Просто о сложном. Часть 3, продолжаем создание беспроводного «умного дома». На основе технологий Z-Wave и ПО MajorDoMo

  • Tutorial

В данной статье продолжаем первые шаги по созданию своего беспроводного “Умного Дома» на основе технологий и протокола по open source. На примере подключения одного устройства, работающего по технологии Z-Wave: умной розетки FIBARO Wall Plug Z-Wave (FGWPF-102_ZW5).

Выбор сделан по следующей причине: устройство имеет несколько функций: работает как реле и выключатель, можно включить/выключить как по требованию, так и по расписанию, измеритель потребляемой на данный момент мощности, счётчик электроэнергии за некоторый период времени.

В этой части инструкции будет довольно много картинок (скриншотов) и хотя всё относительно понятно на интуитивном уровне, я постараюсь, чтоб описание было бы доступно и понятно даже для пользователя не очень разбирающегося в современных технологиях и не являющимся IT специалистом.

Принцип такой, сделал заработало, перепроверил, дал задание с небольшими инструкциями своему старшему сыну повторить, возникли у него некоторые затруднения, объяснил, добавил информацию в инструкцию и сделал небольшие пояснения.

В предыдущих частях:

Часть первая: Небольшая пошаговая инструкция по установке операционной системы «Умного дома» на основе для одноплатного компьютера Raspberry, модуля Z-Way RaZberry и ПО MajorDoMo

Часть вторая: продолжение: модуль Z-Way RaZberry и ПО MajorDoMo

В прошлых статьях мы установили систему Raspbian c MajorDoMo на одноплатный компьютер Raspberry, установили модуль RaZbery для технологии Z-Way. Прописали всё в систему «Умного дома». Требования к оборудованию и ПО обозначены как в первой так и во второй частях.
Но уже после этой статьи, я надеюсь, можно приступить хотя бы к частичной автоматизации своего жилья.

Подключение первого устройства Z-Wave к контролеру


Сейчас попробуем подключить новое устройство, посмотреть возможности стандартного программного обеспечения от разработчика протокола Z-Wave. Получим удаленный доступ к оборудованию установим мобильное приложение. Краткие теоретические сведения буду выделять курсивом.

В качестве первого управляемого устройства будет умная розетка FIBARO Wall Plug Z-Wave (FGWPF-102_ZW5). Выбор сделан также и по причине соответствия (сертификации) данного устройства спецификации Z-Wave+.
Условие совместимости — одно из главных преимуществ технологии Z-Wave. Перед выходом в продажу все устройства проходят сертификацию Z-Wave в одном их трёх центров сертификации, где проверяют устройство на совместимость. Более 150 производителей по всем миру выбрали Z-Wave в качестве основного протокола для своих продуктов. И все они совместимы друг с другом в пределах одного региона (одного диапазона частот).
Заходим на наш одноплатный компьютер Raspberry, набрав в адресной строке браузера его IP адрес с указанием порта Z-Way http://192.168.43.60:8083.

Напомню на данный момент наш логин admin, пароль – тот который задали в предыдущей части.
В качестве первичного контроллера у нас выступает одноплатный компьютер Raspberry с установленным модулем RaZerry.

При входе, в панели устройств (домашней странице) у нас почти ничего нет, только служебные модули.



Входим в режим эксперта, набрав, видим краткую информацию о сети, типе и номере контроллера, количество устройств в сети. Для выбора языка используем: Настройки (значок шестеренки) – Язык.

Перейдем во вкладку Устройства – Статус:
http://192.168.43.60:8083/expert



Из списка устройств у нас имеется только один первичный контроллер и небольшая информация о его состоянии.

Немного о возможностях и терминах сети Z-Way:
Первичный контроллер — координатор сети. Это единственный узел, способный включать в сеть новые узлы и исключать существующие. Он же хранит информацию о топологии сети и может обновлять списки соседей для всех остальных (вторичных) контроллеров и формировать маршруты во всех дочерних узлах. Первичный контроллер может быть только один в сети. Обычно первичным является тот контроллер, с которого началось построение сети. Однако в дальнейшем первичный контроллер может включить в сеть новый контроллер, передав ему свою роль.

Каждая Z-Wave сеть определяется уникальным идентификатором сети (Network ID) (генерируется при создании сети генератором случайных чисел с шумом от радиоприёмника в качестве источника случайных числе или назначается Sigma Designs для старых контроллеров). Network ID (он же Home ID) является общим идентификатором всех узлов, принадлежащих к одной логической Z-Wave сети. Network ID имеет длину 4 байта (32 бит) и присваивается каждому устройству через основной (primary) контроллер, когда устройство подключается к сети. На одной территории может сосуществовать несколько сетей Z-Wave с разными Home ID. При этом они не будут друг друга видеть и друг с другом взаимодействовать. и может включать до 232 узлов, определяемых идентификатором устройства (Node ID).

