Экосистема умного дома «DoSomeLight»

Полвека назад никто (кроме фантастов) подумать не мог, что умным может быть не только человек. Сегодня современному человеку трудно представить повседневную жизнь без умных устройств – смартфона, компьютера, фитнес-трекера или той же скромно пыхтящей на кухне микроволновки. Умная техника повсюду и развитие современных технологий не сбавляет оборотов – теперь умнеют чайники, выключатели, часы и даже розетки. Крупные корпорации (Apple, Xiaomi, Google и т.д.) уже реализуют проекты по объединению всех умных приборов в единую экосистему. Однако, один из недостатков их подхода – необходимость подключения к сети «Интернет». При разрыве соединения теряется связь с центральным облачным сервером, вследствие чего пропадает возможность управления устройствами. Поэтому студент кафедры АКИТ Мигай А. С. и его научный руководитель Колесников А.В. совместно со студентами кафедр факультета КСИТ «Приборы» (Чопык Д.А., научный руководитель – Победа Т.В.) и «Программная инженерия» (Чепелев О.Е., научный руководитель – Степанова Е.М.) бросили себе вызов и разработали экосистему умного дома, не требующую подключения к интернету - «DoSomeLight».

Стенд работы «DoSomeLight», включая авторов - Мигай А.С., Чопык Д.А., Чепелев О.Е. Заведующий кафедры АКИТ Колесников А.В. вместе с автором проекта «DoSomeLight»

Представленная экосистема умного дома, именуемая «DoSomeLight», включает в себя:

  • Умную гирлянду
  • Умную розетку
  • Терморегулятор
  • Хаб

По результатам экономического и технологического исследования, принято решение использовать микроконтроллеры ESP8266 и ESP32. Преимущество этих микроконтроллеров заключается в низкой цене, наличии WiFi и простоте программирования. Микроконтроллер ESP8266, интегрируемый в умные устройства (розетки, лампы, удлинители, светильники и т.д.), посредством WiFi, подключается к удалённому серверу или хабу (при отсутствии доступа в Интернет), благодаря чему данные устройства становятся доступны из любой точки мира. Также устройства могут управляться в локальной сети без подключения к сети Интернет. Для этого они подключаются к отдельному устройству (хаб), построенному на базе микроконтроллера ESP32. В таком хабе дополнительно устанавливается GSM модем, предоставляющий возможность управлять экосистемой посредством SMS-сообщений в условиях отсутствия интернет-доступа, однако он не является обязательным. Структурная схема системы умного дома представлена на рис.1.

Структурная схема экосистемы умного дома «DoSomeLight»
Рис. 1. Структурная схема экосистемы умного дома «DoSomeLight»

На схеме видно, как устройства подключаются по беспроводной сети WiFi к хабу и облачному серверу. На хабе установлен GSM-модем, в котором может быть использована SIM-карта любого оператора связи. При отсутствии Интернета на смартфоне либо в домашней сети умного дома, управление осуществляется через хаб.

Личный кабинет для управления экосистемой написан на скриптовом языке программирования – TypeScript, серверная часть для связи с приборами – Node.js.

Представленная работа «DoSomeLight» заняла призовое третье место в фестивале науки «IV научно-практическая конференция».


Детальнее о проекте «DoSomeLight» в видео:



Детальнее о проекте «DoSomeLight» в презентации: