Nhà thông minh GroupONE: 27 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Chào mừng! Dự án Raspberry Pi này là một hệ thống quản lý "ngôi nhà thông minh", có thể đo lường các dữ liệu khác nhau như nhiệt độ, độ ẩm và các giá trị ánh sáng tại các phần khác nhau của ngôi nhà. Hướng dẫn này sẽ bao gồm thiết lập cho lối vào và phòng khách cũng như 1 phòng ngủ.

Dữ liệu được gửi và xử lý thông qua IBM Bluemix trước khi được trả lại cho Node-Red, sau đó thực hiện các hành động cần thiết như bật đèn khi trời tối và phát hiện chuyển động.

Người dùng có thể xem dữ liệu được thu thập thông qua Bảng điều khiển trong Node-Red hiển thị các giá trị đo lường hiện tại cùng với biểu diễn đồ họa của máy đo và biểu đồ lịch sử. Bảng điều khiển cũng bao gồm các tính năng bổ sung như đồng hồ hiển thị dữ liệu và thời gian hiện tại và công tắc để điều khiển từ xa các thiết bị điện khác nhau, được biểu thị dưới dạng đèn LED và còi.

Cuối cùng, có một hệ thống cảnh báo gia đình bao gồm đầu đọc thẻ RFID MFRC 522, bộ rung, cảm biến chuyển động và màn hình LCD 16x2. Trạng thái của hệ thống cảnh báo ngôi nhà RFID cũng được hiển thị trên bảng điều khiển. Điều làm cho hệ thống báo động ngôi nhà này trở nên đặc biệt là nó có thể đọc các thông báo được cung cấp cho nó như “Welcome Home” để cho biết rằng quyền truy cập đã được cấp hoặc “Access Denied” để cho biết rằng quyền truy cập bị từ chối. Khi phát hiện có chuyển động trong khi đèn tắt, còi sẽ đổ chuông và email sẽ được gửi đến người dùng. Khi báo thức bị loại bỏ, một email khác sẽ được gửi.

Bước 1: Chuẩn bị phần cứng cần thiết

Đảm bảo rằng bạn có tất cả những điều sau đây trước khi tiếp tục. Số lượng của mỗi mặt hàng được yêu cầu được đặt trong ngoặc.

1. Raspberry Pi 3 Model B (3 chiếc)
2. Breadboard (3 chiếc)
3. Half breadboard (1 chiếc)
4. Bộ dụng cụ T-Cobbler (3 chiếc)
5. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 (3 chiếc)
6. LED (5 chiếc)
7. Điện trở 220 ohms (5 đơn vị)
8. Điện trở 10K ohms (7 đơn vị)
9. Cảm biến chuyển động HC-SR501 PIR (2 chiếc)
10. Buzzer (1 chiếc)
11. Màn hình LCD I2C (1 chiếc)
12. Mô-đun đọc thẻ RFID / NFC MFRC522 (1 chiếc)
13. Thẻ RFID (2 chiếc)
14. Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (LDR) (2 đơn vị)
15. Bộ chuyển đổi Analog-to-Digital (3 chiếc)
16. Cáp jumper nam sang nam (Ít nhất 80 chiếc)
17. Cáp nhảy nam sang nữ (Ít nhất 10 chiếc)
18. Bộ đổi nguồn / Cáp USB sang micro USB (3 chiếc)
19. Cáp LAN RJ45 (3 chiếc)

Bước 2: Lối vào Phần cứng # 1

Bây giờ chúng tôi đã thu thập được các hạng mục cần thiết, đã đến lúc bắt đầu thiết lập phần cứng cho phần đầu tiên của dự án của chúng tôi - lối vào. Kết nối cảm biến DHT11, điện trở 10k ohm và cáp jumper như hình minh họa.

Bước 3: Lối vào Phần cứng # 2

Tiếp theo, lắp bóng đèn LED, thêm 2 dây nối và một điện trở 220 ohms.

Bước 4: Lối vào Phần cứng # 3

Kết nối bộ rung và 2 cáp jumper của nó như hình minh họa.

