پیاده‌سازی خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی اینترنت و WiFi

پیاده‌سازی خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی اینترنت و WiFi

چکیده

خانه هوشمند در سال‌های اخیر بیشتر و بیشتر محبوب شده است. هدف آن کمک به افراد در مدیریت آزادانه لوازم خانگی و ایجاد یک محیط خودمختار در خانه یا محل کار است. این مقاله به معرفی یک راه‌حل بی‌سیم مبتنی بر پروتکل اینترنت برای مدیریت آسان واحدهای خانگی هوشمند می‌پردازد. بر اساس این رویکرد، ما یک سیستم خانه هوشمند را با پیاده‌سازی سخت‌افزار و نرم‌افزار مربوطه طراحی می‌کنیم. مردم می‌توانند از تلفن‌های هوشمند یا تبلت برای کنترل یا نظارت بر وسایل خانگی هم به صورت محلی و هم از راه دور استفاده کنند. ما مفهوم واحدهای هوشمند و پیشکار خانگی را مطرح می‌کنیم. ماژول WiFi کم‌هزینه برای ساخت واحدهای هوشمند استفاده می‌شود. ترکیب کارگزار دوردست و پیشکار خانگی یک طرح جدید برای کنترل از راه دور است که در آن XMPP استفاده می‌شود. سرور از راه دور می‌تواند به عنوان یک ارائه‌دهنده خدمات عمل کرده و برای خانه‌ها و دفاتر مختلف خدمات ارائه دهد.

 

مقدمه

با توسعه IOT (‏اینترنت اشیا)‏، مفهوم دستگاه هوشمند بیشتر و بیشتر محبوب شده است. دستگاه‌ها به اینترنت متصل هستند و دسترسی خود را گسترش می‌دهند. تلفن همراه تنها وسیله هوشمند معمول نیست. ساعت هوشمند، حلقه‌های هوشمند، تلویزیون هوشمند، مانیتور هوشمند هوا، حسگرهای هوشمند، انواع دستگاه‌های سنتی به هوشمند تبدیل می‌شوند و قابلیت دسترسی به اینترنت را دارند. این امر به ارتقای اتوماسیون خانگی بی‌سیم کمک می‌کند. از آنجایی که لوازم خانگی می‌توانند هوشمند شوند، خانه یا محل کار می‌تواند یک منطقه هوشمند با کنترل آسان اتوماسیون باشد. سیستم هوشمند خانگی می‌تواند واحدهای هوشمند را به هم متصل کند و یک رابط یکپارچه برای کاربران فراهم کند تا با لوازم خانگی تعامل داشته باشند.

[‏ ۱ ]‏ یک بررسی در مورد شبکه‌های بی‌سیم خانگی است. این مقاله به تشریح معماری‌های فعلی و در حال ظهور و فن‌آوری‌های مناسب برای Whans می‌پردازد. یک لیست غیر جامع از مثال‌ها ارائه شده است. برخی از قراردادهای اصلی عبارت‌اند از: کنترل نور، کنترل از راه دور، انرژی هوشمند، مراقبت از راه دور، امنیت و ایمنی. سیستم‌های مختلف ممکن است بر جنبه‌های مختلفی تمرکز کنند. [‏ ۲ ]‏ مروری بر خانه هوشمند است که در مورد گذشته، حال و آینده خانه هوشمند صحبت می‌کند. این مقاله به طور مفصل تعریف خانه هوشمند را از نشریات علمی مرتبط معرفی کرده و همچنین آینده هوشمند خانه را شرح داده و رویکردهای مختلف را با پیاده‌سازی مقایسه می‌کند. تحقیقات زیادی در زمینه مدیریت انرژی و هوش مصنوعی در سیستم خانه هوشمند در سال‌های اخیر وجود دارد [‏ ۳، ۴ ]‏، در حالی که ما عمدتاً بر بهبود معماری در این مطالعه تمرکز می‌کنیم.

