Вай фай контроллер умный дом. Умный дом wi-fi. Умный дом на базе WiFi оборудования


Китайская корпорация ITEAD выпустила невероятно простое и в тоже время функциональное устройство для дистанционного управления любой электрической нагрузкой через интернет. Фактически это wifi-реле построенное на хорошо известном чипе ESP8266 и работающее через свой собственный облачный сервис. Самое удивительное в этом устройстве цена - на сайте производителя сейчас можно заказать устройство всего за 4,85 доллара. Пожалуй, это самый простой и доступный способ для автоматизации загородного дома.

Встроенное реле позволяет управлять нагрузкой до 10А, а при больших токах никто не мешает установить дополнительное твердотельное реле или контактор. Область применения ограничена лишь вашей фантазией. Я установил такие устройства на управление уличным светом в загородном доме и на включение различных электрических устройств (например для включения садового насоса). Дистанционное управление возможно из любой точки нашей планеты, где есть доступ в интернет.


2. Устройство имеет две контактные группы: на подключение к сети 220 вольт и вывод для подключения нагрузки. На самой плате присутствует транформатор для питания электроники, регулятор напряжения на 3,3 вольта, силовое реле, выводы под дополнительный радиомодуль на 433 Мгц, GPIO выводы и модуль ESP8266 (на обратной стороне платы). Из элементов управления есть одна нефиксируемая кнопка, которая используется либо для локального управления включением/выключением нагрузки, либо для активации режима программирования. Индикация режима работы отображается на расположенном рядом светодиоде.

3. Сборка достаточно аккуратная, хотя на силовых дорожках плохо отмыт флюс. Зато присутствуют вырезы между силовыми линиями и можно вполне уверенно сказать, что нагрузку на 10А устройство выдержит без проблем. В левом нижнем углу можно увидеть антенну wifi-модуля, а чуть правее сам модуль ESP8266.

Фактически этот модуль идеальная заготовка под самодельные решения по автоматизации (на github есть кастомные прошивки), но также важно отметить, что оно может работать прямо «из коробки», без каких-либо знаний из области программирования. А самое главное - оно в несколько раз дешевле любого GSM-реле и нет необходимости содержать отдельную sim-карту для этих целей. Ведь роутер с интернетом в загородном доме у вас есть всё равно. Также для облачного сервиса не является преградой «серый» ip-адрес, который присутствует у всех мобильных операторов.

4. Для использования облачного сервиса нужен смартфон на iOS или Android (владельцы Windows Phone на этом предложении должны приуныть). Для настройки и работы используется приложение eWeLink, которое позволяет провести базовую привязку устройства к домашней локальной сети. Процесс невероятно прост: активируете режим программирования долгим удержанием кнопки на реле, подключаетесь к появившейся wifi сети, открываете приложение и задаете название и пароль от вашей домашней сети wifi. Всё. После этого устройство самостоятельно подключается к вашему wifi роутеру и выходит к интернет. Настройки позволяют задать состояние реле после подключения питания, а также установить таймер на включение/выключение.

Из недостатков устройства стоит отметить габариты корпуса, не позволяющие установить его в стандартный подрозетник. Это накладывает ограничение на использование устройства при уже существующей скрытой электрической проводке. Также на официальной прошивке нет возможности управления через локальную сеть (только через облачный сервис).

Но все эти недостатки меркнут на фоне цены устройства. Дешевле вряд ли получится сделать даже если взять в руки паяльник и программатор.

Еще у производителя есть Slampsher, представлющий собой патрон под лампу с цоколем E27 (возможно его плата позволит установить её в подрозетник), а также аналогичный модуль с датчиком температуры и влажности (фактически аналог ESP Meteo российского производства). И версия с дополнительно установленным радиомодулем работающим на частоте 433 Мгц, позволяющим управлять нагрузкой находясь недалеко от реле. Но я лично не вижу для него какого-либо практического применения.

Рекомендую к покупке, пока они не подорожали. Вряд ли такая халява будет продолжаться бесконечно. Про другие устройства из категорий «умный дом» и «интернет вещей», которями я пользуюсь - смотрите по ссылкам ниже.

На базе нашей платформы Wiren Board (компактный индустриальный компьютер с Linux и разными интерфейсами) мы сделали навороченный контроллер для домашней автоматизации Wiren Board Smart Home (ARM9 64MB RAM, GSM/GPRS, Ethernet, Wi-Fi, USB, 2xRS-485/Modbus, CAN, 2 реле, ASK/FSK радиомодуль 433MHz, NRF24L01+ и т.д.), к которому можно подключить кучу всяческих проводных и беспроводных исполнительных устройств и датчиков от разных систем и производителей. Устройство готово и протестировано. На устройства из первой большой партии мы открываем заказ с доставкой до майских праздников по специальной цене.

Мотивация

Еще после нашей самой первой статьи многие энтузиасты писали нам о том, что хотели бы использовать наш одноплатный компьютер в качестве основы умного дома.

Мы проработали этот вопрос и поняли, что на базе нашей платформы Wiren Board можно сделать неплохой контроллер для домашней автоматизации, который позволит управлять исполнительными устройствами и датчиками средней, дешёвой и сверхдешёвой ценовой категории (см. ниже).

Помимо функционала, который есть в обычной Wiren Board, а именно:

  • ARM9 454Mhz, 64MB RAM, 4GB+ ROM под управлением GNU/Linux 3.13
  • GSM/GPRS - модем
  • Wi-Fi (в т.ч. в режиме точки доступа)
  • Ethernet (c passive PoE 12-15В)
  • 2xUSB-host
  • RS-485 / Modbus
  • Входы АЦП
  • работа от аккумулятора
были добавлены:
  • CAN-шина
  • Второй RS-485
  • Два реле 220V 5A
  • RTC - часы реального времени
  • Излучатель звука
  • Аудиовыход - 3.5 mm jack
  • RS-232 полнодуплексный, не опторазвязанный (опция)
  • радиомодуль NRF24
  • и пакетное радио на 433 МГц.

Внутри расположены разъёмы расширения: два UEXT и USB-host.
За ненадобностью убрали модули NFC и GPS.

В этот раз мы подобрали хороший стандартный корпус и спроектировали плату под него. Выбор пал на корпус на DIN-рейку D6MG от Gainta. Он не очень компактный (106x90x57.5 мм), зато крепление на DIN-рейку позволяет надёжно расположить контроллер в стандартном шкафу с другим оборудованием. В этом корпусе плата легко и надёжно фиксируется деталями корпуса без креплений на стойки. Все разъёмы выведены с двух сторон корпуса.

Кроме этого, мы предусмотрели возможность использования корпуса из оргстекла на стойках. Такой корпус достаточно компактный, неплохо смотрится и хорошо подходит, если предполагается более “настольное” применение.

Выглядит примерно так:


Нарезанные листы для нового корпуса мы ещё не получили, но аналогичный корпус, который мы заказывали для стандартной Wiren Board, даёт примерное представление о том, как будет выглядеть такой корпус.

При проектировании мы ориентировались на такие решения, как Евика (да-да, это еще весьма бюджетное решение:)), Ninja Blocks и другие.

Что можно подключить к контроллеру напрямую?

  • низковольтную нагрузку: светодиодные ленты, замки и т.д. к 4 выходам типа открытый коллектор
  • 4 входа АЦП позволяют измерять напряжения до 30 вольт
  • входы R1-R4 (входное сопротивление 0.5кОм) позволяют
    • измерять низкое напряжение
    • подключать резистивные датчики (измерять сопротивление), например датчики температуры, влажности, газа и т.д.
    • работать как GPIO (толерантны к внешним сигналам с уровнями до 12V)
    • подключать считыватели карт и клавиатуры Wiegand
  • входы/выходы W1-W3 - это GPIO с встроенными подтягивающими к 3.3V резисторами. Могут использоваться в качестве GPIO и в качестве контроллеров шины 1-wire (включая возможность сильной подтяжки).
    • подключение температурных датчиков 1-wire, например DS18B20
    • подключение счетчиков с импульсными выходами.
    • подключение кнопок
  • исполнительные устройства и датчики, работающие по шинам RS-485 (Modbus) и CAN , например:
    • устройства системы «Разумный дом» по шине Modbus или A-BUS
    • управление освещением (по DMX-512)
    • приборы учёта электричества
  • 2 реле позволяют напрямую управлять силовой нагрузкой (250V/5A ).

Радиомодуль на 433Mhz



Киллер-фича нашего контроллера - приёмопередатчик на 433 Mhz . Мы используем продвинутый пакетный радиомодуль HopeRF RFM69H с очень хорошей выходной мощностью (+13/+20 dBm) и чувствительность (до -120 dBm). Радиочип имеет кучу настроек, поддерживает различные режимы модуляции, умеет аппаратно шифровать трафик, позволяет программно менять несущую частоту, ширину полосы, битрейт и т.д. Работа с чипом происходит в пакетном режиме - код в юзерспейсе просто читает/пишет байты с данными из устройства.

Для чего всё это великолепие нужно? C помощью это радиомодуля можно принимать и посылать сигналы для зоопарка недорогих устройств с проприетарными радио-протоколами. Примеры:

  • Китайские исполнительные устройства, датчики и пульты от беспроводных комплектов. Их существует огромное количество, свободно продаются по смешным ценам, в том числе и в России. Неисчерпывающий список можно найти , кроме того про них неоднократно рассказывалось на хабре в последнее время.
  • Исполнительные устройства и пульты системы Noolite (раз , два) - очень удобные недорогие железки для управления светом.
  • Железки от www.neroelectronics.ru
  • Беспроводные датчики для метеостанций Oregon Scientific: habrahabr.ru/post/165747
  • Шлюзы из Wireless-X10 в X10 по сети 220В, типа таких
  • и т.д.

