Присоединяйтесь!
Авторизация

Raspberry Pi и умный дом

31 March 2013 - Автор RePost4

Многие пытаются собрать «Умный дом» своими руками. При выборе системы стоит учитывать не только ассортимент и стоимость конечных устройств, но и возможности контроллера.

Большинство контроллеров сразу готовы к работе «из коробки», но представляют ограниченные возможности. Однако нередко именно гибкость и возможность лёгкой интеграции является основополагающим критерием при выборе. И вот, появился долгожданный «кубик Lego» для систем автоматизации на базе технологии Z-Wave, который обладает желаемой гибкостью и в то же время большим функционалом и низкой ценой. Плата расширения RaZberry для Raspberry Pi, превращает самый популярный и дешёвый мини-компьютер в Z-Wave контроллер домашней автоматизации. RaZberry — это решение три в одном:плата с трансивером Z-Wave ZM3102прошивка для ZM3102, расширяющая возможности стандартных прошивок для стиков ПО Z-Way 

Железо

В ОС Linux RaZberry виден как com-порт /dev/ttyAMA0. Плата по сути состоит из трансивера ZM3102, памяти EEPROM для хранения данных сети Z-Wave, PCBA антенны и коннектора ножек UART для GPIO Raspberry Pi. Реально используется только ножки Vcc, Gnd, TX и RX. Остальные ножки не используется для работы платы и лишь помогают её крепче зафиксировать. В теории эти ножки можно использовать для других нужд.

Прошивка

Плата предоставляет интерфейс полностью совместимый с Sigma Designs Serial API, что даёт возможность использовать не только прилагаемое ПО Z-Way, но и любое другое ПО для Z-Wave (Open Z-Wave, LinuxMCE, FHEM или самописное), а также облачный сервис Z-Cloud (см. инструкцию). Плата также предоставляет расширение протокола Sigma Designs Serial API от Z-Wave.Me, которое необходимо для работы ПО Z-Way.Прошивка также позволяет обновлять себя по UART, что позволит не только исправить возможные баги в будущем, но и сменить версию прошивки с той, что установлена по умолчанию (SDK 4.54.01) на более старую 5.03, не имеющую полезных функций NWI, Explorer Frame и Random HomeId, но включающую функционал SUC/SIS. (Для внимательных: да, я не ошибся, 4 > 5 ;)

Программное обеспечение

Z-Way устанавливается поверх Raspbian wheezy путём запуска команды wget ‐q ­‐O ­‐ http://razberry.z-­wave.me/install | sudo bash 

Скрипт установки поставит Z-Way в /opt/z-way-server, пропишет в /etc/init.d/Z-Way скрипт для запуска, добавит его в авто запуск и настроит порт ttyAMA0. После перезагрузки (для применения настроек ядра для ttyAMA0 — по умолчанию Raspbian использует UART для консоли) сервер готов к работе. В браузере откройтеhttp://IP_OF_RASPBERRY:8083 и начните строить сеть Z-Wave.Рассмотрим подробней поставляемое в комплекте с RaZberry ПО Z-Way. Оно состоит из нескольких частей:библиотека libzway — основа движка Z-Wave, предоставляющая C API для простой работы с Z-Wave (зависит от pthreads, zlib, openssl)библиотека libzwayjs — биндинг между C и JavaScript движком Google V8. Предоставляет простое JS API для работы с сетью Z-Wave (зависит от libv8 и libzway)библиотека libzwayhttp — HTTP сервис для обслуживания внешних клиентов, в том числе пользовательские интерфейсы. Предоставляет JSON API (зависит от libmicrohttpd, openssl, libzwayjs и libzway)main.cpp — обвязка для запуска всех сервисов вместе, чтения конфигов и параметров командной строкиТакая структура позволяет использовать разные уровни интеграции с составными частями Z-Way. Для проектов, где важна производительность, доступен API уровня C (в комплекте есть заголовочные .h файлы для libzway), для проектов, где нужна оперативная разработка, проще использовать JS API. Важно, что оба интерфейса имеют сходную структуру, что позволяет просто портировать код с JavaScript на C после быстрого прототипирования.Далее я опишу API уровня JavaScript и покажу, как создавать простые правила автоматизации. Интерфейс уровня C останется за рамками данной статьи. Стоит заметить, что синтаксис в движке JavaScript Z-Way на стороне сервера сделан по аналогии с тем, что было реализовано для Z-Cloud на стороне клиента — см. описание API Z-Cloud. Для дальнейшего чтива предполагается, что читатель уже знаком с особенностями протокола Z-Wave (см.подробное описание протокола Z-Wave).Всё относящееся к Z-Wave в пространстве имён JavaScript находится в глобальном объекте zway, который предоставляет полное дерево данных и методов над устройствами Z-Wave.Дочерний объект controller, содержит данные специфические для контроллера Z-Wave, а также список устройств devices. Каждое устройство содержит структуру данных (data), а также список каналов устройства (instances). Каждый канал имеет список Классов Команд Z-Wave, поддерживаемых устройством. На Классе Команд имеются методы для вызова функций (Set, Get, ...), а также дерево данных (data), где хранится вся информация о Классе.Графически это  можно иллюстрировать примерно так (картинка из документации):

  Структура  API асинхронна и делится на две части:отправка команд и запросовполучение событий изменения состоянийОтправка команд осуществляется запросами вида zway.devices[2].instances[0].commandClasses.Basic.Set(0)(этот пример выключит свет).

Функция .Get() отправит запрос значения устройству.zway.devices[2].RequestNodeNeighbourUpdate() попросит устройство обновить соседей, а командаzway.AddNodeToNetwork(1) запустит процесс добавления нового устройства к сети. Более подробно все команды описаны в документации на странице документации проекта RaZberry. Каждому запросу можно добавить два дополнительных параметра: callback-функции для успешной и неудачной отправки.Команды ставят в очередь на отправку соответствующие пакеты. Отправка осуществляется через Sigma Designs Serial API, реализованную на плате расширения RaZberry. Вся магия Z-Wave скрыта под этим уровнем абстракции: для устройств на батарейках эти пакеты помечаются как ожидающие пробуждения, для шифрования идёт предварительный обмен ключами, для экономии заряда батареек и времени в эфире некоторые пакеты стыкуются вместе и многое другое… Как и в любом протоколе, в Z-Wave много своих тараканов, которые все находятся под ковром API Z-Way и не вылезают оттуда.Все полученные от устройств данные записываются в дерево data, относящееся к устройству или Классу Команд. Каждый элемент дерева data имеет атрибуты value (значение элемента), updateTime и invalidateTime (timestamp дат обновления и устаревания значения), name (имя). Структура дерева тоже подробно описана в документации. Для получения уведомлений об изменении значений дерева существует система подписок на события. Функция bind для каждого элемента дерева позволяет привязать callback функцию к изменению данных.zway.devices[2].instances[0].commandClasses.Basic.data.level.bind(function (type[, arg]) {}, [arg, [watchChildren=false]]);Опциональный аргумент arg, передаваемый bind будет передан в callback функцию и пригодится для передачи дополнительных параметров для разделения разных событий, имеющих общий callback-обработчик. Параметр watchChildren (true или false) позволяет отслеживать не только изменения данного элемента дерева, но и дочерних. Объект this в callback функции — это элемент дерева data, на котором запускается bind: this.value — значение, this.updateTime — дата последнего обовления и т.д. Аргумент type содержит битовую маску типа изменения (изменён, обновлён, удалён, устарел,… — подробно все значения описаны в ZDefsPublic.h, который входит в комплект ПО).Аналогично есть функция bind на глобальном объекте zway, которая позволяет отслеживать изменения в массивах devices, instances и commandClasses:zway.bind(function(type, nodeId, instanceId, commandClassId) {}, [mask = 0xffff])Аргумент type указывает на характер изменения (добавлено/удалено устройство/канал/класс команд или сохранён файл с деревом данных на диск (ZDDX-файл). Триплет nodeId, instanceId, commandClassId указывает на изенённый объект.Отписаться от событий можно функцией unbind.Для упрощения синтаксиса можно опускать слова commandClassesinstances[0] (именно нулевой канал!), .value(level == 0 аналогично level.value == 0, но при JSON-сериализации без .value будет сериализован весь элемент дерева с его атрибутами, а только значение).Стоит обратить внимание, что глобальный объект zway является нативным в v8, т.е. это не обычный JavaScript объект: у него можно лишь менять данные элементов дерева. Все остальные изменения в дереве игнорируются.Приведём несколько примеров:Запуск shell-команд при получении контроллером событий Basic Set от других устройств сети (например, выключатель ассоциирован с контроллером с каналом 1 при помощи MultiChannelAssociation)  

var instanceId = 1;



var ctrlNodeId = zway.controller.data.nodeId.value; // Get controler Node Id

if (zway.devices[ctrlNodeId] && zway.devices[ctrlNodeId].instances[instanceId]) { // Check that instance object exists

    var basicCC = zway.devices[ctrlNodeId].instances[instanceId].Basic;

    if (basicCC) { // check that Basic exists

        basicCC.data.level.bind(function() { // bind to Basic level value

            system("echo " + this.value);