کنترل از راه دور یک آینده مهم برای سیستم خانه هوشمند یا سیستم اتوماسیون منزل است. تلاش‌های قابل‌توجهی برای توسعه سیستم‌های کنترل از راه دور برای اتوماسیون خانگی صورت‌گرفته است [‏ ۵ ]‏. سیستم‌های قبلی عمدتا مبتنی بر استفاده از خط تلفن هستند [‏ ۵ ]‏. [‏ ۷، ۸ ]‏ کنترل‌کننده مبتنی بر تلفن خانگی و اتوماسیون اداری را معرفی می‌کند. [‏ ۹ ]‏ با استفاده از یک کامپیوتر شخصی برای کنترل وسایل خانگی از راه دور از طریق خطوط تلفن مطرح می‌شود. سیستم‌های بالا از تلفن به عنوان دستگاه ورودی کنترل از راه دور استفاده می‌کنند و هیچ رابط کاربری دوستانه ای ندارند [‏ ۵ ]‏.

در ارجاع [‏ ۶ ]‏ از یک ربات کمکی به عنوان رابط جدید در خانه هوشمند با دنبال کردن فرد و تشخیص دستورها صدای افراد برای یادداشت‌برداری و کنترل دستگاه‌های هوشمند خانگی استفاده می‌شود.

همانند توسعه اینترنت، راه‌حل‌های کنترل از راه دور مبتنی بر اینترنت برای اتوماسیون خانگی پیشنهاد شده‌است. [‏ ۱۰- ۱۲ ]‏ برخی از معماری‌هایی را برای کنترل اتوماسیون از راه دور مبتنی بر اینترنت معرفی می‌کند. این روش‌های مبتنی بر اینترنت نیاز به یک سرور خانگی دارند که بر روی یک کامپیوتر شخصی در حال اجرا باشد. تامین یک سرویس یکپارچه برای سیستم‌های متعدد اتوماسیون خانگی دشوار است. مطالعات انجام‌شده در [‏ ۱۳ – ۱۵ ]‏ برخی از نمونه‌های اتوماسیون مبتنی بر وب را دارند.

با این حال، پیاده‌سازی آن‌ها به عنوان یک راه‌حل کم‌هزینه امکان پذیر نیست [‏ ۱۶ ]‏. [‏ ۱۷ ]‏ یک راه‌حل مبتنی بر وب امن کم‌هزینه، انعطاف‌پذیر و بی‌سیم را معرفی کرد که در آن لوازم خانگی بیشتر انواع می‌توانند از طریق سرور به یک‌گره مرکزی متصل شوند. همچنین به یک کامپیوتر شخصی به عنوان سرور وب در خانه نیاز دارد و خدمات وب را به عنوان رابط کنترل ارائه می‌دهد. یک تخته جاسازی‌شده به طور فیزیکی تمام دستگاه‌های اتوماسیون خانگی را به هم متصل می‌کند و از طریق ادغام با یک سرور وب مبتنی بر کامپیوتر شخصی، دسترسی از راه دور به سیستم را فراهم می‌کند. استفاده از تکنولوژی جاوا، که ویژگی‌های امنیت شبکه داخلی را در بر می‌گیرد، یک راه‌حل ایمن ایجاد می‌کند. با این حال، این سیستم به یک نصب و راه‌اندازی سری و استفاده از یک PC پیشرفته نیاز دارد [‏ ۲۰ ]‏.

وقتی بحث اتصال دستگاه‌های مختلف در شبکه محلی خانگی مطرح می‌شود، از فن‌آوری‌هایی مانند زیگبی(Zigbee)، بلوتووث و WiFi استفاده می‌شود. [‏ ۱۸ ]‏ یک سیستم اتوماسیون خانگی مبتنی بر بلوتوث را توصیف می‌کند که شامل یک کنترل‌کننده میزبان از راه دور، موبایل و چندین ماژول مشتری (‏لوازم خانگی)‏است. ماژول های مشتری از طریق دستگاه‌های بلوتوث با کنترل‌کننده میزبان ارتباط برقرار می‌کنند. این روش تنها برای مناطق محلی خانگی بدون دسترسی به کنترل از راه دور است. یک سیستم خانگی هوشمند مبتنی بر ZigBee را نشان می‌دهد که در آن یک سیستم اتوماسیون خانگی مبتنی بر ZigBee و شبکه WiFi از طریق یک دروازه مشترک خانگی تلفیق می‌شوند. در بسیاری از مقالات، دروازه خانگی یک جز اصلی برای راه‌حل دسترسی از راه دور است که قابلیت هم‌کاری شبکه را فراهم می‌کند. دروازه خانه به طور کلی به یک سرور نصب‌شده بر روی یک کامپیوتر شخصی یا یک تخته جاسازی‌شده با سیستم‌عامل بستگی دارد. انتقال HTTP یا رابط وب به توانایی کنترل از راه دور خدمت می‌کند. با این حال، جزییات شرح داده نمی‌شوند و در بسیاری از موارد آدرس IP مستقل برای دروازه خانه ضروری است.

کنترل از راه دور بر خط تلفن یا روش‌های بی‌سیم مانند GSM یا اینترنت تکیه دارد. با توجه به توسعه اینترنت و انعطاف‌پذیری آن، رویکرد کنترل از راه دور مبتنی بر اینترنت انتخاب خوبی خواهد بود. روش‌های زیادی برای ایجاد شبکه محلی بین دستگاه‌ها یا واحدهای هوشمند وجود دارد. گسترش یا حرکت سیم‌کشی فیزیکی یا بخشی از آن آسان نیست، که بسیار پرهزینه است. در [‏ ۲۱ ]‏ شبکه‌های حسگر بی‌سیم (‏WSNs)‏و ارتباطات خط توان (‏PLC ها)‏برای پیاده‌سازی یک شبکه کنترل هوشمند خانگی استفاده می‌شوند. ZigBee، Bluetooth و Wi – Fi معمولا برای ایجاد شبکه محلی استفاده می‌شوند. تحت این شرایط، یک دروازه خانگی بین اینترنت و WLAN مورد نیاز است. در بیشتر موارد، دروازه خانه بیشتر شبیه یک سرور وب با IP شناخته‌شده در اینترنت عمومی است، اما این برای هر خانه یک سرور واقعی نیست. در مرحله آزمایش است اما از محبوبیت و کاربرد بسیار دور است.

در این مقاله، ما یک سیستم خانگی هوشمند بی‌سیم مبتنی بر اینترنت با هزینه پایین را ارائه می‌دهیم که در آن شبکه محلی خانگی از طریق تکنولوژی WiFi تاسیس می‌شود. ما مفهوم “خانه هوشمند” را معرفی خواهیم کرد. ما از پروکسی خانه هوشمند برای مدیریت واحدهای هوشمند در شبکه خانگی و ارتباط با واحدهای کنترل کاربر استفاده می‌کنیم. پروکسی خانگی می‌تواند به عنوان پروکسی برای اتصال به سرور راه دور مرکزی عمل کند، بنابراین دسترسی به کنترل از راه دور را برای کاربر راه دور که در آن XMPP استفاده می‌شود، اجرا می‌کند. واحدهای هوشمند مختلف مانند سوئیچ هوشمند، نور هوشمند، تجهیزات هوشمند و حسگرهای هوشمند و غیره می‌توانند با زیرکی با یکدیگر هم‌کاری کنند. سرور راه دور مرکزی می‌تواند خدماتی را برای میلیون ها خانه یا دفتر ارائه دهد و یک پلت فرم مدیریت یکپارچه فراهم کند، بنابراین احتمال زیادی وجود دارد که محبوب شود. فرم‌ها یا تبلت هایی با کاربرد ویژه می‌توانند با سیستم از راه دور یا به صورت محلی به عنوان واحدهای کنترل در تعامل باشند.

بخش بعدی به طور خلاصه معماری سیستم خانه هوشمند پیشنهادی و اجزای اصلی سیستم را معرفی خواهد کرد. بخش ۴ پیاده‌سازی سیستم شامل طراحی سخت‌افزار و نرم‌افزار را ارائه می‌دهد. نتیجه‌گیری در بخش ۴ ارائه میشود.

پیاده‌سازی خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی اینترنت و WiFi

۲ بازبینی سیستم

این بخش طراحی مفهومی یک زیرساخت خانه هوشمند انعطاف‌پذیر و اجزای سیستم را با جزئیات معرفی می‌کند.

 

۲.۱ معماری سیستم

شکل ۱ معماری اصلی سیستم خانه هوشمند پیشنهادی را نشان می‌دهد.

شبکه محلی خانگی توسط مسیریاب مرکزی سازماندهی می‌شود که توسط آن WLAN می‌تواند به اینترنت دسترسی داشته باشد. واحدهای هوشمند (‏مانند سوئیچ هوشمند، نور هوشمند، حسگرهای هوشمند و غیره)‏مجهز به ماژول ویژه Wi – Fi می‌توانند برای اتصال به شبکه بی‌سیم خانگی معین پیکربندی شوند. لوازم خانگی سنتی به راحتی با ماژول Wi – Fi تجهیز می‌شوند که باعث می‌شود قابلیت اتصال بی‌سیم داشته باشند. برای ساخت این سیستم هیچ نوع برنامه‌ریزی سخت و پیچیده‌ای وجود ندارد. سیستم از اضافه یا حذف پویای واحدهای هوشمند توسط پلتفرم کنترل کاربر پشتیبانی می‌کند. همه واحدهای هوشمند در شبکه محلی خانگی با هم‌کاری هم‌کار می‌کنند. یک پروکسی خانگی در شبکه بی‌سیم محلی برای مدیریت واحدهای هوشمند متصل استفاده می‌شود. پیشکار خانگی یک برد کنترل تعبیه‌شده با سیستم‌عامل سفارشی است. می‌تواند واحدهای هوشمند آنلاین را جستجو کرده و با آن‌ها ارتباط برقرار کند.

تلفن‌ها یا لوله‌هایی که به کار محلی می‌پیوندند می‌توانند واحدهای هوشمند را کنترل کنند و با برنامه خاص بازخورد دریافت کنند. پروتکل ارتباطی برای این سیستم طراحی و اعمال می‌شود. دیگر عملکرد مهم پیشکار خانگی این است که می‌تواند ارتباط از راه دور با کاربران از راه دور خارج از شبکه محلی را اجرا کند. در اینجا سرور دوردست پیکربندی شده و پروتکل XMPP برای ارتباط از راه دور استفاده می‌شود. وقتی مسیریاب خانگی دسترسی به اینترنت دارد، پیشکار خانگی می‌تواند وارد سرور شود در نتیجه قابلیت هل دادن پیام محیط یا گرفتن کنترل از راه دور از کاربران دوردست را دارد. سپس کاربر دوردست می‌تواند از تلفن یا تبلت هایی با برنامه خاص برای ورود به سرور برای ارسال پیام کنترل به پیشکار خانگی یا دریافت بازخورد از پیشکار خانگی استفاده کند. سرور از راه دور نه تنها ارتباط بین یک کاربر از راه دور و یک پروکسی خانگی، بلکه چند سیستمی محور است. یک کاربر می‌تواند برای پروکسی خانگی مختلف ثبت‌نام کند و یک پروکسی خانگی می‌تواند با چند کاربر در ارتباط باشد که به این معنی است که سرور یک ارائه‌دهنده خدمات عمومی است و می‌تواند این نوع خدمات را برای میلیون ها خانه و دفتر فراهم کند. سرور از راه دور نیاز به تامین یک مدیریت برای اطلاعات زیاد برای کاربران دارد و از یک سیستم مدیریت پایگاه‌داده امن استفاده می‌شود.

