ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 9
1.1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.3. ВЫВОД 14
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 15
2.1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 15
2.2. НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 16
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 17
3.1. ВЫБОР МЕТОДА ИНТЕГРАЦИИ 17
3.2. ФУНКЦИОНАЛ ПРИЛОЖЕНИЯ MI HOME 17
3.3. ВЫБОР БИБЛИОТЕКИ ДЛЯ СЕТЕВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. 18
3.4. ОПИСАНИЕ МЕТОДА ИНЪЕКЦИИ КОДА 18
3.5. АРХИТЕКТУРА МОДИФИКАЦИИ 20
3.6. РАЗРАБОТКА ОСНОВНОЙ ЧАСТИ МОДИФИКАЦИИ 22
3.7. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВ 28
3.8. ПОДДЕРЖИВАЕМЫЕ УСТРОЙСТВА НА ДАННЫЙ МОМЕНТ 33
3.9. ИНТЕГРАЦИЯ В РАСШИРЯЕМУЮ СИСТЕМУ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЮТ-УСТРОЙСТВ 34
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 40
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 40
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 40
6. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ 42
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А ИСХОДНЫЙ КОД ПРОГРАММЫ 47
Стремительное развитие технологий позволяет минимизировать участие человека в различных операциях. Одна из таких технологий - Интернет вещей (IoT) [1]. Это концепция вычислительной сети физических предметов, оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, данное явление способно перестроить экономические и общественные процессы, исключив из части действий и операций необходимость участия человека. В рамках конференции разработчиков MIDC Xiaomi IoT 2017 исполнительный директор Xiaomi Лэй Цзюнь объявил, что компания создала самую большую на планете платформу Интернета вещей для умных устройств. На сегодняшний день Xiaomi выпустила 85 млн устройств, имеющих подключение к сети. В платформе компании числятся свыше 800 типов гаджетов, созданных при участии 400 партнеров со всего света [2]. Также Лэй Цзюнь сообщил, что Xiaomi планирует в ближайшие пять лет инвестировать как минимум 10 млрд. юаней ($1,5 млрд.) в развитие технологий искусственного интеллекта и интернета вещей. Сейчас к платформе Xiaomi суммарно подключено более 132 млн «умных» устройств, более 20 млн из них ежедневно активны в более чем 200 странах и регионах по всему миру. При этом свыше 1,9 млн человек имеют как минимум 5 устройств 1оТ-платформы Xiaomi.
В связи с ростом количества устройств и популярностью данного производителя, возникают две проблемы. Первая проблема: отсутствие возможности управлять смарт-устройствами Xiaomi сторонними приложениями и интегрировать данные устройства в другие экосистемы. Вторая: обучение студентов взаимодействию с IoT-устройствами для получения навыков создания сложных автоматизированных систем на основе компонентов Xiaomi.
В настоящее время полный функционал возможностей доступен только в приложении MI Home. Данное приложение работает только на мобильных устройствах, что неудобно для некоторых пользователей. Также приложение предоставляет ограниченные возможности по автоматизации. Существуют различные варианты интеграции к другим экосистемам, но они не поддерживают все устройства, а также их полный функционал. Вышеперечисленные минусы существующего программного обеспечения не позволяют в полной мере использовать его для обучения.
Актуальность и необходимость создания такой системы, которая бы позволила интегрировать устройства производителей Xiaomi в расширяемую систему взаимодействия компонентов интернета вещей, которая была разработана для магистерской диссертация - далее «Расширяемая система взаимодействия компонентов интернета вещей» [3], создавать сложные сценарии, использовать данные устройства в обучении взаимодействия с IoT- устройствами, а также устранила необходимость быть привязанным к приложению MI Home, обусловлена следующими аспектами:
1. Поддержка всех устройств от производителя Xiaomi.
2. Возможность интеграции полного функционала устройств.
3. Управление устройствами не через приложение MI Home.
4. Возможность эксплуатировать систему для популярного направления интернета вещей - создание сложных сценариев для умного дома с использование устройств от Xiaomi.
Цель работы - интеграция IoT-устройств экосистемы MI Ноте в расширяемую систему взаимодействия компонентов интернета вещей. Для осуществления поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи:
1. Исследовать существующие реализации интеграций, выделить функциональные возможности и проблемы.
2. Исследовать технологии, произвести интеграцию устройств MI Ноте.
3. Реализовать базу для интеграции экосистемы MI Ноте в расширяемую систему взаимодействия компонентов интернета вещей.
4. Интегрировать устройства.
5. Написать документацию по работе с расширением.
6. Протестировать разработанное расширение.
В ходе выполнения магистерской диссертации был проведен анализ существующих программных решений для взаимодействия IoT-устройствами Xiaomi: выделены их недостатки и был предложен принципиально новый подход к решению проблемы. В отличии от аналогов, разработанное решение может поддерживать все устройства экосистемы Xiaomi, а также реализует работу с событиями устройств. Была произведена интеграция в расширяемую систему взаимодействия IoT-устройствами, что позволяет писать гибкие скрипты автоматизации на языке общего назначения и интегрировать IoT- устройства Xiaomi с устройствами других экосистем.
Данную интеграцию можно использовать для обучения студентов работе с одной из самых быстрорастущих систем «Интернета вещей» - Xiaomi. Данным оборудованием оснащена кафедра электронных вычислительных машин, поэтому предложенное решение позволит обучать студентов и проводить лабораторные работы на базе кафедры. Также данную интеграцию можно использовать в постройке «умного дома», так как устройства от Xiaomi стоят недорого относительно конкурентов и очень популярны для данного направления.
По итогам работы, можно сделать следующие выводы:
- произведена модификация стандартного приложения MI Home;
- создано расширение, позволяющее удаленно управлять устройствами Xiaomi;
- реализован плагин для расширяемой системы взаимодействия с IoT- устройствами;
- разработанный комплекс будет предложен для внедрения на кафедре электронных вычислительных машин ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)».