Bước 5: Lối vào Phần cứng # 4

Sử dụng 7 dây cáp nối nam-nữ, lắp mô-đun đầu đọc thẻ RFID / NFC MFRC522.

Bước 6: Lối vào Phần cứng # 5

Thêm màn hình LCD I2C và 4 cáp jumper nam sang nữ của nó. Điều này kết thúc việc thiết lập phần cứng cho lối vào.

Bước 7: Phần cứng Phòng khách # 1

Bắt đầu trên một bộ Raspberry Pi, breadboard và T-Cobbler khác cho bước này. Dây màu cam dành cho nguồn 3v3 trong khi dây màu xám dành cho nguồn GND. Sử dụng điện trở 330Ω cho đèn LEDS, kết nối dây màu xanh lá cây của đèn LED màu vàng với GPIO23 và đèn LED màu đỏ với GPIO24. Kết nối dây màu nâu của cả hai đèn LED vào cùng một hàng với dây màu xám (GND).

Bước 8: Phần cứng Phòng khách # 2

Kết nối cảm biến DHT11 như trong hình trên. Sử dụng điện trở 10k Ω lần này cho cảm biến DHT11, kết nối dây màu xanh lam với GPIO4. Nối dây đỏ cùng hàng với dây cam (3v3) và dây đen cùng hàng với dây xám (GND).

Bước 9: Phần cứng Phòng khách # 3

Kết nối cảm biến DHT11. Sử dụng điện trở 10k Ω lần này cho cảm biến DHT11, kết nối dây màu xanh lam với GPIO4. Nối dây đỏ cùng hàng với dây cam (3v3) và dây đen cùng hàng với dây xám (GND).

Bước 10: Phần cứng Phòng khách # 4

Bây giờ, hãy lắp đặt Điện trở phụ thuộc ánh sáng, điện trở 10k ohms của nó cùng với các dây nối cần thiết.

Bước 11: Phần cứng Phòng khách # 5

Kết nối Cảm biến chuyển động PIR như trong hình trên. Kết nối dây màu vàng với GPIO26. Nối dây đỏ cùng hàng với dây cam (3v3) và dây đen cùng hàng với dây xám (GND). Bây giờ bạn đã hoàn tất việc thiết lập phần cứng phòng khách. Một lần nữa để đi!

Bước 12: Phần cứng phòng ngủ # 1

Một lần nữa, hãy bắt đầu trên một bộ Pi, breadboard và T-Cobbler khác. Di chuyển đến phòng ngủ: bắt đầu với việc thêm cáp jumper nam - nam, điện trở 10k ohms và cảm biến DHT11 theo sơ đồ trên.

Bước 13: Phần cứng phòng ngủ # 2

Bây giờ thêm bóng đèn LED, thêm 2 dây nối và một điện trở 220 ohms.

Bước 14: Phần cứng phòng ngủ # 3

Kết nối bộ chuyển đổi Analog-to-Digital MCP3008 và các cáp jumper tương ứng của nó. Thêm Điện trở phụ thuộc ánh sáng và điện trở 10k ohms của nó.

Bước 15: Phần cứng phòng ngủ # 4

Kết nối cảm biến chuyển động bằng cách sử dụng 3 cáp jumper nam và nữ và bạn đã hoàn tất việc thiết lập phần cứng cho phòng ngủ!

Bước 16: Cài đặt IBM Watson Node-RED Nodes trên RPi

Mở cửa sổ Terminal và

cài đặt các nút Node-RED sau trên RPi của bạn:

sudo npm i -g node-red-Contrib-ibm-watson-iot

Sau khi cài đặt thành công, hãy khởi động lại RPi của bạn

sudo khởi động lại ngay bây giờ

Bước 17: Cập nhật Node-RED trên RPi

Mở cửa sổ Terminal và cập nhật Node-RED trên RPi của bạn

sudo npm install -g --unsafe-perm node-red

Bước 18: Cài đặt các mô-đun Node-RED bổ sung trên RPi

Để các luồng được nhập trong bước tiếp theo hoạt động, các mô-đun sau cũng phải được cài đặt.

