится любая программа терминал, я использую старый добрый Putty


Имя пользователя и пароль по умолчанию - pi и raspberry . Для смены пароля воспользуйтесь командой passwd .


Рекомендую сразу установить статический IP адрес для Raspberry. Узнать текущие адреса можно при помощи команды ifconfig , где
eth0 - это Ethernet
lo - это локальный интерфейс 127.0.0.1
wlan0 - это wi-fi интерфейс



А для того что бы отредактировать файл с настройками - вводим команду
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
и в открывшемся файле, пролистав в конец добавляем нужные настройки в зависимости от того какой интерфейс мы будем использовать.
Например мы хотим использовать адрес 192.168.0.222, маска 255.255.255.0, адрес шлюза и DNS - 192.168.0.1
Для Ethernet вставляем
interface eth0

static routers=192.168.0.1

Для wi-fi
interface wlan0
static ip_address=192.168.0.222/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1


Для выходя из редактора нажимаем ctrl+x
Для сохранения изменений - нажимаем “Y” и затем enter

Установка Domoticz
Большая часть работы по настройке уже закончена, теперь нам нужно установить систему Domoticz. Делается это одной командой -
sudo curl -L install.domoticz.com | sudo bash
Которая инициализирует процесс загрузки и установки системы


В процессе установки, инсталлятор задаст вопросы по поводу места установки и т.п. - все эти моменты я оставил по умолчанию.


После успешной установки, инсталлятор напишет адреса и порты веб интерфейса системы Domoticz


Но, для работы с шлюзом Xiaomi - нам нужна beta версия системы. Обновление до крайней версии беты производится командами
cd ~/domoticz
sudo ./updatebeta



Теперь система Domoticz доступна по веб интерфейсу:



Теперь самое время приступить к добавлению устройств Xiaomi. Но сначала -

Подготовительные работы

Итак, что нужно для того что бы начать работать с Domoticz?
Резервирование IP адресов
Первым делом необходимо, тем устройствам которыми вы планируете управлять - пока это шлюз и лампы - установить статические IP адреса. Это делается на вашем домашнем роутере, при помощи таблицы клиентов DHCP которая выглядит примерно так -


и информации из вкладок Network info плагинов управления шлюзом и лампами, где указаны MAC адреса устройств


Используя эту информацию нужно прописать выдачу постоянных IP адресов этим устройствам - так как они будут управлятся именно по IP, и если адрес будет сменен - Domoticz потеряет связь с ним. Таблица резервирования адресов выглядит примерно так -



Режим разработчика

Необходимо активировать режим разработчика. Для шлюза Xiaomi Gateway необходимо зайти в меню, выбрать опцию about, внизу экрана где написана версия (2.23 у меня) - нажимать на нее до тех пор пока в меню не появится две новые опции, они могут быть на китайском, в моем примере - на английском. Нажимаем на первую из двух - local area network communication protocol, в меню активируем верхний переключатель и записываем пароль шлюза.


Для ламп все проще - нужно установить приложение Yeelight, если вы его еще не поставили, и для каждого светильника - заходим в меню, режим разработчика - включить



Добавление устройств

Для добавления устройств переходим во вкладку Настройки - Оборудование
127.0.0.1:8080/#/Hardware (вместо 127.0.0.1 - адрес вашего Domoticz)
Выбираем тип устройства Xiaomi Gateway, называем его как нибудь, указываем его IP адрес, который мы зарезирвировали на роутере, прописываем пароль полученный в окне режима разработчика. Порт - у меня работает на порту 54321. В вики домотикз описано подключение с указанием порта 9898


Для добавления ламп - просто добавляем устройство YeeLight LED - адреса указывать не надо, лампы подтянутся сами.


Датчики подключенные к шлюзу подтянутся не сразу все, это процесс может занять час и более - нужно подождать. Это связано с тем, что устройства ZigBee активируются только в момент передачи данных. Немного подтолкнуть процесс можно - открывая и закрывая окна с датчиками, дышать на датчики температуры, включать выключать розетки - словом вынуждать устройства передавать данные.