Радиомодуль, конечно, можно использовать и по прямому назначению - для организации канала связи и построения своих беспроводных сетей.

В следующих статьях мы подробнее напишем про работу с радиомодулем и покажем, как разбирать разные проприетарные протоколы и подключать интересные устройства к нашему контроллеру.

Конструкция выбранного корпуса позволяет размещать дополнительные платы над основной. В будущем мы планируем выпустить несколько таких плат расширения.

Софт


Железо контроллера поддерживается mainline-ядром Linux с набором наших патчей (3.13). В качестве ОС мы используем Debian GNU/Linux 7 Wheezy.
В качестве управляющего ПО мы предлагаем использовать открытые проекты, например, AgoControl или . Оба проекта живые и имеют большую пользовательскую базу. AgoControl - классическая offline система, веб-сервер запускается на устройстве.
В отличие от неё, Ninja Blocks - интересная облачная платформа. Под её управлением контроллер загружает данные и принимает команды из облака. Приборная панель с просмотр показаний и управлением, создание сценариев доступны через веб-сервис a.ninja.is .

Весь софт для работы с железом, например, для работы с радиомодулем, делается независимым от конкретных систем, так, чтобы можно было легко пользоваться и другим ПО.
Мы реализуем полную поддержку контроллера для двух упомянутых систем, AgoControl и NinjaBlocks.

И предзаказ

Разработка контроллера закончена, первые образцы собраны и протестированы. Для выпуска большой партии нам осталось только закупить в необходимом количестве компоненты и отправить заказ на завод.

Мы объявляем начало продажи по предзаказам . Речь идёт о реальных предзаказах, т.е. покупке за реальные деньги (карты, межбанк) в нашем интернет-магазине с отложенной доставкой.
Сбор предзаказов будет идти до 15 марта.
Производство и монтаж плат будет в России. Процесс уже нами отлажен, поэтому мы уложимся в довольно сжатые сроки. Отгрузить контроллеры мы планируем до майских праздников.
О ходе производства будем информировать на нашем сайте .

Зачем вообще такая сложная процедура? Себестоимость устройства сильно зависит от размера партии. Если заказывать небольшими партиями, то продавать по приемлемой цене, к сожалению, не получится. Виртуальные же предзаказы, без оплаты, как показал наш опыт, дают сильно завышенные цифры по сравнению с реальными продажами. С российскими краудфандинговыми площадками мы решили не связываться, потому что они берут большую комиссию, при этом не привлекая собственно покупателей.

Цены

Конструкция нашего контроллера модульная, поэтому цена зависит от конкретной конфигурации, которую можно выбрать в магазине .

Цены начинаются от 3900р в минимальной конфигурации. Например, стандартная конфигурация: всё, кроме CAN и NRF24, по предзаказу будет стоить 5000 руб, а то же самое, но без GSM, - ещё на 500р. дешевле.
UPD (2014-03-10): Оказалось, что неполные конфигурации практически не пользуются спросом. Оставили только полную конфигурацию (LAN, USB, 2 порта RS-485, Wi-Fi, GSM/GPRS-модем и радиомодуль на 433MHz, радио NRF24L01+, порт CAN) за 5300 руб.

Заключение

Мы ждём ваших комментариев и предложений (например, по поводу модулей расширения) здесь в комментариях, либо на нашем форуме . Будем рады ответить на любые вопросы!

-
С наилучшими пожеланиями,
команда Wiren Board

Человек всегда стремится к усовершенствованию и модернизации своего жилища. Именно разработка системы «умный дом» даёт возможность максимально автоматизировать все возможные процессы, происходящие в нём. За счёт этого достигается комфорт и безопасность квартиры или дома. То есть, умный дом - это многофункциональное комплексное устройство систем управления, которое может работать как в автономном (полностью автоматическом режиме), так и в ручном. Последнее время этот комплекс устройств стал всё более популярен, хоть и стоит достаточно дорого. Сердцем любого умного дома является так называемый контроллер, который и превращает весь этот сложный механизм в уникальную сеть и именно он отличает её от обычной автоматики на основе электронных устройств.

Из чего состоит умный дом

На сегодняшний день существует множество модификаций и конфигураций системой управления умным домом, это зависит от того:

  • Каких целей хочет достичь хозяин жилья;
  • Материальных возможностей;
  • Размеров и функциональности дома.