Узлы с различными идентификаторами сети не могут общаться друг с другом.

Z-Wave использует ячеистую топологию сети и можно создать сеть из одного управляемого и одного управляющего устройства. (Что мы и делаем на данный момент). Дополнительные устройства могут быть добавлены в любое время, так же как и несколько управляющих контроллеров.

Устройства должны быть «включены» в Z-Wave сеть, прежде чем ими можно будет управлять.

Включение происходит переводом контроллера в специальный режим Включения (Inclusion mode; обычно какой-то специальной кнопкой в или комбинацией клавиш), а включаемого устройства в режим Обучения (Learn mode; обычно одинарным или тройным нажатием на кнопку). При этом контроллер и включаемое устройство должны находиться в прямой видимости. Многие современные (версии протокола 4.5x или 6.x) постоянно питающиеся (не спящие) устройства первые 3-5 минут после включения в сеть электропитания самостоятельно переходят в специальный режим обучения (Network Wide Inclusion, NWI), если они ещё не включены в сеть. При этом условие нахождения в прямой видимости уже не требуется. Это позволяет достаточно легко включать в сеть новые устройства, не бегая по дому.

Исключение из сети происходит аналогично: контроллер переводится в режим Исключения (Exclusion mode), а дочерний узел в режим Обучения. После исключения Node ID и Home ID устройства сбросятся на 0 (для контроллеров NodeID сбросится на 1, а HomeID на заводское значение). Большинство устройств при исключении сбросит и все остальные пользовательские настройки на заводские значения.

Стоит отметить, что устройство уже прописанное в одной сети не включится в другую сеть. Но исключить из сети может любой первичный контроллер (даже устройство не из своей сети).

Этот процесс подключения повторяется для каждого устройства в системе. Контроллер запоминает мощность сигнала устройства во время процесса подключения, таким образом, архитектура предполагает, что устройства должны быть расположены в окончательном месте, прежде чем они будут добавлены в систему. Однако, Z-Wave предполагает реконфигурацию сети — запуск этой процедуры на контроллере позволяет перераспределить маршруты и улучшить связь между устройствами, расположенными далеко от контроллера.

Более подробную информацию можем посмотреть, зайдя на вкладку Сеть и выбрав Информацию о контроллере.

Попробуем добавить наше первое устройство:

Переходим к управлению сетью: Сеть — Управление



В комплекте с умной розеткой шла небольшая инструкция на нескольких языках, в том числе и русском.

Бегло ознакомившись с ней выясняем, что процесс включения Inclusion достигается быстрым тройным нажатием кнопки на розетки. Сперва запускаем режим Включения на контроллере: Включить (заново) устройство, затем быстро нажимаем 3 раза на кнопку розетки.

Более подробную информация об устройстве, его настройки, функциях FIBARO Wall Plug Z-Wave (FGWPF-102_ZW5) можно посмотреть

инструкция на русском языке

инструкция на английском языке

FIBARO Wall Plug Z-Wave подключение:

Наш контроллер RaZberry поддерживает несколько частот для разных регионов, внизу страницы видим кнопки переключения региона (по умолчанию EU) и небольшое примечание:
Текущая частота: EU Может быть неизвестной, не поддерживаемой, или другого региона (EU/US/RU/....)

Current frequency: EU Can be unknown, unsupported or any region (EU/US/RU/....)/

У меня заработало по умолчанию на европейской частоте. Если же что ваше управляемое Z-wave устройство не определилось, можно попробовать перебор частот.

После добавления наше устройство определилось:



Зайдя на устройство можем увидеть его свойства, версию и т.д.



Заходим на главную страницу нашего дома Z-Wave и видим, к служебным добавились новые ярлыки нашего устройства. http://192.168.43.60:8083



Зайдя на вкладку Элементы, в настройках (ярлык шестеренки в правом верхнем углу) каждого элемента можем убрать с главного экрана. В итоге у меня стал такой вид.



После этого действия, хочу сделать небольшое предупреждение, перед тем как, что-либо ещё начать делать, пробовать, особенно на интуитивном уровне:
Делайте резервное копирование образа вашей загрузочной карты памяти, программ в сети много, научиться пользоваться – труда не составит.

Может произойти и так:





Настройка удаленного доступа и первые шаги по автоматизации


Настроим удаленный доступ, для управления нашей сетью Z-Wave с мобильного телефона: Переходим в дополнительное Меню — Управление — Удаленный доступ, отмечаем пункт Включить удаленный доступ и запоминаем наш ID.


