Файл: Мастер класс Умный дом.pdf

Мастер класс «Умный дом»
Оглавление
1. Понятие интернета вещей .................................................................................................................. 2 2. Отличия автоматизации процесса и концепции Internet of Things ................................................. 2 3. Примеры использования технологии «Интернет вещей» ............................................................... 3 4. Практическая часть ............................................................................................................................. 4 5. Задания для самостоятельного выполнения ................................................................................... 15

1. Понятие интернета вещей
Интернет вещей или IoT (Internet of Things) — это по сути сеть сетей, в которой люди могут общаться с устройствами, а устройства могут общаться между собой, реагировать на изменение окружения и принимать решения без участия человека.
2. Отличия автоматизации процесса и концепции Internet of Things
Интернет вещей — это не просто автоматизация, с которой мы сталкиваемся в повседневной жизни, а нечто большее. Чтобы почувствовать отличия автоматизации процесса и концепции Internet of Things, рассмотрим пример с приготовлением кофе.
Для того чтобы попить кофе в определенный момент, вы засыпаете зерна в аппарат и устанавливаете время, когда кофемашина должна включиться. В строго обозначенный час аппарат начнет свою работу. В то же время у вас могли измениться предпочтения, и вместо кофе вам вдруг захотелось чай или молочный коктейль. При автоматизации процесса, несмотря ни на что вы все равно получите именно кофе. То есть, в данном случае командным центром является человек и если он не перепрограммирует кофемашину на другое время или не выключит ее, то уже ненужный кофе все-таки будет сварено.
Используя концепцию интернет вещей, вы просто меняете команду через умный гаджет, который дает сигнал на отключение кофемашины и включение чайника. Таким образом, вы получаете тот напиток, который подходит вам на данный момент. Internet of Things дает возможность не задавать программу для достижения цели, а позволяет человеку только сформировать цель, которая будет выполнена в результате взаимодействия основного девайса, выполняющего роль единого центра, и бытового прибора, который произведет работу.

3. Примеры использования технологии «Интернет вещей»
3.1 Высокотехнологичные мусорные баки
Отдельными примерами приближения очередного технологического прорыва на бытовом уровне является появление большого количества «умных» приборов, выполняющих свою функцию без участия человека.
К ним можно отнести: Высокотехнологичные мусорные баки, оборудованные солнечными батареями, функцией мусорного пресса и системой подачи сигнала работникам коммунальных служб при необходимости освобождения пространства;
3.2 Сельское хозяйство
Во многих странах Интернет вещей используется при выращивании сельскохозяйственной продукции. Для этого применяются датчики, которые закрепляются за определенным участком или конкретным растением. Устройство регистрирует данные по состоянию грунта (влажность, температура, другие параметры), которые отправляются на облачную платформу. С нее данные поступают на сервер, после чего выдаются на монитор, транслируя информацию по состоянию саженца, делаются выводы по улучшению его плодоносных свойств. К примеру, в Израиле половина всех производителей томатов и более 30% фермерских хозяйств по выращиванию хлопка уже используют IoT технологии при мониторинге почв. Активное внедрение происходит и в других развитых странах.

4. Практическая часть
4.1 Запускаем программу Cisco Packet Tracer
4.2 Заходим под гостем. Для этого выбираем пункт для входа Гостем, ждем 10 секунд и вход выполнится
4.3 Устанавливаем роутер
Для этого находим элемент Home Gateway и перетаскиваем его мышью на поле программы.