 

۲.۲ اجزای سیستم

۱)‏محیط خانه

مسیریاب خانگی محیط بی‌سیم خانگی را ایجاد می‌کند. بنابراین برآورده کردن این نیازها برای خانواده‌ها بسیار آسان است. شبکه استاندارد خانگی بی‌سیم می‌تواند برای ساخت سیستم خانه هوشمند که عاری از ایجاد یک شبکه بی‌سیم خاص دیگر است، مورد استفاده قرار گیرد. سیستم خانه هوشمند را می توان به عنوان ارزیابی WLAN قدیمی ما در نظر گرفت. روترهای بی‌سیم متداول مکانیزم‌های امنیتی جایگزین را فراهم می‌کنند که بالغ و قابل‌اعتماد هستند. از سوی دیگر، مسیریاب خانگی مسیول دسترسی به اینترنت است که می‌تواند با روش‌های مختلفی مانند ADSL، VSDL پیاده‌سازی شود.

 

۲)‏واحدهای هوشمند

امروزه ماژول uart – wifi به طور گسترده برای کمک به صنعت سنتی سازگار با IOT استفاده می‌شود. این یک ماژول کم‌هزینه برای فعال کردن دستگاه‌های بی‌سیم سنتی است. با کمک این نوع ماژول، واحدهای هوشمند مانند حسگرهای هوشمند، سوئیچ هوشمند، ماژول یادگیری IR هوشمند (‏تابش مادون‌قرمز)‏و غیره را پیشنهاد می‌کنیم. شکل ۲ یک مثال معمولی از ماژول uart – wifi است.

شکل ۳ ساختار اصلی واحدهای هوشمند را نشان می‌دهد. با استفاده از این ماژول می توان این واحدها را به یک سیستم بی‌سیم تبدیل کرد. واحدهای هوشمند می‌توانند وضعیت خود را گزارش دهند و بدون سیم فرمان بگیرند.

به عنوان مثال، برای نشان دادن سیستم هوشمند، از حسگرهای هوشمند، سوئیچ هوشمند، ماژول یادگیری IR هوشمند استفاده می‌کنیم. انواع واحدهای هوشمند محدود به این مثال‌ها نیستند. حسگرهای هوشمند می‌توانند پارامترهای نسبی مانند دما، رطوبت، نور، سر و صدا، گرد و غبار، کیفیت هوا و غیره را حس کنند. حسگرهای هوشمند داده‌ها را به پیشکار خانگی گزارش می‌دهند و می‌توانند از دستورالعمل‌های پیشکار خانگی پیروی کنند. سوئیچ‌های هوشمند می‌توانند به صورت بی‌سیم توسط فرمان‌های بی‌سیم کنترل شوند. پیشکار یا تلفن‌های خانگی در همان شبکه محلی خانگی به راحتی می‌توانند سوئیچ (‏روشن / خاموش / زمان‌بندی)‏را کنترل کنند. ماژول یادگیری IR هوشمند را می توان به صورت بی‌سیم توسط فرمان‌های بی‌سیم برای ذخیره دستورالعمل‌های IR خاص و ارسال دستورالعمل‌های IR خاص کنترل کرد. این امکان را فراهم می‌کند که تمام دستورالعمل‌های IR برای وسایل کنترل IR را بتوان در یک ماژول ادغام کرد و کاربران می‌توانند از تلفن خود برای کنترل این وسایل (‏مانند تلویزیون، دی وی دی، تهویه هوا و غیره)‏با ارتباط با این ماژول استفاده کنند.

پیاده‌سازی خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی اینترنت و WiFi

3) پروکسی خانه

پیشکار خانگی مسیول مدیریت توده‌های واحدهای هوشمند است. اطلاعات شامل حالات و پیکربندی‌ها را جمع‌آوری و ذخیره می‌کند. برای کنترل شبکه محلی، پیشکار خانگی مدیری است که پیام بین اهداف کنترل کاربر و واحدهای هوشمند را ارسال می‌کند. برای کنترل از راه دور، پراکسی خانگی می‌تواند به کارگزار از راه دور متصل شود تا بتواند با اهداف کنترل از راه دور که می‌توانند به اینترنت دسترسی داشته باشند ارتباط برقرار کند. در این وضعیت، این سیستم به عنوان یک پروکسی در خانه عمل می‌کند و پیام بین شبکه بی‌سیم خانگی و اینترنت خارجی را تحلیل می‌کند. پیشکار Home وضعیت واحدهای هوشمند را به سرور دوردست گزارش خواهد داد و سرور به همه کاربرانی که با این پیشکار خانگی پیوند دارند اطلاع خواهد داد. برای پیاده‌سازی کنترل از راه دور، XMPP استفاده می‌شود.

 

۴)‏سرور از راه دور

معماری گسترش کارگزار دوردست در شکل 4 نشان‌داده شده‌است. کارگزار دوردست می‌تواند یک پنجره سرور مجهز به نرم‌افزارهای نسبی باشد. ما از Openfire برای پشتیبانی از پروتکل XMPP و MySQL برای تهیه DBMS استفاده می کنیم. سرور از راه دور یک فاکتور مهم برای پیاده‌سازی کنترل از راه دور است. وظایف اصلی سرور دوردست عبارتند از: ثبت دستگاه، انتقال پیغام از راه دور، مدیریت داده.

واحدهای کنترل (‏مانند تلفن کاربران، تبلت ها)‏و پراکسی خانگی باید قبل از اینکه بتوانند از ابزار انتقال پیام از راه دور استفاده کنند، ابتدا روی سرور ثبت شوند. پس از ثبت‌نام، واحدهای کنترل می‌توانند با پروکسی های خانگی مشخص محدود شوند. سپس پراکسی خانگی می‌تواند از راه دور با تلفن‌ها یا تبلت های متصل ارتباط برقرار کند. یک تلفن می‌تواند با بیش از یک پروکسی خانگی محدود شود که به این معنی است که کاربر از یک تلفن برای کنترل سیستم‌های خانه هوشمند چندگانه استفاده می‌کند. آدرس MAC واحد کنترل برای ثبت سرور استفاده می‌شود. مدیریت داده‌های مطمین برای اطلاعات ثبت‌نام و اطلاعات سیستم خانه هوشمند تامین می‌شود.

همچنین سرور از راه دور می‌تواند بر روی کلاست‌هایی که توانایی سرویس قوی‌تر را ارائه می‌دهند، مستقر شود. بر خلاف سیستم‌های آزمایشی سنتی که در آن یک سرور خانگی برای پیاده‌سازی دسترسی از راه دور عرضه می‌شود، برنامه ما بازار گرا بوده و امکان ارتقا آن بیشتر است.

 

۵)‏واحدهای کنترل

واحدهای کنترل می‌توانند تلفن همراه یا تبلت باشند. براساس معماری و پروتکل ارتباطی ما نرم‌افزار آندروئید را توسعه دادیم که کنترل سیستم را برای کاربر آسان می‌سازد. این امر همچنین می‌تواند در سایر سطوح نیز اجرا شود. برنامه‌های تلفن همراه کنترل محلی و کنترل از راه دور را برای این سیستم اجرا می‌کنند. جریان کنترل در پیاده‌سازی سیستم ارائه خواهد شد.

 

۳ اجرای سیستم

این بخش پیاده‌سازی سیستم پیشنهادی شامل طراحی سخت‌افزار برای واحدهای هوشمند، طراحی نرم‌افزار برای پراکسی خانگی و واحدهای کنترل را معرفی خواهد کرد.

