РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ УМНОГО ДОМА

РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. Обзор источников по теме работы 8
1.1 Системы «Умный дом» 8
1.2 Микроконтроллер STM32F407VG 10
1.3 Микроконтроллер модулей устройства 14
1.4 Среда разработки и язык программирования для микроконтроллеров
модулей и головного устройства 16
1.5 Радиомодуль nRF24L01 17
1.6 Модуль Wi-FI связи ESP8266 18
1.7 Питание модулей и головного устройства 20
1.8 Интерфейс UART 21
1.9 Интерфейс I2C 22
1.10 Обзор датчиков 25
Глава 3. Выбор структурной и принципиальной схемы устроства 30
3.1 Задачи и требования, предоставляемые к устройству 30
3.2 Структурная схема устройства 33
3.2.1 Кухонный модуль 33
3.2.2 Водный модуль 34
3.2.3 Коридорный модуль 35
3.2.4 Разработка структурной схемы устройства 38
3.3 Принципиальная схема устройства 39
3.3.1 Разработка принципиальной схемы модуля 39
3.3.2 Разработка принципиальной схемы головного устройства 40
Глава 4. Протокол взаимодействия модулей с головным устройством 42
4.1 Сетевая модель OSI 42
4.2 Физический уровень 45
4.2.1 Рабочая частота 45
4.2.2 Тип модуляции 46
4.3 Канальный уровень 48
4.4 Сетевой уровень 50
4.5 Начальная конфигурация сети 51
Глава 5. Сервер для устройства 53
5.1 Протокол MQTT 53
5.2 Обмен данными по протоколу MQTT 53
5.3 Структура тем протокола MQTT 54
5.4 Структура сообщений протокола MQTT 55
5.5 Качество обслуживания обмена данными протокола MQTT 55
5.6 Безопасность протокола MQTT 56
Глава 6. Мобильное приложение 58
6.1 Структура мобильного приложения 58
6.2 Прием, хранение и обработка данных 59
6.2.1 Подключение к серверу 60
6.2.2 Класс View Model 61
6.3 Главный экран 62
ЭКСПЕРИМЕНТ 64
7.1 Тестирование и отладка мобильного приложения 64
7.2 Тестирование и отладка взаимодействия модуля и головного
устройства 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 72

Купить

Ситуация в современном мире складывается таким образом, что среднестатистический человек уже не может представить свою жизнедеятельность без участия в ней какого-либо гаджета, будь то смартфон, фитнесс браслет или умные часы. С каждым годом цифровые технологии совершенствуются, и получают все большее распространение в массе людей со всего мира. На рынке можно найти, умный чайник, которым можно управлять при помощи сети Wi-Fi, умную розетку, выключатель, лампочку и много других не менее полезных и интересных устройств. Увеличение количества подобных устройств привело к идее создания систем «Умный дом», которые позволили бы удаленно и централизованно управлять набором умной бытовой электроники, автоматизировать взаимодействие между отдельными устройствами, создав специфическую сеть для их общения между собой.
Такая система, имея огромный функционал, должна оказывать большую помощь пользователю в выполнении рутинных повседневных действий и, в целом, улучшать качество жизни. Используя такую организацию взаимодействия с домом, получается максимально быстро и удобно произвести последовательность обыденных действий, учитывая, что некоторые из них выполняются автоматически, вообще без вмешательства пользователя.
Особенно, когда мы говорим об удобстве системы «Умный дом», главный акцент ставится на то, что управление основными ее компонентами, пользователь проводит с помощью своего смартфона. Ведь практически у каждого человека в современном мире имеется в пользовании гаджет с операционными системами «Android» или «iOS», с которым он взаимодействует постоянно в течение дня. Мы просматриваем новостную ленту, оцениваем погодные условия на какой-либо день, общаемся друг с другом с помощью социальных сетей или мессенджеров. Именно поэтому очень оправданно управление и получение информации от умной техники в доме используя средства, предоставленные смартфоном, в угоду удобству и упрощению выполнения повседневных действий.
На текущий момент, на рынке имеется большое количество предложений, способных внедрить систему «Умный дом» в ваше жилище, но они не всегда обладают дружелюбным ценником по отношению к покупателю. Скорее всего, это связано с трудностями реализации такой системы и с малой ее распространенностью среди населения. К тому же, нельзя забывать о периоде недоверия к технологии потребителем, который прошли практически все инновационные продукты, такие как телевизор или микроволновая печь. Фундаментом для недоверия потребителя к технологиям систем «Умный дом», является ее главный недостаток - потенциальная уязвимость при хакерской атаке.
Если только представить, кто-то получил доступ к всей технике в вашем доме и может ей удаленно управлять, просматривать камеры внутри дома, открыть умный замок, отключить все устройства, следящие за безопасностью в помещении, чтобы проникнуть в него с корыстными намерениями. Негативность последствий такого недоброжелательного вмешательства очевидна. Поэтому при разработке функциональных элементов в системе «Умный дом» очень большую роль отдают обеспечению ее безопасности в период срока службы.
В связи с этим целью нашей работы является разработка системы из линейки «Умный дом», в основе которой лежит беспроводная связь между узловыми элементами. Основной целью системы будет оповещение пользователя о случившейся критической ситуации в доме с помощью мобильного приложения.

Купить