Должно получиться вот так:
4.4 Делаем двойной щелчок ЛКМ по устройству для открытия настроек устройства
В закладке CONFIG, пункт LAN, смотрим IP адрес роутера

В пункте Wireless смотрим SSID устройства, копируем его в буфет обмена Ctrl+C
Если хотим, можно установить шифрование и пароль для входа на роутер
Для простоты работы мы сейчас этого не делаем

4.5 Устанавливаем смартфон
4.6 Делаем двойной щелчок ЛКМ по устройству для открытия настроек устройства
В закладке CONFIG в пункте Wireless смотрим добавляем из буфета обмена SSID роутера.
Если настроено шифрование, нужно ввести пароль
Если все сделали правильно, то скоро смартфон соединится по Wi-Fi с роутером
4.7 Теперь нам надо в браузере со смартфона открыть настройки роутера

Пишем IP адрес вводим логин и пароль. По умолчанию пароль стоит “admin”. На настоящем роутере вам его лучше поменять. У нас мы оставляем также. Нажимаем Submit для входа на роутер.
Открытое окно больше не закрываем, только сворачиваем.

4.8 Далее устанавливаем на поле 3 устройства: окно, вентилятор и кондиционер.
По очереди открываем устройства.
Включаем расширенные настройки
Устанавливаем им Wi-Fi модуль
Подключаем к умному дому. Для этого на вкладке CONFIG протягиваем ползунок ниже и выбираем пункт Home Gateway.

Так делаем со всеми тремя устройствами. Если всё сделали правильно, то в окне роутера со смартфона будет следующий вид

4.9 Далее будем настраивать правило взаимодействия устройств.
Условие следующее: Если окно открыто, то кондиционер должен быть выключен, а вентилятор вращаться. И наоборот: если окно закрыто, то кондиционер включен, а вентилятор выключен.
Делаем это так. Переходим на вкладку Conditions
И нажимаем на кнопку Add
Прописываем правило.

Обязательно пишем Name у правила.
Кнопка Action добавляет еще одну настройку по правилу.
И обратное
У нас получилось два правила

4.10 Проверяем их работу
Открываем окно, зажав Alt и щелкнув ЛКМ по значку окна. При открытом окне вертится вентилятор (на рисунке вентилятора появляются линии, обозначающие его вращение), при закрытом - на кондиционере горит красная точка, которая обозначает, что он включен
Или

5. Задания для самостоятельного выполнения
5.1 Когда человек встает с кровати, включается свет и варится кофе
Используем
1
Датчик движения.
Чтобы датчик сработал, нужно зажать ALT и мышкой поводить на датчике. Если загорится красная лампочка, значит датчик сработал
2
Кофеварка
3
Настольная лампа
5.2 Когда «чужой» пересекает лазерную линию, включается сирена и начинает работать веб-камера. После выключения сирены, веб-камера выключается автоматически.
Используем
1
Сенсорный датчик
Чтобы датчик сработал, нужно зажать ALT и мышкой поводить на датчике. Если загорится красная лампочка, значит датчик сработал
2
Веб-камера
3
Сирена
Чтобы выключить сирену нужно зажать ALT и
ЛКМ щелкнуть по сирене

5.3 Когда заведенная машина заполнит угарным газом гараж (0.06 на датчике угарного газа), должная открыться дверь гаража. Когда уровень газа уменьшится до 0.04, дверь гараж закрываем.
Используем
1
Датчик CO
2
Машина
Чтобы завести машину, нужно зажать ALT и
ЛКМ щелкнуть по машине.
3
Гараж
Используется датчик CO, уровень 0.05 считается критичным. Машину в гараж ставить не надо. Достаточно рядом.
Показания датчика можно посмотреть на смартфоне

Критерии оценивания:
Ставится 1 балл за каждое устройство, подключенное по Wi-Fi к роутеру (max-9 баллов).
5.1
Если сработал датчик движения и включилась кофеварка - 1 балл.
Если сработал датчик движения и включилась лампа - 1 балл.
5.2
Если сработал сенсорный датчик и включилась сирена - 1 балл.
Если сработал сенсорный датчик и включилась веб-камера - 1 балл.
Если выключили сирену вручную и автоматически выключилась веб-камера – 1 балл
5.3
Если датчик угарного газа превышает уровень 0.06 и открываются ворота гаража – 2 балла
Если датчик угарного газа ниже 0.04 и закрываются ворота гаража – 2 балла