На смартфоне (у меня под ОС Android) устанавливаем приложение Z-Wave, приложений несколько, я установил Z-Way (Z-Wave Europe Gmbh).

После установки и запуска мобильного приложения, программа предлагает залогиниться с помощью QR кода, его можно получить Меню — Управление — Устройства на занчке телефона — добавить новое.



Но у меня таким путем сделать не получилось. Поэтому опишу альтернативный вариант. На телефоне в окне с QR кодом, нажимаем вручную: появляются поля для заполнения, вводим наш логин (admin), пароль, и номер ID сети из вкладки Удаленный доступ. Идёт процесс соединения, в итоге попадаем на главную страницу приложения:



Ярлыки наших устройств (элементов) — расположены в таком же порядке, как и в браузере на главной странице.

Сейчас можем управлять устройством удаленно, смотреть его состояние.

Но Но управление и контроль — это ещё не автоматизация.

Немного попробуем и настроить.

Переходим Меню — Приложения — Локальные :



Можем создавать своё расписание, как по времени, так и по дням недели.



Также есть ещё одно интересное приложение Если -> Тогда, с его помощью мы можем создавать алгоритмы работы устройств нашего «Умного дома».

На этом можно было бы окончить, но немного попользовавшись как и настройкой в браузере устройств Z-Wave, так и мобильным приложением, лично для меня хотелось бы большего от автоматизации и списка поддерживаемых устройств.

Поэтому в этой части начнем и небольшую настройку MajorDoMo.

Как и в предыдущей части заходим в нашу систему, на этот раз уже без указания порта. IP_OF_YOUR_RASPBERRY, переходим в Панель Управления — Устройства — Z-Wave.

На текущий момент у наш контролер Z-Way в системе MajorDoMo не настроен и его состояния мы не видим (offline). Нужно его прописать, указав API URL: и свои логин и пароль в системе Z-Wave.

Из документации API URL самого контролера имеет формат: http://{username}:{password}@{ip}:8083/{anyurl}



Пароль и логин подставляет система MajorDoMo, поэтому прописываем только адрес с указанием страницы. Кстати вместо IP можно указать localhost:8083/…
Share post

Similar posts

Comments 25

    0
    так люди вовсе перестанут ходить…

    нажал кнопку — лампочка вкл.
    нажал кнопку — чипсы подъехали…
    нажал кнопку — вот и пивко, или ущелье подружки…
    еще одну — и горшок тут как тут…

    проблемы начнутся, когда дом ваш умный хакнут и все приедет сразу… и грошок, и чипсы, и подруга… а если не хакнут — грозит как минимум скоропостижное ожирение.

    оно вам надо?
      0
      А если я скажу, что оно мне необходимо и даже ещё не система, а разрозненные элементы УД значительно улучшают мою жизненную ситуацию, ваше мнение изменится?
      По вопросу безопасности, конечно им пренебрегать не стоит, но вот смысл и прок от этого хаканья, объясните какой? Злоумышленник сможет допустим управлять отдельными электроприборами, перекрыть воду, послать ложные сработки системы, ну допустим увидеть изображение входной двери. Какая ему польза и выгода? И что легче вынести двери и обнести квартиру или же хакнуть систему? А даже сохранение видео со вскрытием двери, значительно повысит шансы на нахождение преступника и возврат имущества.
        0
        Какая ему польза и выгода?

        фильм "Искусственный интеллект. Доступ неограничен"

      0
      Как нибудь гляну, пока не смотрел.
      Но мое имхо, всё хорошо в меру, и забота о собственной безопасности хороша но только тогда, когда она не переходит в маниакальные подозрения.
      Можно ж отказаться и от использования интернета, банковских карточек, сотовых телефонов и много другого…
      а можно просто принимать разумные минимальные меры безопасности и особо не париться.
        –3

        автоматизация за счет вашего здоровья, одно тэлектромагнитное излучение чего стоит.

          +1
          Да ладно, вы в лесу или бункере живёте?
          Просканировал WiFi сети — оказалось доступными 17 штук, + GSM операторы, + радио/телеэфир, радиостанции и т.д. Одной сетью больше одной меньше.
            –2

            если вы живете в многоквартирном доме то да, вам уже ни что не поможет, к сожалению. А вот в частном доме шанс есть.

              0
              Хорошо, сведения из Вики про РФ:
              Городское население — 74,43[1] % (2018).

              У нас в РБ даже повыше.
              Небольшая цитата:
              — А-ааа, плохие у вас дела, товарищ…
              — А у кого они сейчас хорошие?
              — У вас дела не просто плохие, а ещё хуже.
              — Чем раньше?
              — Гораздо.

