Денес, благодарение на брзиот развој на микроелектрониката, комуникациските канали, интернет технологиите и вештачката интелигенција, темата за паметните домови станува се поактуелна. Човечкото домување претрпе значителни промени од каменото доба и во ерата на Индустриската револуција 4.0 и Интернетот на нештата, стана удобно, функционално и безбедно. На пазарот доаѓаат решенија кои претвораат стан или селска куќа во комплексни информациски системи контролирани од каде било во светот со помош на паметен телефон. Покрај тоа, интеракцијата човек-машина повеќе не бара познавање на програмски јазици - благодарение на алгоритмите за препознавање и синтеза на говор, едно лице зборува со паметен дом на својот мајчин јазик.

Некои системи за паметни домови кои моментално се на пазарот се логичен развој на системи за видео надзор во облак, чии развивачи ја сфатија потребата од сеопфатно решение не само за следење, туку и за управување со оддалечени објекти.

Ви претставуваме серија од три статии, кои ќе ви кажат за сите главни компоненти на системот за паметен дом во облак, лично развиен од авторот и ставен во функција. Првата статија е посветена на терминалната клиентска опрема инсталирана во паметен дом, втората на архитектурата на системот за складирање облак и обработка на податоци и, конечно, третата на клиентската апликација за управување со системот на мобилни и стационарни уреди.

Паметна домашна опрема

Прво, да разговараме за тоа како да направиме паметен дом од обичен стан, дача или куќа. За да го направите ова, по правило, потребно е да ја поставите следната опрема во домот:

1. сензори кои мерат различни еколошки параметри;
2. актуатори кои делуваат на надворешни објекти;
3. контролер кој врши пресметки во согласност со мерењата на сензорот и вградената логика и издава команди на актуаторите.

На следната слика е прикажан дијаграм на паметен дом, на кој има сензори за истекување вода (1) во бањата, температура (2) и осветлување (3) во спалната соба, паметен штекер (4) во кујната и видео камера (5) во ходникот.

Во моментов, широко се користат безжични сензори кои работат со помош на протоколите RF433, Z-Wave, ZigBee, Bluetooth и WiFi. Нивните главни предности се леснотијата на инсталација и употреба, како и ниската цена и сигурноста, бидејќи Производителите се стремат да ги донесат своите уреди на масовниот пазар и да ги направат достапни за просечниот корисник.

Сензорите и активаторите, по правило, се поврзани преку безжичен интерфејс со паметен домашен контролер (6) - специјализиран микрокомпјутер кој ги комбинира сите овие уреди во една мрежа и ги контролира.

Сепак, некои решенија можат да комбинираат сензор, активирач и контролер во исто време. На пример, паметен приклучок може да се програмира да се вклучува или исклучува според распоред, а камерата за видео надзор во облак може да снима видео врз основа на сигнал од детектор за движење. Во наједноставните случаи, можете да направите без посебен контролер, но за да создадете флексибилен систем со многу сценарија, неопходно е.

За поврзување на контролорот за паметни домови со глобалната мрежа, може да се користи обичен интернет рутер (7), кој одамна стана вообичаен апарат за домаќинство во секој дом. Овде има уште еден аргумент во корист на контролорот за паметен дом - ако се изгуби врската со Интернет, паметниот дом ќе продолжи да работи нормално благодарение на логичкиот блок складиран во контролерот, а не во услугата облак.

Паметен домашен контролер

Контролорот за системот за паметни домови во облак што се дискутира во овој напис е развиен врз основа на микрокомпјутер со една плоча Raspberry Pi 3 модел B+, кој беше објавен во март 2018 година и има доволно ресурси и перформанси за паметни домашни задачи. Вклучува четири-јадрен Cortex-A53 процесор базиран на 64-битна ARMv8-A архитектура, со такт на 1.4 GHz, како и 1 GB RAM, Wi-Fi 802.11ac, Bluetooth 4.2 и гигабитен етернет адаптер што работи преку USB 2.0 .