 

۳.۱ طراحی سخت‌افزار

همانطور که در بخش قبلی بحث کردیم، ماژول uartwifi معمولی برای ساخت واحدهای هوشمند استفاده می‌شود. شکل ۵ یک سوییچ هوشمند یکپارچه است که قادر به کنترل بی‌سیم می‌باشد. برای ترکیب ماژول uart – wifi با ماژول یادگیری IR می‌توانیم واحدهای یادگیری IR هوشمند نشان‌داده‌شده در شکل 6 را به دست آوریم. یک مثال برای اتصال حسگر هوشمند در شکل 7 نشان‌داده شده‌است. سمت راست شکل یک سنسور گرد و غبار است که می‌تواند تراکم کنونی گرد و غبار محیط را گزارش کند. از میکروکنترلر برای جمع‌آوری مقدار استفاده می‌شود و مبدل AD می‌تواند برای برخی از سنسورها که مقادیر آنالوگ را گزارش می‌کنند استفاده شود. مقادیر حسگرها توسط میکروکنترلر جمع‌آوری و از طریق واسط rs۲۳۲ به ماژول uart – wifi ارسال می‌شوند. این می‌تواند گزارش بی‌سیم را اجرا کند.

معمولا این نوع ماژول دو حالت کاری متفاوت دارد: AP (‏اکسس پوینت)‏و STA (‏ایستگاه)‏. بنابراین واحدهای هوشمند مجهز به ماژول دارای این دو نوع حالت هستند. در حالت AP، واحدهای هوشمند یک شبکه بی‌سیم خاص را ایجاد می‌کنند که به دستگاه‌های دیگر امکان اتصال ایمن به آن را می‌دهد. کارگزار ماژول در IP و پورت خاص محلی ایجاد می‌شود و کاربر می‌تواند این ماژول را از طریق ارتباط با این سرور با استفاده از فرمان‌های AT پیکربندی کند. با پیکربندی ماژول در حالت STA و تنظیم پارامترهای خاص (‏نام شبکه بی‌سیم خانگی، روش رمزنگاری و رمز عبور)‏، واحدهای هوشمند برای کار در حالت STA و اتصال شبکه بی‌سیم خانگی شروع به کار می‌کنند. سپس واحدهای هوشمند می‌توانند با یکدیگر هم‌کاری کنند و می‌توانند با پراکسی خانگی یا تلفن همراه / تبلت ها در خانه ارتباط برقرار کنند. نرم‌افزار پیشکار خانگی نصب و تنظیم شده‌است تا در زمان راه‌اندازی اجرا شود.

پیاده‌سازی خانه هوشمند بر اساس تکنولوژی اینترنت و WiFi

۳.۲ طراحی نرم‌افزار

این بخش طراحی نرم‌افزار مدیریت بر روی پیشکار خانگی و نرم‌افزار کنترل بر روی تلفن‌های همراه را توصیف خواهد کرد. نرم‌افزار کنترل را می توان بر روی پلتفرم‌های مختلف براساس طراحی اجرا کرد.

روند کار نرم‌افزار پروکسی خانه در شکل 8 نشان‌داده شده‌است. سیستم‌عامل صفحه توکار پیشکار خانگی سیستم‌عامل آندروئید سفارشی است. این برنامه به عنوان یک سرویس از سیستم‌عامل اجرا می‌شود. گیرنده پخش ثبت‌شده و زمانی که سیستم شروع به کار می‌کند، سیگنال راه‌اندازی ثبت می‌شود و سرویس پیشکار خانگی شروع به کار می‌کند. در ابتدا، پروکسی خانه به شبکه بی‌سیم خانگی متصل خواهد شد. سپس به صورت دوره‌ای واحدهای هوشمند موجود در شبکه بی‌سیم خانگی را جستجو می‌کند. یک جدول واحدهای هوشمند پویا نگهداری خواهد شد. سپس پراکسی خانگی ارتباط با واحدهای موجود را برقرار خواهد کرد، به طور فعال ایالت‌ها را بررسی می‌کند یا تغییر ایالت یا گزارش هشدار را دریافت می‌کند. اطلاعات واحدهای هوشمند را می توان جمع‌آوری کرد و به واحدهای کنترل از جمله واحدهای کنترل در شبکه بی‌سیم خانگی و تلفن‌های همراه کاربران دوردست خارجی هل داد. فشار از راه دور از طریق سرور دوردست با استفاده از پروتکل XMPP اجرا می‌شود. فشار محلی براساس پخش بی‌سیم است. پیشکار خانگی به سرور دوردست متصل خواهد شد تا بتواند آخرین پیام را از کاربران دوردست دریافت کند در نتیجه کنترل از راه دور را اجرا می‌کند.