Устройства

Устройств добавится НАМНОГО больше чем вы ожидаете:) Список их доступен на вкладке Настройки - устройства.
127.0.0.1:8080/#/Devices


Например каждый датчик температуры и влажности - добавится как три устройства, отдельно температура, отдельно влажность, и все вместе. Розетки - отдельно розетка (управляемое устройство) отдельно - как датчик энергопотребления. А вот шлюз - отдельно подстветка, отдельно сирена сигнализации, отдельно будильник, дверной звонок и регулятор звука. Для того чтобы добавить устройство в список используемых - в конце строки нужно нажать зеленую стрелочку. Убрать из используемых - синюю стрелочку. То что нам не нужно - не добавляем.
Добавленные к использованию устройства располагаются по нескольким вкладкам -

Переключатели

На этой вкладке собраны все управляемые устройства
127.0.0.1:8080/#/LightSwitches
Выключатели, кнопки, лампы, и прочее. Здесь мы можем включать, выключать, и делать любые действия с устройствами в ручном режиме.



Например выбрать звук который будет звучать на шлюзе, или цвет свечения на RGB лампе или яркость на белой лампе.



Температура

На этой вкладке группируются климатические датчики - влажности и температуры
127.0.0.1:8080/#/Temperature
Поначалу они все называются одинаково, определить где какой - можно по их показаниям и сверке с приложением Mi Home, после чего их можно соответсвенно переназвать.



Вспомогательное

Здесь сгрупирован датчик освещенности шлюза - хотя его показания весьма странные, и счетчики потребления энергии розеток.
127.0.0.1:8080/#/Utility



Сценарии

Для создания сценариев - необходимо перейти во вкладку - Настройка - Дополнительно - События. Написание сценариев доступно в двух вариантах - блочный и скриптовый на языке lua.



Примеры сценариев

Учится работать с Domoticz лучше начинать с блоков. Тут все разбито на группы и составлять сценарии довольно просто. Пример простого сценария на блоках - включение света по обнаружению движения, и выключения через минуту после того как датчик движения перейдет в статус выключено. После составления сценария нужно назвать его, поставить галочку на опции Event active: - для включения и сохранить его.



Точно такой же сценарий на lua



Примеры использования

Больше внимания конкретным сценарям я буду уделять в других обзорах, тут в качестве примера приведу сценарий, который НЕВОЗМОЖНО реализовать в Mi Home, а именно - двухкнопочный выключатель Aqara c размыканием проводов - левая кнопка будет работать по назначению - разрывать и соединять фазу, а правая - не подключенная к линии (для питания выключателя достаточно подключения только одной из кнопок) - будет включать и выключать Yeelight лампу, которая физического соединеня с выключателем не имеет.
В данном сценарии будет проверятся состояние лампы Yeelight, значение самого выключателя On или Off - значения иметь не будет. Если состояние лампа отлично от Off - значит она работает, и будет выключена, а если выключена - то будет включена.



На этом, вводную часть по Domoticz буду завершать, если тема будет интересна - то продолжу, интересного еще очень много.

Видеоверсия обзора (2 части) -





Спасибо за внимание.

Рисунок 1. Блочная диаграмма аппаратной части системы

Описание процесса монтажа аппаратной части системы занимает много времени, но является достаточно простым. В первую очередь следует соединить блок питания с стенной розеткой с помощью удлинителя, отрезав розетку это удлинителя. Зачистите провода и закрепите их с помощью винтов в терминалах блока питания. Далее соедините Raspberry Pi с блоком питания, отрезав разъем типа A от кабеля USB и соединив провода с соответствующими выводами блока питания, и вставьте разъем micro USB в разъем питания RPi. После этого следует зачистить оба конца двух жил гибкого кабеля и соединить их с соответствующими терминалами с обозначениями GND и JDVcc блока питания и блока реле. Наконец, следует удалить джампер, соединяющий вывод с обозначением JDVcc с выводом с обозначением Vcc. В том случае, если вы не удалите этот дампер, на предназначенные для напряжения 3.3 В выводы RPi будет подано напряжение в 5 В, которое с высокой вероятностью выведет компьютер из строя.

Теперь, когда питание подведено ко всем терминалам, следует соединить линии IN1-IN8 модуля реле с соответствующими выводами разъема GPIO с помощью гибкого кабеля таким образом, как показано на Рисунке 2. Представленный в данной статье код был разработан для случая, когда выводы IN1-IN7 соединены с выводами GPIO1-GPIO7. В том случае, если вы решите соединить данные выводы по-другому, вам придется модифицировать соответствующим образом ваш код.

Схема расположения выводов разъема GPIO Raspberry Pi приведена на Рисунке 2. На порты ввода-вывода Raspberry Pi подается напряжение 3.3 В, а модуль реле работает с напряжением 5 В. Однако, реле изолированы от выводов GPIO Raspberry Pi при помощи оптопар. На оптопары может подаваться напряжение 3.3 В с вывода Vcc. На вывод Vcc модуля реле может быть подано напряжение 3.3 В с разъема GPIO Raspberry Pi. Убедитесь в том, что вы убрали джампер, замыкающий выводы Vcc и JDVcc модуля реле. На вывод JDVcc должно подаваться напряжение 5 В для корректной работы реле. Рассматриваемый модуль реле размыкает контакты в активном состоянии. Из этого следует, что вы должны заземлить терминалы IN1-IN8 для включения реле.



Рисунок 2. Схема расположения выводов разъема GPIO Raspberry Pi

Предупреждение: проявляйте особую осторожность при соединении аппаратных компонентов системы. Последствия поражения электрическим током могут оказаться фатальными!

Обрежьте остатки кабелей удлинителей с вилками и закрепите провода в соответствующих терминалах модуля реле. Также подключите провода кабеля, который впоследствии будет связывать систему со стенной розеткой, к соответствующим терминалам модуля реле. Вся аппаратная часть системы может быть размещена в пенале или аналогичном контейнере. Подумайте о корпусе заранее, чтобы по окончании работы над аппаратной частью системы избежать необходимости в отсоединении и повторном присоединении проводов к терминалам модуля реле. Кроме того, я вставил несколько закрепляемых с помощью винтов зажимов для кабелей в соответствующие отверстия корпуса для ограничения натяжения кабелей (Рисунок 3).



Рисунок 3. Монтаж аппаратной части системы

Программное окружение

Я начал создание своего программного окружения с установки образа операционной системы Raspbian. Перед началом установки образа операционной системы вам потребуется подготовить дисплей, поддерживающий передачу изображения по HDMI, клавиатуру и мышь с разъемами USB, а также сетевой кабель для соединения с системой по протоколу Ethernet. Также вы можете установить соединение с системой посредством адаптера Wi-Fi. Создайте загрузочную SD-карту для первой загрузки системы в соответствии с инструкциями, приведенными на ресурсе http://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-image . В процессе первой загрузки системы установщик осуществит настройку операционной системы и разместит данные из ее образа на всем доступном пространстве карты памяти. После первой загрузки вы должны иметь возможность входа в систему с помощью стандартных данных учетной записи пользователя (имя пользователя "pi" и пароль "raspberry").

Обновление системы является разумным действием, которое должно выполняться сразу же после успешного входа в систему. Образ операционной системы Raspbian базируется на пакетах программного обеспечения дистрибутива Debian и использует приложение aptitude в качестве менеджера пакетов программного обеспечения. Кроме того, вам понадобятся пакеты программного обеспечения с именами python , pip и git . Я также мог бы порекомендовать установку Webmin для упрощения процесса администрирования системы. Инструкции по установке Webmin приведены на ресурсе http://www.webmin.com/deb.html (следуйте рекомендациям, приведенным в разделе "Using the Webmin APT repository"):

Sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade sudo apt-get install python python-pip git git-core

После этого вам придется настроить соединение с использованием адаптера Wi-Fi. Вы можете найти подробные инструкции на ресурсе http://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless . Я рекомендую использовать вариант wicd-curses . На данном этапе вы можете изменить параметры настройки Raspberry Pi с помощью команды sudo raspi-config . После ввода данной команды вы получите доступ к удобному графическому интерфейсу, который позволит вам установить значения таких параметров, как объем оперативной памяти, разделяемой с графическим процессором, параметры быстродействия центрального процессора, режим использования графического интерфейса в процессе загрузки и других.

Другим полезным инструментом является интегрированная среда разработки Cloud 9 IDE . Cloud 9 IDE позволит вам редактировать свой код на уровне Raspberry Pi посредством веб-браузера. Данная интегрированная среда разработки также предоставит вам доступ к интерфейсу командной строки в рамках веб-браузера. Вы можете разрабатывать и исполнять любой код, не покидая свой веб-браузер. Интегрированная среда разработки Colud 9 IDE требует наличия определенной версии фреймворка NodeJS. Использование неподдерживаемой версии фреймворка повлечет за собой постоянные аварийные завершения работы сервера Cloud 9, которые могут привести любого пользователя в уныние. Инструкции по установке фреймворка NodeJS на компьютер Raspberry Pi приведены на ресурсе http://weworkweplay.com/play/raspberry-pi-nodejs .

Программное обеспечение

Я решил создавать пользовательский интерфейс своей системы с использованием технологий HTML5, CSS3 и JavaScript. Комбинация трех упомянутых технологий является мощным инструментом для создания пользовательских интерфейсов. Язык программирования JavaScript позволяет использовать простой API для взаимодействия с серверами. Кроме того, существует множество библиотек для языка программирования JavaScript, таких, как JQuery, Bootstrap и других, из которых можно выбрать наиболее подходящую. HTML5 предоставляет API WebSocket, позволяющее веб-браузеру поддерживать соединение в рабочем состоянии и осуществлять обмен данными посредством этого соединения. Это обстоятельство делает API WebSocket особенно полезным для реализации динамических приложений и приложений для потоковой передачи данных, таких, как игры и чаты. Каскадные таблицы стилей CSS полезны для стилизации различных элементов страницы HTML. В случае корректного использования они позволяют создавать динамические пользовательские интерфейсы путем изменения стилей элементов страниц при наступлении тех или иных событий. Для данного проекта я выбрал фреймворк JQuery для обработки событий, Bootstrap CSS для размещения кнопок в форме сетки и язык программирования JavaScript для реализации механизмов обмена данными на основе API WebSocket.

Библиотеки

Серверное приложение, работающее на уровне Raspberry Pi, должно управлять состоянием выводов разъема GPIO платы Raspberry Pi. Оно также должно предоставлять интерфейс HTTP для передачи данных графического интерфейса и интерфейс WebSocket для передачи сообщений с командами и данными состояния. Готового к установке серверного приложения с такими специфическими функциями попросту не существует, поэтому я принял решение о создании своей собственной реализации сервера с использованием языка программирования Python. Для упрощения разработки описанного серверного приложения с использованием языка программирования Python доступны модули с реализациями методов для работы с интерфейсом GPIO Raspberry Pi, для создания сервера HTTP и для работы с интерфейсом WebSockets. Так как все перечисленные модули предназначены для выполнения поставленных задач, мне пришлось разработать минимальный объем кода.

Однако, упомянутые модули не включены в комплект поставки интерпретатора Python и должны устанавливаться отдельно. В первую очередь вам понадобится модуль для управления состоянием выводов разъема GPIO Raspberry Pi. Простейший способ изменения состояния выводов данного разъема заключается в использовании библиотеки RPi.GPIO, доступной по адресу https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO . Вы можете установить соответствующий модуль с помощью следующей команды:

Sudo pip install RPi.GPIO

Работа с модулем RPi.GPIO не связана с какими-либо сложностями. Вы можете найти примеры использования данного модуля по адресу . На первом шаге работы с модулем необходимо осуществить импорт его кода в код проекта. После этого вам придется выбрать режим работы. В качестве идентификатора режима работы может использоваться либо константа GPIO.BOARD, либо константа GPIO.BCM. Выбор режима работы обуславливает использование чипа BCM или выводов разъема ввода-вывода при ссылках на номера выводов во всех последующих командах. Далее следует указать, используются ли выводы из рассматриваемого разъема для ввода или вывода. Теперь вы можете использовать выводы данного разъема по назначению. Наконец, вам придется осуществить вызов метода cleanup() для сброса состояния выводов разъема GPIO. В Листинге 1 показан простейший пример использования модуля RPi.GPIO.

Листинг 1. Использование модуля RPi.GPIO

Import RPi.GPIO as GPIO # импортирование кода модуля в код проекта GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # указание на то, что нумерация используется для обозначения выводов разъема GPIO.setup(0, GPIO.IN) # указание на то, что канал 0 будет использоваться для ввода GPIO.setup(1, GPIO.OUT) # указание на то, что канал 1 будет использоваться для вывода var1=GPIO.input(0) # чтение состояния канала 0 GPIO.output(1, GPIO.HIGH) # установка логической единицы на канале 1 GPIO.cleanup() # сброс состояния выводов разъема GPIO.