В любом случае основными составляющими системы являются:

  1. Контроллер выполняет роль руководствующего и регулирующего механизма между модуляторами ввода и вывода. То есть основной соединительной частью между управляющим человеком и нужным процессом;
  2. Системы расширения связи, включает в себя всевозможные роутеры, коммутаторы, GPS/GPRS модули;
  3. Приборы коммутации электрической цепи с их помощью происходит включение или выключение нужного механизма или устройства. Это реле, блоки питания, различные диммеры;
  4. Датчики и сенсоры, а также измерительные приборы разного направления. Они могут измерять движение, температуру, насыщенность света, влажность и т. д.;
  5. Элементы, за счёт которых, происходит непосредственное управление всей системой или её частями;
  6. Механизмы, приводящие в исполнение сигнал от контроллера, то есть превращающие электрический сигнал в соответствующий выбранному устройству. Это двигатели вентиляции, роллеты, клапаны подачи воды, осветительные приборы, обогревательные элементы и т. д.

Что собой представляет контроллер для управления

Сердце этой системы контроллер не только руководит всеми потребителями и приборами входящими в систему умного дома, но ещё и высылает отчёт хозяину о том в каком состоянии той или иной прибор в данный момент. Он может быть запрограммирован на выполнение различных действий в нужный промежуток времени или же по утверждённому графику включения. Вся система умного дома может работать в автономном режиме, то есть без участия человека, связь с ней происходит несколькими способами через:

  • Компьютерную сеть;
  • Мобильный телефон;
  • По радиопередатчику.

Выбор контроллера нужно выполнять в зависимости от архитектуры системы управления. То есть весь комплекс может быть:


Принцип работы контроллера

Основный принцип работы всей системы интеллектуального дома базируется на автоматизации и контроле всех процессов, происходящих в нём. Первоначально всё управление настраивается на самостоятельные включение и отключение тех или иных механизмов, упрощающих жизнь человека в доме. Контроллер умного дома может выполнять и контролировать задачи которые заложены у него в программе или же ранее были выставлены пользователем. При этом обязательна обратная связь между человеком управляющим домом и контроллером. Все системы, завязанные на работе с контроллером имею один или группу датчиков, и поэтому пользователю остаётся выбрать только режим их срабатывания, или же попросту отключить их автоматическую работу. А вот насколько полезна вся информация, подающаяся с контролера, это уже вопрос. Так как часть их может быть неинтересна обычному обывателю, не вникающему в подробности работы системы. Поэтому во время настройки и установки всей системы умного дома, хозяин должен решить насколько он будет автоматизирован. Так как, например, не всем нужно знать давление воды в магистрали холодной воды, или же напряжение в сети.

Типы связи систем

Связь для управления этой довольно сложной системой является немаловажным компонентом. Существует несколько основных типов связи:

  • Беспроводная локальная. Этот тип связи имеет ограниченный радиус действия и производится с помощью радиосигнала, Wi-Fi, или же в крайнем случае Bluetooth. Управление осуществляется с любой точки помещения или даже придомовой территории. Однако, если дом многоэтажный и ещё выполнен из материала, который выполняет экранирующую функцию (обшитый железом или даже состоит бетонных плит с арматурной увязкой), то устанавливаются специальные, усиливающие беспроводной сигнал, приборы или же дополнительные радиоточки;
  • Удалённая беспроводная связь. Она возможна при условии подключения контроллера умного дома к глобальным сетям или системам расширения связи, которые обеспечивают постоянный доступ к ним. Это такие сети, как GSM/GPRS, любой мобильны интернет. То есть, даже если отсутствует интернет можно отправить или получит смс на телефон о состоянии той или иной системы управляемой контроллером. Основные устройства связи это телефон (смартфон), планшет или ноутбук.
  • Проводной локальный. Это один из устаревших и выходящих из обихода способов, но всё же обладающих хорошей надёжностью. Связь происходит по кабелю, витой паре или электрической проводке. Любой центральный или региональный контроллер умного дома имеет такое подключение. Расширение связи и функции происходит с помощью коммутатора, который создаёт несколько ответвлений. Управление осуществляется путём нажатия кнопок на панели управления, она может быть сенсорной или же механической. Но иногда и через компьютер можно выполнять соединение, но это не совсем удобно теряется мобильность в управлении.
  • Проводной удаленный способ. Это довольно дорогой способ, так как подразумевает прокладку большого количества кабельной продукции. И чем дальше будет расположен блок управления тем проблемнее его связь с контроллером. Чаще всего такой метод связи применяется не для частных а для государственных организаций и структур для управления несложными процессами корпусов зданий и близлежащей территории. Для домашнего пользования применяется крайне редко.

То есть устройства, за счёт которых, и происходит непосредственное управление чаще всего идут в комплекте. Представляют они из себя графические панели управления с кнопочным или сенсорным воздействием, также это могут быть пульты дистанционного управления, настроенные на радиочастоту передатчика. Такие приборы управления, как мобильные телефоны, компьютеры или планшеты, естественно, приобретаются отдельно. Связь через них и управление происходит при помощи специально разработанного программного управления, которое и обеспечивает удалённый доступ при помощи интернета.

Основные варианты конфигураций

Постоянно, стремясь к совершенству и автоматизации, человек изобретает всё новые и новые механизмы для этого. Также это стремление направлено и на уменьшение габаритов устройств без потерь их функциональных особенностей.

Для контроллера управляющего механизмами так и для всей системы умный дом есть основные требования это:

  1. автоматизм;
  2. самоконтроль;
  3. чёткость управления, без совершения ошибок.

Варианты конфигурации любой такой системы зависят от многих факторов, о который уже говорилось выше, вот варианты систем которое могут подключаться к контроллеру:

  1. Регулировка и управление освещением как в самом помещении, так и на придомовой территории, и в местах архитектурных сооружений;
  2. Климатические установки (кондиционирование, вентиляция, обогрев);
  3. Закрывание и блокировка дверей, ворот и окон;
  4. Аудиосистемы, и телевидение, домашний кинотеатр;
  5. Управление шторами, жалюзи и солнцезащитными роллетами;
  6. Системой водоснабжения;
  7. Кормление домашних животных и аквариумных рыбок.

То есть всё заключается в желании клиента и его материальных возможностей.

Распространённые марки контроллеров

Качество выполнения команд и функциональность любой системы интеллектуального дома напрямую зависит от контроллера и его производителя.

Овен

Этот контроллер для умного дома модификации ПЛК 100 является базовым решением. Особенностью которого можно выделить применение протокола Modbus. Именно он выполняет организацию обменом информации между каналами связи. Рассчитан контролер «Овен» для использования и создания автоматических систем жилых домов и коттеджей с этажностью не более двух, уличного освещения, обогрева напольного, и устройств сигнализации. Логический контроллер связан с панелью оператора и аппаратом ввода-вывода через интерфейс RS-485. Программирование происходит самим владельцем, если, конечно, у него есть такое желание. Меню состоит из шести информативных блоков управления, каждый из которых отвечает за определённый сегмент. Есть функция отправки СМС с помощью элемента GSM-контроллера. Оповещение происходит в случае аварийных ситуаций энергоснабжением или неисправности питающих контуров отдельных ключевых элементов системы «умный дом».

VeraEdge

Модель семейства Vera отличается большим запасом доверия пользователей, из-за применения их аппаратуры в данной отрасли уже многие годы. Основные преимущества данной модели это:

  • Высокая производительность;
  • Эргономика;
  • Компактность;
  • Надёжность.

Разработчики применили здесь новую платформу, дающую высокие показатели производительности под названием SoC, её частота составляет 600 МГц, а оперативная память увеличена до 128 Мб. Основное нововведение реализовано на чипе Z-Wave Plus являющимся пятым поколением данных микросхем. Пользователь одновременно может контролировать и управлять механизмами количество которых доведено до 200 устройств. Оборудован контроллер VeraEdge модулем связи через Wi-Fi. Одним из недостатков которые всё же имеются в любой системе можно считать отсутствие интегрированного блока бесперебойного питания, который можно докупить и установить дополнительно.

Arduino

Контролер Arduino предлагает довольно необычное, но довольно логичное решение для управления «умным домом». Некоторые умельцы с лёгкость выполняют подключение и установку своими руками, это возможно из-за простоты работы с ним. Логический контроллер имеет очень небольшие габариты. И также в комплекте есть датчики, сенсоры, а также всевозможные индикаторы. Разработчикам почти удалось довести оптимизацию устройства до совершенства. Все датчики имеет беспроводную связь и отличаются минимальными погрешностями в работе, а для управления служат блоки которые отличаются необычным внешним видом, с удобной и уникальной веб-страницей. Она же доступна и в качестве мобильного приложения.

Siemens

Эти системы немецкого качества применяются не только для автоматизации систем в быту, но и на производстве, в промышленности. Контроллер этой компании выражен линейкой LOGO, участвующей в создании «умного дома». Это традиционная двухкомпонентная модель. Один, из которых, выполнен в виде клавиатуры с дисплеем и являющийся системой ввода-вывода, а второй позволяет выполнять манипуляции и подключение к контролеру через удобный и надежный проводной интерфейс. Компания предлагает также самостоятельную разработку определённых режимов в работе, для чего прилагается специальная программа Soft Comfort. Когда LOGO используется как центральный контроллер, то с помощью него можно создавать целые алгоритмы работы схем. Постоянно новые введения и модификация повышают эксплуатационные качества этого аппарата.

Положительные и отрицательные стороны контроллеров

Бесспорное достоинство применения контролеров для управления домом или помещением направлено на эффективное решение разнообразных задач, а также на воспроизведение интеллектуальных способностей, казалось бы, у самых простых и элементарных механизмов. Домовладельцы реально избавляются от многих рутинных действий. Однако как и у каждой системы существуют обязательно недостатки. К ним стоит отнести:

  1. сложность подключения и введение в работу;
  2. дорогостоящее обслуживание и стоимость всех элементов системы.