Склопувањето на контролорот е многу едноставно - микрокомпјутерот (1) е инсталиран во пластична кутија (2), потоа мемориска картичка од 8 GB во microSD формат со софтвер (3) и USB Z-Wave мрежен контролер (4) соодветните слотови. Контролерот за паметен дом е поврзан со напојувањето преку адаптер за напојување од 5V, 2.1А (5) и USB - микро-USB кабел (6). Секој контролер има единствен идентификациски број, кој е запишан во конфигурациската датотека при првото лансирање и е неопходен за интеракција со услугите за паметни домови во облак.

Софтверот за контролор за паметни домови беше развиен од авторот на овој напис врз основа на оперативниот систем Linux Распбијски водат. Се состои од следниве главни потсистеми:

• серверски процес за интеракција со паметна домашна опрема и облакот;
• графички кориснички интерфејс за поставување на конфигурациските и работните параметри на контролорот;
• база на податоци за складирање на конфигурација на контролорот.

База на податоци контролорот за паметен дом е имплементиран врз основа на вграден DBMS SQLite и е датотека на SD картичка со системски софтвер. Служи како складиште за конфигурацијата на контролорот - информации за поврзаната опрема и нејзината моментална состојба, блок од логички правила за производство, како и информации што бараат индексирање (на пример, имиња на датотеки на локална видео архива). Кога контролорот се рестартира, овие информации се зачувуваат, што овозможува обновување на контролерот во случај на прекин на напојувањето.

Графички интерфејс паметен домашен контролер развиен во PHP 7 со помош на микрорамка Тенок. Веб-серверот е одговорен за извршување на апликацијата. lighttpd, често се користи во вградени уреди поради добрите перформанси и ниските потреби за ресурси.

(кликнете на сликата за да ја отворите во поголема резолуција)

Главната функција на графичкиот интерфејс е да ја поврзе паметната домашна опрема (IP камери за надзор и сензори) со контролорот. Веб-апликацијата ја чита конфигурацијата и моменталната состојба на контролорот и уредите поврзани со него од базата на податоци SQLite. За да ја промени конфигурацијата на контролорот, тој испраќа контролни команди во формат JSON преку RESTful API интерфејсот на процесот на серверот.

Процес на серверот

Процес на серверот - клучна компонента која ја врши целата главна работа за автоматизирање на информациските процеси кои ја формираат основата на паметниот дом: примање и обработка на сензорни податоци, издавање контролни дејства во зависност од вградената логика. Целта на процесот на серверот е да комуницира со паметната домашна опрема, да извршува логички правила за производство, да прима и обработува команди од графичкиот интерфејс и облакот. Процесот на серверот во контролорот за паметен дом што се разгледува е имплементиран како апликација со повеќе нишки развиена во C++ и лансирана како посебна услуга systemd операционен систем Linux Raspbian.

Главните блокови на процесот на серверот се:

1. Менаџер за пораки;
2. Сервер за IP камера;
3. Сервер за уред Z-Wave;
4. Сервер на производство логички правила;
5. База на податоци за конфигурација на контролорот и блок на логички правила;
6. RESTful API сервер за интеракција со графичкиот интерфејс;
7. MQTT клиент за интеракција со облакот.

Процесните блокови на серверот се имплементираат како посебни нишки, информациите меѓу кои се пренесуваат во форма на пораки во формат JSON (или структури на податоци што го претставуваат овој формат во процесната меморија).

Главната компонента на процесот на серверот е менаџер на пораки, кој ги насочува JSON пораките до сите блокови на процеси на серверот. Видовите полиња за информации за пораки JSON и вредностите што можат да ги прифатат се наведени во табелата:

Тип на уред
протокол
Тип на порака
уредСостојба
команда

камера
onvif
сензорски податоци
on
стриминг (вклучено/исклучено)

сензор
бран
команда
исклучување
снимање (вклучено/исклучено)

ефектор
mqtt
BusinessLogicRule
стриминг (вклучено/исклучено)
evice (Додај/Отстрани)

бизнисЛогика
конфигурација Податоци
снимање (вклучено/исклучено)

Bluetooth
уредСостојба
грешка

wifi

rf

На пример, порака од детектор за движење на камерата изгледа вака:

{
	"vendor": "*****",
	"version": "3.0.0",
	"timestampMs": "1566293475475",
	"clientType": "gateway",
	"deviceId": "1616453d-30cd-44b7-9bf0-************",
	"deviceType": "camera",
	"protocol": "onvif",
	"messageType": "sensorData",
	"sensorType": "camera",
	"label": "motionDetector",
	"sensorData": "on"
}

Производна логика

За да примате или испратите порака од диспечерот, блокот на процесите на серверот се претплати на пораки од одреден тип. Претплатата е производствено логично правило од типот "Ако тогаш...", претставен во формат JSON и врска до управувачот со пораки во блокот на процесите на серверот. На пример, за да дозволите серверот на IP камерата да прима команди од GUI и од облакот, треба да го додадете следново правило:

{
	"if": {
	    "and": [{
		"equal": {
		    "deviceId": "1616453d-30cd-44b7-9bf0-************"
		}
	    },
	    {
		"equal": {
		    "messageType": "command"
		}
	    }
	    ]
	},
	"then": {
	    "result": "true"
	}
}

Доколку условите наведени во претходник (левата страна) правилата се вистинити, тогаш тоа е задоволено последователно (десната страна) правила, и управувачот добива пристап до телото на пораката JSON. Претходникот поддржува логички оператори кои ги споредуваат паровите клуч-вредност на JSON:

1. еднакво на "еднакви";
2. не е еднакво на „не_еднаков“;
3. помалку „помалку“;
4. повеќе „поголема“;
5. помало или еднакво на „помал_или_еднакво“;
6. поголемо или еднакво на „поголемо_или_еднакво“.

Резултатите од споредбата може да се поврзат едни со други користејќи булови алгебра оператори:

1. И "и"
2. ИЛИ „или“;
3. НЕ „не“.

Така, со пишување на оператори и операнди во полска нотација, можете да создадете прилично сложени услови со голем број параметри.

Точно истиот механизам, базиран на JSON пораки и правила за производство во JSON формат, се користи во блокот на серверот за логика на производство за да го претстави знаењето и да спроведе логички заклучоци користејќи сензорни податоци од сензори за паметни домови.

Со помош на мобилна апликација, корисникот креира сценарија според кои паметниот дом треба да функционира. На пример: „Ако се активира сензорот за отворање на влезната врата, тогаш вклучете го светлото во ходникот“. Апликацијата ги чита идентификаторите на сензорите (сензор за отворање) и актуаторите (паметен приклучок или паметна ламба) од базата на податоци и генерира логично правило во JSON формат, кое се испраќа до контролорот за паметни домови. Овој механизам подетално ќе се дискутира во третата статија од нашата серија, каде што ќе зборуваме за клиентската апликација за управување со паметен дом.

Производниот логички механизам дискутиран погоре се имплементира со помош на библиотеката RapidJSON — SAX парсер за JSON формат во C++. Секвенцијалното читање и парсирање на низа правила за производство ви овозможува лесно да ја имплементирате функцијата за споредба на податоци во претходниците:

void CRuleEngine::Process(PProperties pFact)
{
    m_pActions->clear();

    rapidjson::Reader   reader;
    for(TStringMap::value_type& rRule : m_Rules)
    {
        std::string sRuleId   = rRule.first;
        std::string sRuleBody = rRule.second;

        CRuleHandler            ruleHandler(pFact);
        rapidjson::StringStream ruleStream(sRuleBody.c_str());
        rapidjson::ParseResult  parseResult = reader.Parse(ruleStream, ruleHandler);
        if(!parseResult)
        {
            m_Logger.LogMessage(
                        NLogger2::ePriorityLevelError,
                        std::string("JSON parse error"),
                        "CRuleEngine::Process()",
                        std::string("RuleId: ") + sRuleId);
        }

        PProperties pAction = ruleHandler.GetAction();
        if(pAction)
        {
            pAction->Set("ruleId", sRuleId);
            m_pActions->push_back(pAction);
        }
    }
}

Тука pFact — структура која содржи парови клуч-вредност од порака JSON, m_Правила — низа од продукциски правила. Споредбата на дојдовната порака и правилото за производство се врши во функцијата reader.Parse(ruleStream, ruleRandler)каде Ракувач на правила е објект кој ја содржи логиката на Буловите и споредбените оператори. sRuleId — уникатен идентификатор на правила, благодарение на кој е можно да се складираат и уредуваат правилата во базата на податоци за паметни домашни контролери. m_pActions — низа со резултати од логичко заклучување: JSON пораки кои содржат последици од базата на правила и испратени понатаму до менаџерот на пораки за да можат нишките на претплатниците да ги обработуваат.

Перформансите на RapidJSON се споредливи со функцијата strlen (), а минималните барања за системски ресурси дозволуваат користење на оваа библиотека во вградени уреди. Употребата на пораки и логички правила во JSON формат ви овозможува да имплементирате флексибилен систем за размена на информации помеѓу сите компоненти на контролерот за паметни домови.

З-бранови сензори и актуатори

Главната предност на паметниот дом е тоа што може самостојно да мери различни параметри на надворешното опкружување и да врши корисни функции во зависност од ситуацијата. За да го направите ова, сензорите и активаторите се поврзани со контролорот за паметни домови. Во тековната верзија, ова се безжични уреди кои работат со помош на протоколот З-бран на специјално распределена фреквенција 869 MHz За Русија. За да работат, тие се комбинираат во мрежна мрежа, која содржи повторувачи на сигнали за да се зголеми областа на покриеност. Уредите имаат и посебен режим за заштеда на енергија - поголемиот дел од времето го поминуваат во режим на мирување и испраќаат информации само кога нивната состојба ќе се промени, што може значително да го продолжи животниот век на вградената батерија.

Сега можете да најдете прилично голем број на различни уреди Z-Wave на пазарот. Ајде да погледнеме неколку примери:

1. Паметниот штекер Zipato PAN16 може да ги мери следните параметри: потрошувачка на електрична енергија (kWh), моќност (W), напон (V) и струја (A) во електричната мрежа. Има и вграден прекинувач со кој можете да го контролирате поврзаниот електричен апарат;
2. Сензорот за истекување Neo Coolcam детектира присуство на истурена течност со затворање на контактите на далечинската сонда;
3. Сензорот за чад Zipato PH-PSG01 се активира кога честичките чад влегуваат во комората на анализаторот на гас;
4. Сензорот за движење Neo Coolcam го анализира инфрацрвеното зрачење на човечкото тело. Дополнително има сензор за светлина (Lx);
5. Мултисензорот Philio PST02-A мери температура (°C), светлина (%), отворање на вратата, присуство на лице во просторијата;
6. Мрежен контролер Z-Wave USB Stick ZME E UZB1, на кој се поврзани сензорите.

Многу е важно уредите и контролорот да работат на иста фреквенција, во спротивно тие едноставно нема да се видат во моментот на поврзување. На еден мрежен контролер Z-Wave може да се поврзат до 232 уреди, што е сосема доволно за стан или селска куќа. За да се прошири областа на мрежна покриеност во затворен простор, може да се користи паметен приклучок како повторувач на сигналот.

Во процесот на серверот на контролорот за паметни домови што беше дискутиран во претходниот пасус, серверот Z-Wave е одговорен за интеракција со уредите Z-Wave. Таа користи библиотека за да прима информации од сензори OpenZWave во C++, кој обезбедува интерфејс за интеракција со мрежниот USB контролер Z-Wave и работи со различни сензори и актуатори. Вредноста на параметарот на животната средина што ја мери сензорот ја снима серверот Z-Wave во форма на порака JSON:

{
	"vendor": "*****",
	"version": "3.0.0",
	"timestampMs": "1566479791290",
	"clientType": "gateway",
	"deviceId": "20873eb0-dd5e-4213-a175-************",
	"deviceType": "sensor",
	"protocol": "zwave",
	"messageType": "sensorData",
	"homeId": "0xefa0cfa7",
	"nodeId": "20",
	"sensorType": "METER",
	"label": "Voltage",
	"sensorData": "229.3",
	"units": "V"
}

Потоа се препраќа до менаџерот на пораки на процесот на серверот за да можат да ги примаат нишките на претплатниците. Главниот претплатник е производствен логички сервер, кој одговара на вредностите на полето за пораки во претходниците на логичките правила. Резултатите од заклучоците што содржат контролни команди се испраќаат назад до менаџерот на пораки и оттаму одат до серверот Z-Wave, кој ги декодира и ги испраќа до мрежниот USB контролер Z-Wave. Потоа влегуваат во актуаторот, кој ја менува состојбата на еколошките објекти, а паметниот дом на тој начин врши корисна работа.

(кликнете на сликата за да ја отворите во поголема резолуција)

Поврзувањето на уредите Z-Wave се врши во графичкиот интерфејс на контролерот за паметни домови. За да го направите ова, одете на страницата со список на уреди и кликнете на копчето „Додај“. Командата за додавање преку интерфејсот RESTful API влегува во процесот на серверот и потоа се испраќа од менаџерот на пораки до серверот Z-Wave, кој го става мрежниот USB контролер Z-Wave во посебен режим за додавање уреди. Следно, на уредот Z-Wave треба да направите серија брзи притискања (3 притискања во рок од 1,5 секунди) на копчето за сервисирање. УСБ-контролерот го поврзува уредот со мрежата и испраќа информации за него до серверот Z-Wave. Тоа, пак, создава нов запис во базата на податоци SQLite со параметрите на новиот уред. По одреден временски интервал, графичкиот интерфејс се враќа на страницата со список на уреди Z-Wave, чита информации од базата на податоци и го прикажува новиот уред во списокот. Секој уред добива свој уникатен идентификатор, кој се користи во правилата за заклучоци за производство и кога работи во облакот. Работата на овој алгоритам е прикажана на дијаграмот UML:

(кликнете на сликата за да ја отворите во поголема резолуција)

Поврзување на IP камери

Системот за паметни домови во облак за кој се дискутира во оваа статија е надградба на системот за видео надзор во облак, исто така развиен од авторот, кој е на пазарот неколку години и има многу инсталации во Русија.

За системите за видео надзор во облак, еден од акутните проблеми е ограничениот избор на опрема со која може да се изврши интеграција. Софтверот одговорен за поврзување со облакот е инсталиран внатре во видео камерата, што веднаш поставува сериозни барања за нејзиниот хардвер - процесорот и количината на слободна меморија. Ова главно ја објаснува повисоката цена на облак CCTV камерите во споредба со обичните IP камери. Дополнително, потребна е долга фаза на преговори со компаниите за производство на камери за видео надзор за да се добие пристап до системот за датотеки на камерата и сите потребни алатки за развој.

Од друга страна, сите модерни IP камери имаат стандардни протоколи за интеракција со друга опрема (особено, видео рекордери). Така, употребата на посебен контролер кој се поврзува преку стандарден протокол и емитува видео стримови од IP камери до облакот обезбедува значителни конкурентски предности за системите за видео надзор во облак. Покрај тоа, ако клиентот веќе има инсталирано систем за видео надзор заснован на едноставни IP камери, тогаш станува возможно да се прошири и да се претвори во полноправно паметен дом на облак.