              — Кошмар!
          0
          какая-то цена совсем не располагающая…
            0
            На что? Малину (rasberry), контроллер, или оконечные устройства?
            А не пробовали обращаться к системным интеграторам?
            Мне за функции видео камеры, анологичным в моей первой статье о ксаоми, чего только полёт фантазии менеджеров не придумал )) и 4 к видео, и распознавание лиц, и регистраторы на 16 каналов и оплатить разработку, проектирование, монтаж много чего предлагали…
            Можно сравнить стоимость этой умной розетки со стоимостью брендовые электроустановочных изделий…
            Везде есть своя ниша как покупателей, так и продавцов.
              0
              Z-wave устройства все дорогие — дороже аналогов на ZigBee, например. Сертификация же.
                0
                Но у устройств на Z-wave по сертификации есть полная совместимость, в отличие от ZigBee
                  0
                  Бгг, толку-то от нее, если в РФ продаются устройства пары-тройки компаний, и процентов 90 устройств — это fibaro?
                    0
                    Думаю толку побольше чем от устройств, базирующихся на облачных китайских сервисах, во Роскомнадзор, какое то время назад заблокировал пул ip адресов, в борьбе с телеграмом, многие попали под раздачу ив т.ч. Амазон, не говоря про китайцев, так даже у меня в РБ в это время были проблемы с доступом.
                      0
                      Конкретно к сертификации(и к цене) это не имеет никакого отношения, разница есть лишь между устройствами, способными работать локально и не способными. Так что аргумент так себе: да, работает, да, дорого, но первое из второго никак не следует.
                      0
                      А я пробовал найти встроенную умную разетку — не нашел, настенный выключатель — две штуки на всем алиэкспрессе. Дизайн для мотелей, не домашний совсем. Толку в этих тройниках умных вообще не вижу, на уровне поморгать светодиодом.

                      Умный дом не реально собрать самому в первую очередь из-за того что нет доступных элементов.
                        0
                        а если попробовать искать поближе? допустим z-wave.ru/shop/category/datchiki/izm-moshchnosti/vstraivaemyj-modul-rele-2kh15-kvt-s-izm-moshchnosti-kazhdogo-kanala.html
                        Умный дом не реально собрать самому в первую очередь из-за того что нет доступных элементов.

                        лично я постараюсь это сделать, да и есть возможности реализации на разных технологиях и протоколах.
                          0

                          4 тыщи за 2 канала? Дорого для провинциального сисадмина…

                            0

                            А подскажите на rs-485 четырехполюсник до 100 Ватт рублей за 300. Светомузыку играть на концерт гаражной группы)

                              0

                              Dmx протокол

                    0
                    та малинка и так есть :) правда первая бэшка еще с 256мб памяти…
                    я про розетку.
                    сам вот присматриваюсь себе к sonoff pow
                    не совсем розетка, но вкл/выкл удаленно можно и мониторинг потребления есть… а разница в цене… ну да — не Z-Wave…
                    пс: пишут с перепрошивкой может работать не только с китайскими облаками :)
                    так что роскомнадзор не помеха :)
                      0

                      У меня около 30 Z-wave устройств и могу сказать, что в этой технологии хорошо — надежная связь. Даже если устройства не видят контроллер напрямую, они способны пересылать сообщения через другие устройства, формируя Mesh сеть. В zigbee это тоже врде в последних стандартах включили, но я не видел, чтобы производители об этом писали на упаковках.
                      Одно Sonoff устройство у меня тоже есть. Их недостаток в том, что они работают через WiFi и имеют весьма слабенькую антенну, что многие пользователи жалуются на нестабильную работу. И когда такое устройство вываливается из сети, неизвестно приняло оно сообщение или нет, со всеми вытекающими...

                        0
                        Если не секрет, какие? И что более востребованной, что менее.
                          0

                          В основном Фибаро. Больше всего модулей управления жалюзями и релейных модулей (на свет) есть еще пара диммеров и контроллеров RGB.
                          От Аеон USB стик и датчик 5-в-1.

                  0
                  Так что аргумент так себе: да, работает, да, дорого, но первое из второго никак не следует.

                  Отчасти согласен, но если взять затраты на сертификацию, то для крупной компании, с большим оборотом и ассортиментом, возможно на конечную стоимость устройства влияет незначительно для покупателя. А вот если взять небольшую компанию, которая только начала выпускать устройства — то затраты на сертификацию, окажут влияние на себестоимость. И имхо, затраты не только плата за испытания, но и необходимость выделять ресурсы, как человеческие, так и материальные, чтоб ей (сертификации) соответствовать.

                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.