Android glasovna kontrola kućne automatike pomoću Raspberry Pi

Učenik: Jovan D. Krstić

Mentor: Danijela S. Stajić

Elektrotehnička škola ”Nikola Tesla” Niš

Uvod

• U radu je predstavljen sistem automatskog upravljanja koji se bazira na korišćenju Android aplikacije za komunikaciju korisnika sa web serverom postavljenim u objektu upravljanja (kući, hotelu, bolnici, proizvodnoj hali...).

• Upravljanje je moguće vršiti pomoću glasovnih ili manuelnih komandi sa bilo kog mobilnog uređaja koji podržava preuzimanje i instalaciju Android aplikacije.

• Upravljanje uključuje kontrolu većeg broja parametara čijim se nadgledanjem postiže povećanje energetske efikasnosti i bezbednosti objekta.

Arhitektura sistema

• Unutar objekta upravljanja, osim neophodnih senzora i relea koji su deo razvojnog okruženja kontrolera, postavljen je i web server kome se može pristupiti sa bilo koje udaljene lokacije pomoću mobilnog uređaja koji podržava Android OS.

• Osnovni deo uređaja je server realizovan na Rasperry Pi platformi i Android aplikacija prilagođena kontroleru.

• Konekcija na internet je neophodna za funkcionisnje uređaja i može se ostvariti pomocu Wifi ili 3G/4G mreže.

Blok šema arhitekture sistema

Predviđene funkcije uređaja

Izborom glasovnog ili manuelnog zadavanja komandi, mogu se ostvariti sledeće funkcije:

• Kontrola osvetljenja,

• Kontrola sistema grejanja, ventilaicje i klimatizacije,

• Uvođenje sistema bezbednosti i nadzora,

• Detekcija prisustva pokretnih objekata i generisanje emaila upozorenja,

• Kontrola vlažnosti i temperature u prostorijama,

Hardver predloženog sistema

• Hardversku osnovu sistema čini Raspberry Pi računar, zajedno sa drajverima (releima) za uključenje uređaja, dimerima za svetlo, sirenom, senzorima položaja vrata i prozora, senzorom plamena, senzorom temperature i vlage SHT 75 .

• Raspberry Pi je računar malih dimezija (velicine kreditne kartice), a njegova osnovna prednost se ogleda u niskonaponskim periferijama koje ga čine pogodnim za modifikaciju hardvera.

• 40-pinski GPIO konektor omogućava pristup za 26 GPIO, UART, I2C, SPI kao i naponske pristupe od 3,3V i 5V.

Softver za Android

• Softver za pristup na predloženi sistem „pametnih objekata“ razvijen je na ANDROID platformi iz razloga što većina mobilnih uređaja podržava Android OS, i kreiran je u programskom jeziku B4A.

•Daljinsko povezivanje putem mreže na objekat upravljanja ostvaruje se uz uslov posedovanja IP adrese i lozinke korisnika.

• Uređaj podržava glasovno zadavanje komandi za sve predložene funkcije kao i klesično zadavanje uz pomoć tastature.

Razvoj softvera za potrebe pametnog objekta (Web server)

• Web server je osnovni deo - jezgro automatike pametnog objekta. Sastoji se od servera aplikativnog softvera za Raspberry pi i aplikativnog upravljačkog softvera kreiranog u Pyton programskom jeziku.

• Prilikom realizacije softvera korišćene su sledeće biblioteke: • BaseHTTPserver,

•WarningPi,

• Sht75,

• Blaster-Pi.

Korišćenje web servera je najefikasniji naćin za daljinski pristup pametnom objektu. Primer detekcije otvorenih vrata i generisanje poruke za upozorenje prikazan je na slici:

Opis funkcionalnosti uređaja

• Raspberry pi otpočinje rad inicijalizacijom i uspostavljanjanjem internet veze, nakon čega se obavlja proces autorizacije odnosno provera lozinke.

• Ako su korišćeni netačni parametri za pristup komunikacija između aplikacije i klijenta se ne dozvoljava, dok se u suprotnom primljeni paket podataka dekodira i određena komanda izvršava.

• Ako je usled prisustva pokreta, dima, ....bilo koji senzor aktiviran mikrokontroler generiše prekid, uključuje sirenu i obaveštava korisnika e-mailom o nastaloj situaciji. Sirena se može isključiti neposredno iz aplikacije.

Rad realizovanog sistema

Zaključak • Sistem upravljanja pametnim objektom u ovom slučaju je u potpunosti razvijen i testiran čime je potvrđena funkcionalnost i efikasnost.

• Osnovna ideja prikom razvoja uređaja bila je da ga mogu koristiti i osobe sa invaliditetom kao i starije, slabo pokretne osobe.

• Uređaj je modularan, to jest postoji mogućnost nadogradnje i daljeg usavršavanja. Predlog koji se direktno nameće je dodavanjem neke dodatne funkcije koja se mogže softverski uvesti, kao i postavljanje bežičnih veza.

Literatura [1] J.Krstić, D.Stajić, Web Home Controller, Druga olimpijada tehničkog stvaralaštva mladih Jugoistočne evrope, Zrenjanin, 28. Avgust 2014. [2] Sensor Sanjana Prasad , P.Mahalakshmi, A.John Clement Sunder ,R.Swathi Smart Surveillance Monitoring System Using Raspberry PI and PIR: [3] Raspberry Pi: http://www.raspberrypi.org/ [4]http://www.sensirion.com/fileadmin/user_upload/customers/sensirion/Dokumente/Humidity/Sensirion_Humidity_SHT7x_Datasheet_V5.pdf