Најпопуларниот протокол за IP системи за видео надзор, сега поддржан од сите производители на IP камери без исклучок, е Профил на ONVIF S, чии спецификации постојат во јазикот за опис на веб-услугите wsdl. Користење на комунални услуги од комплетот со алатки gSOAP Можно е да се генерира изворен код за услуги кои работат со IP камери:

$ wsdl2h -o onvif.h 
	https://www.onvif.org/ver10/device/wsdl/devicemgmt.wsdl 
	https://www.onvif.org/ver10/events/wsdl/event.wsdl 
	https://www.onvif.org/ver10/media/wsdl/media.wsdl 
	https://www.onvif.org/ver20/ptz/wsdl/ptz.wsdl

$ soapcpp2 -Cwvbj -c++11 -d cpp_files/onvif -i onvif.h

Како резултат на тоа, добиваме збир на заглавие „*.h“ и изворни датотеки „*.cpp“ во C++, кои може да се стават директно во апликација или посебна библиотека и да се компајлираат со помош на компајлерот на GCC. Поради многуте функции, кодот е голем и бара дополнителна оптимизација. Микрокомпјутерот Raspberry Pi 3 модел B+ има доволно перформанси за извршување на овој код, но доколку има потреба да се пренесе кодот на друга платформа, неопходно е да се изберат правилната архитектура на процесорот и системските ресурси.

IP камерите што го поддржуваат стандардот ONVIF, кога работат на локална мрежа, се поврзани со посебна мултикаст група со адресата 239.255.255.250. Постои протокол WS Discovery, што ви овозможува да го автоматизирате пребарувањето на уреди на локалната мрежа.

Графичкиот интерфејс на контролорот за паметни домови имплементира функција за пребарување за IP камери во PHP, што е многу погодно при интеракција со веб-услуги преку XML пораки. При изборот на ставки од менито Уреди > IP камери > Скенирање Се активира алгоритмот за пребарување на IP камери, прикажувајќи го резултатот во форма на табела:

(кликнете на сликата за да ја отворите во поголема резолуција)

Кога додавате камера на контролорот, можете да ги одредите поставките според кои таа ќе комуницира со облакот. Исто така, во оваа фаза, автоматски му се доделува единствен идентификатор на уред, со кој подоцна може лесно да се идентификува во облакот.

Следно, се генерира порака во JSON формат што ги содржи сите параметри на додадената камера и се испраќа до процесот на серверот на контролорот за паметен дом преку командата RESTful API, каде што параметрите на камерата се декодираат и се зачувуваат во внатрешната база на податоци SQLite и се исто така се користи за лансирање на следните нишки за обработка:

1. воспоставување RTSP конекција за примање видео и аудио потоци;
2. транскодирање на аудио од формати G.711 mu-Law, G.711 A-Law, G.723 итн. во формат AAC;
3. транскодирање на видео стримови во формат H.264 и аудио во формат AAC во контејнер FLV и негово пренесување до облакот преку протоколот RTMP;
4. воспоставување врска со крајната точка на детекторот за движење на IP камерата преку протоколот ONVIF и периодично негово испитување;
5. периодично генерирање на сликичка за преглед и испраќање до облакот преку протоколот MQTT;
6. локално снимање на видео и аудио преноси во форма на посебни датотеки во формат MP4 на SD или Flash картичка на контролорот за паметни домови.

За воспоставување врска со камери, транскодирање, процесирање и снимање на видео стримови во процесот на серверот, се користат функции од библиотеката ffmpeg 4.1.0.

Во експериментот за тестирање на перформансите, 3 камери беа поврзани со контролорот:

1. HiWatch DS-I114W (резолуција - 720p, формат за компресија - H.264, брзина на битови - 1 Mb/s, звук Г.711 му-Закон);
2. Микродигитален MDC-M6290FTD-1 (резолуција - 1080p, формат на компресија - H.264, брзина на битови - 1 Mb/s, без звук);
3. Dahua DH-IPC-HDW4231EMP-AS-0360B (резолуција - 1080p, формат за компресија - H.264, брзина на битови - 1.5 Mb/s, AAC аудио).