nút-đỏ-đóng góp-thời điểm (để định dạng thời gian)

node-red-dashboard (cho trang tổng quan)

node-red-Contrib-telegrambot (dành cho bot telegram)

node-red-node-daemon (đối với RFID, hãy nhấp vào liên kết bên dưới để được hướng dẫn)

developer.ibm.com/recipes/tutorials/reading-rfid-mifare-cards-into-watson-iot-platform-using-your-raspberry-pi-3/

node-red-Contrib-i2clcd (đối với LCD, hãy nhấp vào liên kết bên dưới để được hướng dẫn)

github.com/johnty/node-red-contrib-i2clcd

Bước 19: Khởi động Node-Red và Mosquitto

Mở cửa sổ Terminal và khởi động Node-RED trên RPi của bạn

mosquitto

Mở một cửa sổ Terminal khác và khởi động Node-RED trên RPi của bạn

nút đỏ bắt đầu

Bước 20: Nhập luồng cho RPi lối vào

Nhấp vào menu bánh hamburger và đi tới Nhập> Bảng tạm

Dán mã vào liên kết bên dưới và nhấp vào Nhập

pastebin.com/raw/a7UWaLBt

Nhấp vào nút ra MQTT

Nhấp vào biểu tượng cây bút

Nhập địa chỉ IP của RPi lối vào trong trường Máy chủ

Nhấp vào Cập nhật. Tất cả các nút MQTT khác trên cùng một luồng sẽ được cập nhật.

Bước 21: Nhập luồng cho RPi phòng khách

Nhấp vào menu bánh hamburger và đi đến Nhập> ClipboardPaste trong mã trong liên kết bên dưới và nhấp vào Nhập

pastebin.com/raw/vdRQP6aa

Nhấp vào nút ra MQTT

Nhấp vào biểu tượng cây bút

Nhập địa chỉ IP của RPi Phòng khách trong trường Máy chủ

Nhấp vào Cập nhật. Tất cả các nút MQTT khác trên cùng một luồng sẽ được cập nhật.

Bước 22: Nhập luồng cho RPi phòng ngủ

Nhấp vào menu bánh hamburger và đi tới Nhập> Bảng tạm

Dán mã vào liên kết bên dưới và nhấp vào Nhập

pastebin.com/raw/x4wZJvFk

Nhấp vào nút ra MQTT

Nhấp vào biểu tượng cây bút

Nhập địa chỉ IP của RPi phòng ngủ vào trường Máy chủ

Nhấp vào Cập nhật. Tất cả các nút MQTT khác trên cùng một luồng sẽ được cập nhật.

Bước 23: Nhập luồng cho Bluemix

Nhấp vào menu bánh hamburger và đi tới Nhập> Bảng tạm

Dán mã vào liên kết bên dưới và nhấp vào Nhập

pastebin.com/raw/CR3Fsbn2

Bước 24: Triển khai ứng dụng

Nhấp vào nút Triển khai để triển khai ứng dụng.

Nếu MQTT không kết nối được sau khi triển khai, hãy nhập 2 lệnh sau (mỗi lần một lệnh) để dừng và khởi động lại Mosquitto rồi thử lại.

sudo /etc/init.d/mosquitto stop

mosquitto

Bước 25: Xem Trang tổng quan

Truy cập: 1880 / ui (ví dụ: 169.254.43.161:1880/ui)

Bạn sẽ thấy màn hình trên.

Bước 26: Xem Trang tổng quan # 2

Bạn có thể truy cập trang tổng quan cho 2 RP khác (hiển thị ở trên) bằng cách nhấp vào biểu tượng menu bánh hamburger và chọn RPi mà bạn muốn xem trang tổng quan.

Bước 27: Sử dụng Chatbot

Ứng dụng này cũng bao gồm một bot Telegram. Tên của bot là groupONEbot. Danh sách các lệnh có thể được hiển thị bằng lệnh trợ giúp, như hình dưới đây. Trên đây là một số ví dụ về các trường hợp sử dụng có thể.