Введение 4
1 Анализ предметной области 6
1.1 Постановка задачи 6
1.2 Актуальность темы бакалаврской работы 7
1.3 Цели и задачи бакалаврской работы 7
1.4 Обзор аналогов 8
1.4.1 Комплект Xiaomi Smart Home 8
1.4.2 Система Google Home 10
1.4.3 Система Amazon Echo 11
1.4.4 Система автоматизации Apple HomeKit 12
2 Проектирование системы 15
2.1 Функциональные требования 15
2.1.1 Функциональные требования работы с устройствами 15
2.1.2 Функциональные требования работы со сценариями 16
2.2 Структурная схема системы 17
2.3 Выбор средств реализации 18
2.3.1 Выбор структуры проекта 18
2.3.2 Выбор способа реализации серверного приложения 20
2.3.3 Выбор программной платформы для реализации задачи 21
2.3.4 Выбор аппаратного обеспечения для реализации задачи 22
2.3.5 Выбор протокола для реализации задачи 23
2.3.6 Выбор интегрированной среды разработки для аппаратного
обеспечения 25
2.3.7 Выбор дизайна для создания удобного интерфейса 26
3 Разработка системы 29
3.1 Структура приложения 29
3.1.1 Выбор шаблона проектирования 29
3.1.2 Разработка контроллеров 31
3.1.3 Разработка представлений 35
3.1.4 Разработка программного кода аппаратной части 36
4 Руководство пользователя 37
5 Практическое применение системы 43
Заключение 45
Список использованных источников 46
В данный момент времени идет тенденция к увеличению качества жизни, так как технологии для этого доступны практически для всех людей. Вы не обязаны разбираться в программировании и электротехнике - готовые программы уже существуют в интернете, а для подключения датчиков можно посмотреть даташит (официальный документ производителя электронных компонентов), где все подробно расписано. Но если у вас нет времени или вам не хочется этим заниматься, подобные системы можно с лёгкостью купить в специализированных магазинах. Подобные системы домашней автоматизации решают следующие задачи:
- дистанционное управление электроприборами;
- обеспечение комфортной среды;
- увеличение свободного времени, которое ранее использовалось на выполнение рутинных задач;
- повышение качества жизни человека.
Подобная система может называть как домашней автоматизацией (англ. home automation), так и умным домом (англ. smart home). Это система домашних устройств, способных выполнять действия и решать определённые повседневные задачи без участия человека. Домашняя автоматизация рассматривается как частный случай интернета вещей, она включает доступные через интернет домашние устройства, в то время как интернет вещей включает любые связанные через интернет устройства в принципе.
Наиболее распространенные примеры автоматических действий в «умном доме» — автоматическое включение и выключение света, автоматическая коррекция работы отопительной системы или кондиционера и автоматическое уведомление о вторжении, возгорании или протечке воды.
Домашняя автоматизация в современных условиях — чрезвычайно гибкая система, которую пользователь конструирует и настраивает самостоятельно в зависимости от собственных потребностей. Это предполагает, что каждый владелец умного дома самостоятельно определяет, какие устройства куда установить и какие задачи они будут исполнять [1].
Цель данного дипломного проекта - разработка программного обеспечения WIFI модуля на базе микропроцессорной системы NodeMCU ESP8266, для реализации автоматизированного управления по беспроводной сети.
Заданием для выпускной квалификационной работы является разработать микропроцессорную систему автоматизации на базе модуля NodeMCU ESP8266 и выполнить следующие пункты:
- провести анализ предметной области, анализ аналогичных решений и их начального конфигурирования;
- разработать способ применения микроконтроллера NodeMCU ESP8266;
- выбрать протокол взаимодействия микроконтроллера с элементами управления;
- разработать структуру программного обеспечения контроллера;
- разработать и протестировать программное обеспечение.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены фабричные системы автоматизации, на основе этого был выделен общие функциональные требования.
В ходе выполнения работы были спроектированы и разработаны системные модули, отвечающие за взаимодействие управляющего устройства с сервером, взаимодействие пользователя с сервером. В пояснительной записке проведен анализ и обоснование выбора средств реализации, разработана архитектура и функциональные требования к системе.
Подводя итоги, можно сказать, что проект может использоваться как замена готовым системам автоматизации при условии, что у вас есть отладочная плата NodeMCU ESP8266, нужные датчики и исполнительные устройства.
Данная система обладает модульностью и расширяемостью, т.е. ее можно дополнять и улучшать в будущем.