Сите три преноси беа истовремено емитувани во облакот, аудио транскодирањето беше извршено само од една камера, а локалното архивско снимање беше оневозможено. Оптоварувањето на процесорот беше приближно 5%, искористеноста на RAM-от беше 32 MB (по процес), 56 MB (вкупно вклучувајќи го ОС).

Така, приближно 20-30 камери (во зависност од резолуцијата и битрејтот) можат да се поврзат со контролер за паметен дом, што е доволно за систем за видео надзор за трикатна куќа или мал магацин. За задачи што бараат повисоки перформанси, може да се користи неттоп со повеќејадрен Intel процесор и оперативен систем. Linux Debian Нарџ. Контролерот моментално е во пробна работа, а податоците за перформансите ќе бидат ажурирани.

Интеракција со облакот

Паметниот дом базиран на облак складира кориснички податоци (видео и мерења со сензор) во облакот. Архитектурата на складирање облак ќе биде разгледана подетално во следната статија од нашата серија. Сега да зборуваме за интерфејсот за пренос на информативни пораки од контролорот за паметни домови до облакот.

Состојбите на поврзаните уреди и мерењата на сензорот се пренесуваат преку протоколот MQTT, кој често се користи во проектите за Интернет на нештата поради неговата едноставност и енергетска ефикасност. MQTT користи модел клиент-сервер, каде што клиентите се претплатат на одредени теми во рамките на брокерот и ги објавуваат своите пораки. Брокерот испраќа пораки до сите претплатници според правилата утврдени со нивото QoS (Квалитет на услуга):

• QoS 0 - максимум еднаш (без гаранција за испорака);
• QoS 1 - барем еднаш (со потврда за испорака);
• QoS 2 - точно еднаш (со дополнителна потврда за испорака).

Во нашиот случај, ние користиме Комарец за затемнување. Името на темата е единствениот идентификатор на контролорот за паметни домови. Клиентот MQTT во процесот на серверот се претплати на оваа тема и ги преведува JSON пораките што доаѓаат од менаџерот на пораки во неа. Спротивно на тоа, пораките од брокерот MQTT се препраќаат од него до менаџерот на пораки, кој потоа ги мултиплексира до своите претплатници во процесот на серверот:

За пренос на пораки за статусот на контролорот за паметен дом, се користи механизмот на зачувани пораки задржани пораки MQTT протокол. Ова ви овозможува правилно да го следите времето на повторно поврзување при прекини на напојувањето.

Клиентот MQTT беше развиен врз основа на имплементацијата на библиотеката Затемнување Пахо во C++ јазик.

H.264 + AAC медиумските потоци се испраќаат до облакот преку протоколот RTMP, каде што кластер од медиумски сервери е одговорен за нивна обработка и складирање. За оптимално да се распредели оптоварувањето во кластерот и да се избере најмалку вчитаниот медиумски сервер, контролорот за паметни домови прави прелиминарно барање до балансерот на оптоварување на облакот и дури потоа го испраќа медиумскиот пренос.

Заклучок

Статијата испитуваше една специфична имплементација на контролер за паметен дом базиран на микрокомпјутерот Raspberry Pi 3 B+, ​​кој може да прима, обработува информации и контролира опрема преку протоколот Z-Wave, да комуницира со IP камери преку протоколот ONVIF, а исто така да разменува податоци и команди со облакот преку протоколите MQTT и RTMP. Развиен е производствен логички мотор врз основа на споредба на логички правила и факти претставени во JSON формат.

Контролерот за паметни домови моментално е на пробна операција на неколку локации во Москва и Московскиот регион.

Следната верзија на контролорот планира да поврзува други видови уреди (RF, Bluetooth, WiFi, жичен). За погодност на корисниците, постапката за поврзување сензори и IP камери ќе биде префрлена на мобилната апликација. Исто така, постојат идеи за оптимизирање на кодот на процесот на серверот и пренесување на софтверот на оперативниот систем Опенверт. Ова ќе ви овозможи да заштедите на посебен контролер и да ја пренесете функционалноста на паметниот дом на обичен рутер за домаќинство.

Извор: www.habr.com