udvnl

<<< Назад

Создание беспроводного «умного дома». На основе технологии Linux, Z-Wave и ПО MajorDoMo. Включение первого устройства Z-Wave и первые шаги по автоматизации

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.

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. Напомню: для выбора языка используем: Настройки (значок шестеренки) – Язык.

Перейдем во вкладку Устройства – Статус:

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. 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 ненужные ярлыки 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 в браузере: Меню — Управление — Устройства на значке 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... управление и контроль — это ещё не автоматизация.

Немного попробуем и её понастраивать родным ПО от Z-Wave.

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/…

Обсуждение (0) (4)

Смотрите так же:
23.09.2021 Второй раз в первый класс. Часть 1: начало работы c базовым образом для RPi.
31.12.2020 Возможность создания канала управления через телефонные сети для системы домашней автоматизации.
06.07.2020 Чтение файлов из образа img Операционной системы. Возможность записи образа на меньшую по размеру SD карту памяти
19.06.2020 Raspberry Pi: немного о резервном копировании и актуальной копии системы
07.05.2020 Установка VoIP сервера FreeSWITCH с частичной интеграцией в систему MajorDoMo
28.04.2020 Установка базового образа MajorDoMo на Raspberry Pi. Начало первые шаги.
07.10.2019 Возможность создания видео звонков у MajorDoMo (RPI +WebCam)
11.09.2019 Создание голосового оповещения MajorDoMo
21.08.2019 Установка USB аудиокарты и настройка звука в Raspberry Pi
04.04.2019 Сертификация в Z-Wave
11.03.2019 RPI Monitor полезное ПО для Raspberry PI и Orange Pi
04.02.2019 Тестирование пропускной способности канала Ethernet (Wi-Fi) с помощью утилиты IPerf
23.12.2018 Пошаговая инструкция с картинками по установки MajorDoMo на Raspberry Pi 3 с помощью скрипта от Immortal
20.10.2018 Установка Freeswitch 1.8.2 на Debian 9 (Raspbian Stretch) на базовый образ системы «Умного дома» MajorDomo
08.07.2018 Создание беспроводного «умного дома». На основе технологии Linux, Z-Wave и ПО MajorDoMo. Включение контроллера RaZberry и первые шаги по Z-Wave
29.06.2018 Пошаговая инструкция по установке образа Majordomo на Raspberry Pi
21.06.2018 Удаленное наблюдение за близкими, но к сожалению, больными людьми.

Минск, Беларусь

На форуме: udvnl