        });

    }

}

Автоматическое отключение диммера света через 10 секунд после включения (для реле используйте SwitchBinary вместо SwitchMultilevel). (Здесь предполагается, что устройство умеет отправлять отчёты и ассоциировано с контроллером)

var nodeId = 2;

var instanceId = 0;



var _tmr = null

zway.devices[nodeId].instances[instanceId].SwitchMultilevel.data.level.bind(function() {

    var node = args[0];

    var instance = args[1];

    if (_tmr) {

        clearTimeout(_tmr);

    }

    _tmr = null;

    if (this.value > 0) {

        _tmr = setTimeout(function () {

            zway.devices[nodeId].instances[instanceId].SwitchMultilevel.Set(0);

            _tmr = null;

        }, 10*1000);

    }

});

тут стоит обратить внимание, что для запуска данного кода несколько раз нужно вводить массив _tmr для каждого устройства/канаоа)

Выполнение JavaScript кода

Куда вставлять этот JavaScript код? Есть несколько способов выполнить данный код:Записать код в файл и положить его на SD-карту Raspberry Pi в папку /opt/z-way-server/[ваша папка]. Далее этот код можно исполнить из automation/main.js: executeFile(pathToJavaScriptFile).Вы также можете прописать ваш собственный JavaScript файл в config.xml вместо родного файла RaZberry.Отправить его по HTTP через Z-Way JSON API

Теперь опишем Z-Way HTTP/JSON API

Данный интерфейс взаимодействия с сервером Z-Way использует протокол HTTP и формат JSON для передачи данных. С его помощью не сложно создать графические интерфейс для сервера автоматизации.Команды кодируются прямо в URL запроса, а ответы приходят в привычном аяксерам JSON формате.Запрос /ZWaveAPI/Data/ предоставляет JSON структуру полного дерева обновлений с момента времени . Она имеет вид{ path1: object1, path2: object2, ... updateTime: } Здесь pathN — это путь к изменившемуся элементу дерева, objectN — новое значение этого элемента. updateTime — время формирования обновлений (его нужно указать в следующем запросе, чтоб получить обновления)Если запросить /ZWaveAPI/Data/0, то сервер вернёт полную структуру данных.Запрос /ZWaveAPI/Run/ запускает JavaScript код zway.. Этот запрос аналогичен более общему /JS/Run/ и создан для совместимости с API сервиса Z-Cloud.Запрос /JS/Run/ выполняет в v8 движке и возвращает в виде JSON результат выполнения этой команды.Другие команды описаны в документации.Несколько примеров:http://localhost:8083/ZWaveAPI/Run/devices[2].SwitchMultilvel.data.level.value — возвращает последний полученный от устройства уровень яркости (стоит перед чтением послать SwitchMultilevel.Get())http://localhost:8083/ZWaveAPI/Run/devices[3].instances[1].SensorMultilvel.data.level.value — возвращает последнее полученный от устройства значение датчика (стоит перед чтением послать SensorMultilevel.Get())http://localhost:8083/ZWaveAPI/Run/devices[2].Basic.Set(0) — выключает устройствоНапомним, instances[0]commandClasses и value можно опустить.! Не забывайте, что некоторые символы требуется явно кодировать перед отправкой (url encode): например, + { }.Вместе с софтом поставляется базовый интерфейс для браузера. Он тоже использует Z-Way JSON API для взаимодействия с сервером. Его код удобно использовать для изучения работы API. Также может оказаться полезным расширение для jQuery для отслеживания обновлений дерева, полученных запросом/ZWaveAPI/Data/Вот так выглядит взаимодействие разных слоёв системы (картинка из документации):

Через некоторое время планируется написание JS скриптов для автоматизации, предназначенных для простых пользователей (кривые заготовки уже лежат в папке automation). Их можно будет использовать совместно с собственными скриптами пользователя, т.е. собственные скрипты можно уже начинать писать и использовать в ваших проектах.

Где взять?

Raspberry Pi продаются на сайтах RS components или Farnell.Плата RaZberry и другое Z-Wave оборудование доступно в интернет-магазине Z-Wave.Me и других.

Пора автоматизировать!

Уверен, RaZberry станет удобным решением для построения бюджетных систем автоматизации на базе Z-Wav

 Источник:http://habrahabr.ru/post/174825/

31 March 2013
RePost4
автор статьи

Комментариев: 0

Ваш комментарий будет первым

Отправить комментарий

Авторизуйтесь для отправки комментария

Присоединяйтесь
Новые сообщения
  • Проект по удаленному доступу
    09 July, 2020
    Ищу помощника на проект по созданию проекта на базе RPi. Базово - настройка вебкамеры+модема. Далее, возможно будут...…
  • Raspberry pi 4 не включается
    27 June, 2020
    @antonabsatarov#6188 что ты имеешь введу под "правильным" форматированием флешки? Все же исправно работало, а в один момент...…
  • Raspberry pi 4 не включается
    27 June, 2020
    @x6vital#6185 я сам столкнулся со схожей проблемой. Решил правильным форматированием флэшки (криво устанавливалась ОС), а...…
  • Как запустить X без монитора?
    22 June, 2020
    Как вы поняли, что они не запускаются? …
  • Как запустить X без монитора?
    22 June, 2020
    Добрый день, поставил на малину расбери ос с рабочим столом, если она загружается без монитора то не стартуют приложения...…
  • Raspberry pi 4 не включается
    19 June, 2020
    @mojo#6171 дело в том что она вообще неадекватно себя как то ведёт. Просто в один момент перестала включаться. Пробую...…
  • Troyka Cap
    19 June, 2020
    Всем спасибо вопрос больше не актуален …
  • Troyka Cap
    19 June, 2020
    @mojo#6178 спасибо скорее всего я уже нашёл ответ: Подключение Платформа устанавливается сверху на одноплатник Raspberry...…
  • rap os без Х + twinkle + service чо происходит
    18 June, 2020
    Добрый день, подскажите пожалуйста, установил настроил twinkle на малину(rasp os linux 10), запускаю через терминал twinkle...…
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6178 держу в курсе) я гулять пошёл и по этому от меня связи не будет до след дня надеюсь что Вы сможете помочь …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6178 да и как могут быть проблемы с пинами Pi если вентелятор работает от тройка кэп просто от других пинов вопрос...…
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6175 дело не в разбери пинах так как я пробовал ставить вентилятор на саму разбери и он работал и на тройке он...…
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    нет. проблема врядли в токе. Там 1 светодиод, ему вполне хватит питания от RasPi …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6176 просто в видео у амперки где обзор на тройку обзор там доп блок питания может просто не хватает тока? …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    В самом Cap'е врядли могут быть проблемы. Там почти нет ничего такого, что может не работать. …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    На схеме есть соответствие пинам Cap'а пинам на Raspberry Pi Попробуй модуль со светодиодом подключить напрямую к RasPi...…
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    > @Artem90056#6167 какие подробности я не сказал? Никаких. Я в принципе не понимаю, как ПИН может не работать....…
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6170 возможно что я не втыкаю в тройку кэп доп зарядник и мне не хватает мощности? …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @mojo#6170 http://wiki.amperka.ru/продукты:raspberry-troyka-cap пролистни чуть ниже проект маячок дана схема и код …
  • Raspberry pi 4 не включается
    18 June, 2020
    так и должно быть. Без SD карты горят все светодиоды Скорее всего не тот образ записал на карту …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    Скидывай код и схему к какому пину Troyka Cap и что ты подключаешь …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @sv-lary#6166 не работают пины на troyka cap беру пример кода с амперки делаю всё по схеме но результата нет …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @sv-lary#6166 скажи что тебе ещё сказать? …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    @sv-lary#6166 какие подробности я не сказал? я то знаю почему пины не работают да? …
  • Troyka Cap
    18 June, 2020
    > @Artem90056#6165 Troyka Cap не хочет работать И? А можно - хоть какие-то подробности? Или Вы предполагаете, что...…