Однако развитие и технологии не стоят на месте и когда-то системой «умный дом» будет оборудован каждый дом или дачный участок, как буквально столетие назад не знал человек об электричестве, а теперь оно существует в каждом доме.

Различные беспроводные технологии в последнее время привлекают к себе много внимания. Производители, как довольно известные компании, так и многие стартапы постоянно предлагают новые гаджеты, аксессуары, позволяющие человеку быть более мобильным, организованным.

Плюсы и минусы беспроводных систем

Как правило, говоря об Умном доме с wi-fi оборудованием, подразумевают устройства, работающие под беспроводными протоколами Z-Wave и ZigBee – специализированными стандартами связи, использующими низкие диапазоны радиочастот. Среди их плюсов – мобильность, простота установки и настройки.

Серьезных минусов у таких систем гораздо больше:

  • низкая энергоэффективность – практически все беспроводные элементы используют элементы питания с ограниченным сроком службы: батарейки могут разрядиться в самые неподходящий момент, после чего устройства становятся полностью бесполезными. Более того, некоторые из них после этого требуют повторной настройки;
  • длительное время отклика – для экономии энергии датчики передают параметры раз в несколько минут, что особенно критично при возникновении протечек воды или газа, пожаров;
  • отсутствие обратной связи – из-за технических особенностей радиосвязи вы можете попросту не узнать, выполнена ваша команда или нет;
  • небезопасность – система имеет слабую защиту, поэтому может быть полностью заглушена соседями или обычными хулиганами.Злоумышленники могут получить к ней полный доступ, удаленно управляя всеми устройствам вашего дома;
  • низкая надежность – всеми элементами управляет один сервер, при зависании которого они моментально выходят из строя. Радиосвязь имеет ограниченную зону действия, что заставляет использовать дополнительные роутеры, которые также могут зависнуть. Кроме того, сигнал может экранироваться толстыми стенами, из-за чего в помещениях возникают «мертвые зоны» или повышенной влажностью, что особенно критично для датчиков утечки воды.

Стоит также помнить, что все устройства Z-Wave и Zig-Bee разработаны для европейских и американских реалий, с учетом их стандартов радиозашумленности, и поэтому не особо хорошо проявляют себя в быту в странах СНГ.

Как показывает опыт, с беспроводным оборудованием создать полноценный Умный дом невозможно. На нем нельзя построить системы видеонаблюдения и контроля доступа, не получится полноценно управлять кондиционером, вентиляцией, отоплением, установить мультирум и умный домофон. Все, что позволяет такая система – частичная автоматизация освещения, управление шторами и некоторые другие небольшие функции. Более того, если вы вначале установите беспроводную систему и полностью в ней разочаруетесь, то для установки полноценного умного дома придется заново штробить стены и делать ремонт.

Комфортная жизнь с MimiSmart

Хотите создать полноценный Умный дом? Наша компания предлагает разработку и установку под ключ надежной проводной системы автоматизации рутинных бытовых процессов по разумной цене. При этом вы сможете подключить любой беспроводной аксессуар – наша система полностью с ними совместима.

Все предлагаемое нами оборудование имеет отличное качество, сертифицировано и способно прослужить не один десяток лет. Для получения более детальной информации свяжитесь с нашим представителем.

Некоторое время назад к нам обратился один потенциальный заказчик со своей идеей проекта «умного дома». Мы заказчикам всегда рады, особенно если у них есть более-менее внятная идея и достаточно денег для ее воплощения (сразу скажу - этот заказчик пока что является идеалом сферического заказчика в вакууме, повезло нам с ним). Так что после пары встреч родилось общее описание проекта, и мы приступили к поиску вариантов технической реализации. Нужен был недорогой контроллер с поддержкой WiFi и USB, небольшим энергопотреблением и, главное, с достаточно открытой архитектурой, чтобы мы могли сделать на его базе собственное кастомизированное решение.

И тут очень удачно попалась нам на глаза . Ух ты, какие штуки бывают, оказывается! У меня самого в качестве передвижной точки доступа для поездок по Китаю (где до сих пор RJ-45 розетка в номере при отсутствии WiFi - довольно частое явление) давно уже используется мини-роутер TP-LINK TL-WR702N, купленный рублей за 700, но тот факт, что внутри живет вполне приличный одноплатный компьютер с кучей дополнительных возможностей, стал для меня приятным сюрпризом. А поскольку мы по своему основному бизнесу плотно завязаны с Китаем (и китайскими производителями электроники в частности), стало нам интересно - во сколько же нам обойдется собственная плата на базе SoC AR9331, если целое законченное решение в корпусе, в коробке, с проводами и блоком питания, стоит в России 700р (на то время - $22) в рознице?

1. Чем так привлекательна SoC AR9331?
Для начала, что же лежит в основе всех этих крайне дешевых мини-роутеров? Это SoC (system-on-chip) Atheros AR9331 (даташит). В одном небольшом чипе (12х12мм) сосредоточены:
  • 32-разрядный процессор MIPS 400МГц
  • интерфейсы памяти (DRAM и serial Flash)
  • пятипортовый Ethernet switch
  • радиоинтерфейс 2.4 ГГц WiFi 802.11b/g/n (до 130Мбит)
  • контроллер USB 2.0 (хост/клиент)
  • UART, I2S/SPDIF, SLIC интерфейсы
  • до 28 GPIO (!!!).
Работает это все (помимо проприетарных прошивок) под управлением OpenWRT . Но самое интересное - этот чип в Китае оптом стоит в районе 5-6 USD! Однако…
2. Дайте две!
Очень захотелось посмотреть на это чудо живьем, провести пару-тройку бесчеловечных экспериментов. Выяснилось, что в «шаговой доступности» есть два варианта CPU board на основе AR9331. Это литовская Карамбола2 и китайские платы EL-M150 . Конечно, для удобства мы заказали по паре-тройке development board (эту и вот такую , соответственно).


Понятно, что китайские платы мы заказывали по своим каналам в Шеньжене, и обошлись они гораздо дешевле (65 USD с доставкой). Заодно у китайцев приобрели несколько штук процессорных плат, чтобы узнать, сколько же на самом деле стоит их производство? (в розницу китайцы ими торгуют по $25). Вот таких:

3. Carambola2 development board

Лирическое отступление.



Что хорошо:

  • недорогая (33 Euro)
  • разъём miniUSB (подсоединяем к компу и сразу получаем питание плюс консоль)
  • маленькая (84х63х12мм вместе с разъемами)
  • керамическая антенна WiFi плюс разъем для маленькой внешней антенны
  • 16Мб флеш-памяти
  • развитое сообщество энтузиастов.
Что не очень хорошо:
  • мало всего: разъемов, кнопок, LEDов и т.п.
  • WiFi по умолчанию отключен, SCP и консоль - недоступны, из коробки - только WEB-доступ через Ethernet
  • неинформативная индикация текущего состояния
  • мне пришел вариант с какой-то сильно усеченной прошивкой
  • непонятно, что с доступностью: я до Нового года покупал, а вот сейчас на сайте доступен только предзаказ.
Поскольку питание - от компа через miniUSB, потребляемую мощность пока не замеряли.
4. EL-M150 development board


Что хорошо:
  • дофига всего на плате (14 LEDов, две релюхи, три Ethernet разъема, три USB (полноразмерных), слот для карт SD, кнопка включения с фиксацией, три кнопки без фиксации (включая Reset), 16 джамперов), разъем для большой антенны WiFi
  • прошивка сразу вполне полноценная, перепрошивать сходу не понадобилось
  • WiFi включен из коробки в режиме «точка доступа» - первоначальная настройка без проблем
  • SCP и консоль доступны сразу (если покупатель достаточно догадлив, чтобы угадать пароль «admin» для пользователя «root»).
Что не очень хорошо:
  • подороже и побольше Карамболы (это не недостаток - см. список возможностей чуть выше)
  • нужен отдельный блок питания (7-12В)
  • флеш-памяти - 8Мб
  • встроенная WiFi антенна (дорожка на плате) - не фонтан (хотя и работает)
  • изначально WEB-интерфейс - на китайском языке (ох, как же я матерился!)
  • 2 реле волшебного бренда «HUI KE» почему-то в номинале 1А 125В (что мешало 230В поставить - непонятно)
  • китайская специфика - технической поддержки не дождешься
  • одну плату мне каким-то образом удалось превратить в кирпич.
Потребляемая мощность (без внешних подключенных устройств) - порядка 1.1 Вт.
5. Процессорная плата EL-M150
Как я уже упоминал, нам было очень интересно - какова же себестоимость изделия наших китайских друзей (напоминаю, в розницу они продают эту плату в среднем за $25)? Мы посчитали. Итак, на тираже в 1000 шт. себестоимость платы выходит чуть меньше $12:
SoC AR9331 $5.4
RAM DDR2 64Мб $1.5
Serial flash 8Мб $1.1
Изготовление печатной платы (4 слоя) плюс монтаж - $3.2
Плюс мелочевка, тестирование и прошивка.

Наша собственная плата получится в себестоимости чуть подороже, чем китайская, т.к. мы делаем вход питания 5В (у китайцев - 3.3В), чтобы можно было сразу на процессорную плату подключать USB клиентов (и питать ее от USB же). В общем, $20 в розницу в России - вполне реально. Опять же, китайские друзья сделали нижнюю поверхность гладкой как попка младенца, чтобы использовать свой любимый способ монтажа на «несущую плату» - трудолюбивыми вчерашними крестьянами с горячими (очень горячими - припой-то у всех уже бессвинцовый!) паяльниками в мозолистых руках. Мы же хотим сделать плату «двухсторонней» и уменьшить габариты раза в полтора. Как сделаем опытные образцы - всю документацию на плату откроем.

Да, кстати. Процессорная плата «в сборе» потребляет порядка 0.4Вт и не греется (вообще!).

Ну а сейчас в качестве эксперимента попробуем сделать с каждой из этих двух development boards и самой дешевой USB WEB-камеры (в тумбочке валялась Logitech какая-то, покупалась когда-то дешвле 500р) IP-камеру с трансляцией видео по локальной сети через WiFi. Надо же с чего-то начинать?

1. EL-M150
Начнем с китайской платы, т.к. с ней все проще простого.
1. Включаем питание. Секунд 20 плата мигает огоньками, как новогодняя елочка, после чего пара светодиодов начинают гореть постоянно. Плата готова к экспериментам.
2. Смотрим доступные WiFi сети. Обнаруживаем что-то вроде «Небезопасная беспроводная сеть OpenWRT_el-m150_020020». Цепляемся за нее, получаем IP адрес.
3. Лезем браузером на 192.168.1.1. Вводим пароль «admin». Видим неземную красотищу и радуемся, блин.

4. Переключаем язык на английский, радуемся еще раз, но гораздо сильнее. (я нашел видео на YouTube , где переключали немножко другой интерфейс OpenWRT, и сравнивал иероглифы, ...!!!). Заодно устанавливаем дату/время и сохраняем все конфиги. Еще можно зайти на вкладку «LEDX/RELAYX», посмотреть на мигающие светодиоды и послушать щелчки реле.
5. Переводим плату из режима «точка доступа» в режим клиента своей (домашней или рабочей) сети WiFi. Как это делать - подробно написано . Запоминаем IP-адрес платы.
6. Подключаем камеру к порту USB.
7. Заходим на плату уже по новому IP-адресу в своей родной локальной сети. В WEB-интерфейсе выбираем вкладку usbd/webcam и ставим флажок на поле «enable or disable mjpg-streamer webcam». Сохраняем изменения - вуаля, на камере загорается зеленый светодиод, мы в эфире!
Теперь можно смотреть видео (например, в плеере VLC) по адресу http://:8080/?action=stream, или ловить скриншоты по ссылке http://:8080/?action=snapshot.

2. Carambola2
Здесь работы побольше (ну, хоть приключений с китайским языком нет).

1. Подключаем плату к компьютеру шнурком USB-miniUSB. Плата радостно мигает (один раз) зеленым светодиодиком. В консоли ничего нет. Новых WiFi сетей нет. Только ласково (и постоянно!) горят зеленые светодиоды на двух разъемах RJ-45. Что вообще происходит?!

2. Цепляем витой парой порт J4 на Карамболе к сетевой карте компа. Ага, комп получил IP-адрес! Идем на 192.168.1.1, видим LuCI, ура!

3. Устанавливаем пароль для рута. Теперь плата «видна» в консоли и по SCP. Круто.

4. Включаем WiFi, меняем режим с «точки доступа» на «клиент». Цепляемся за плату в локальной сети через WiFi - ура! Теперь плата может выйти в Интернет (нужно для следующего пункта).

5. Хотим поставить пакет mjpg-streamer. Облом!!! Нет такого пакета в репозитории! Нифига себе…

6. Скачиваем с сайта последнюю прошивку, перепрошиваем плату через WEB-интерфейс с сохранением настроек.

Ура, mjpg-streamer появился в списке пакетов! Устанавливаем.

7. Подключаем камеру к USB.

8. Все круто, только mjpg_streamer не запускается. Ошибка «Init v4L2 failed». Сравниваем установленные пакеты на M150 (где видео работает) и на Карамболе. Оказывается, не хватает еще пакета kmod-video-videobuf2. Устанавливаем пакет, перезапускаем стример - ура! Заработало.

С подключением и использованием USB флешек проблем никаких. Сейчас потихоньку мучаем GPIO, подключение 3G модема, собираем собственные прошивки OpenWRT и т.д. За эти деньги, я считаю, обе development boards - просто подарок. А сама процессорная плата - сказка.

Насколько решение на AR9331 подходит в качестве контроллера «умного дома»? По-моему, идеально подходит. В локальную сеть интегрируется без каких-либо проблем (хочешь - по кабелю Ethernet, причем PoE никто не отменял, хочешь - по WiFi). Мощности 400МГц MIPS процессора более чем достаточно. OpenWRT позволяет делать с этой платой что угодно без особых трудностей в программировании, множество пакетов доступно из репозитория в готовом виде. Периферия подключается легко. Стоит вполне разумных денег. В общем, если не нужно аппаратное кодирование/декодирование видео - по-моему, просто чума.