گردش کار برنامه های کاربردی واحدهای کنترل در شکل 9 نشان‌داده شده‌است. در زمان شروع، همزمانی فایل پیکربندی پردازش خواهد شد. فایل پیکربندی، اطلاعات سفارشی کاربر از واحدهای هوشمند و طرح‌های UI را توصیف می‌کند. نرم‌افزار UI را براساس فایل پیکربندی تولید می‌کند که در سیستم خانه هوشمند متفاوت، خاص و منحصر به فرد است. ما از آخرین زمان اصلاح فایل پیکربندی به عنوان برچسب زمانی استفاده می‌کنیم. با مقایسه این برچسب زمانی پرونده در تماس تلفنی با آن یکی در پروکسی خانگی، می‌توانیم به جدیدترین آن‌ها دست یابیم. سپس تلفن تصمیم می‌گیرد که اولی جدید را برای پیشکار بارگذاری کند یا دومی جدید را دانلود کند.با توجه به اینکه کاربر دوم به سیستم پیکربندی شده می آید ، برنامه با پروکسی خانگی شروع و هماهنگ می شود. سپس فایل پیکربندی را در پیشکار دانلود خواهد کرد. بنابراین کاربر دوم به راحتی می‌تواند وارد مرحله کنترل شود. این برنامه UI را تولید می‌کند و برای کار آماده است. بعد از پیکربندی (‏که وقتی واحدهای هوشمند جدید اضافه می‌شوند استفاده می‌شود)‏و همزمانی، برنامه می‌تواند حالات را از پروکسی دریافت کند و سیستم را از طریق پروکسی کنترل کند. نرم‌افزار کنترل از راه دور و کنترل محلی را اجرا می‌کند. برنامه کاربردی تشخیص خواهد داد که آیا در شبکه بی‌سیم خانگی است یا خیر. برای کنترل محلی که به این معنی است که تلفن در شبکه بی‌سیم خانگی است، انتقال پروکسی کار آسانی است. برای کنترل از راه دور، اگر تلفن دسترسی به اینترنت داشته باشد، به کارگزار از راه دور وارد می‌شود و ارتباط از راه دور XMPP را با پروکسی خانگی برقرار می‌کند. تلفن از راه دور باید قبلا در محیط محلی پیکربندی شود که به این معنی است که تلفن برای پیشکار ثبت شده‌است، در غیر این صورت کنترل از راه دور رد می‌شود.

 

۴. نتیجه‌گیری

در این مقاله، ما یک سیستم خانگی هوشمند انعطاف‌پذیر و کم‌هزینه براساس اینترنت و WiFi پیشنهاد کردیم. ما مفهوم واحدهای هوشمند و پیشکار خانگی را مطرح می‌کنیم. ترکیب کارگزار دوردست و پیشکار خانگی یک طرح جدید برای کنترل از راه دور است که در آن XMPP استفاده می‌شود. ماژول WiFi کم‌هزینه برای ساخت واحدهای هوشمند استفاده می‌شود. برنامه‌های نسبی براساس پلت فرم‌های مختلف می‌توانند توسعه یابند و برنامه آندروئید برای نشان دادن سیستم استفاده می‌شود. ما از پروکسی خانگی برای حل مشکل همزمانی استفاده می‌کنیم و سیستم از چند کاربر پشتیبانی می‌کند. همچنین یک تلفن می‌تواند پروکسی های خانگی مختلف را ثبت کند، بنابراین یک تلفن می‌تواند بیش از یک سیستم خانه هوشمند یا سیستم دفتر هوشمند را کنترل کند. بنابراین سرور از راه دور می‌تواند خدماتی را برای خانه‌ها و ادارات مختلف فراهم کند و احتمال ارتقا این سیستم بیشتر است.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *