Zigbee И Intel Edison: Практика Автоматизации Переговорных Комнат

Многие организации используют конференц-залы неэффективно.

Есть две основные причины такого положения дел.

Во-первых, тот, кто забронировал переговорную комнату, может не воспользоваться ею в назначенное время.

Вторая причина в том, что собрание закончилось раньше запланированного, все ушли, но те, кому помещение было бы нужно, об этом не знали.

Мы создали интеллектуальную систему бронирования конференц-залов (Smart Conference Room System, SCR), которая поможет каждому справиться с этими проблемами.

Общий обзор

Система способна определить, есть ли в номере люди, а если нет, уведомить сервер о том, что расписание бронирования может быть изменено.

Это помогает эффективно и удобно использовать ресурсы организации.

Система построена на основе следующих аппаратных компонентов:

• Плата Интел Эдисон.

• Плата расширения Ардуино.

• Модуль XBee ZB S2 ZigBee.
• Андроид-смартфон.

• Пуш-сервер.

• Датчик освещенности ZigBee.
• Инфракрасный датчик присутствия ZigBee.
• Умная розетка ZigBee.
• Зигби сигнализация.

Протоколы ZigBee основаны на стандарте IEEE 802.15.4 и предназначены для использования во встраиваемых устройствах, которые требуют низкого энергопотребления и могут нормально работать при низких скоростях передачи данных.

Сеть, построенная на ZigBee, будет очень экономичной с точки зрения энергопотребления.

Чтобы претендовать на сертификацию ZigBee, устройство должно проработать от батареи не менее двух лет. Типичным применением таких устройств является домашняя автоматизация.

Например, интеллектуальные датчики присутствия, системы освещения, термостаты.

Arduino — открытая аппаратная и программная платформа, вокруг которой сформировалось сообщество производителей и разработчиков оборудования.

Общей областью применения этой платформы является разработка устройств, способных определять состояние окружающей среды и взаимодействовать с ней.

Важным аспектом платформы Arduino являются ее стандартизированные разъемы, которые позволяют подключать к основному блоку микроконтроллера множество сменных модулей расширения, известных как шилды.

Плата Intel Edison также поддерживает Arduino. Это делает Edison совместимым с тысячами модулей Arduino, такими как XBee ZigBee. XBee — это торговая марка семейства радиомодулей от Digi International, доступных в стандартных форм-факторах.

XBee ZB поддерживает протокол ZigBee PRO для создания ячеистых сетей.

С программной точки зрения система состоит из следующих частей:

• Серверное программное обеспечение.

• Приложение для Android-смартфона.

• Прошивка для Интел Эдисон.

Аппаратное обеспечение

Поскольку Edison совместим с Arduino, устройства, которые могут работать с Arduino, также могут работать с Edison. Например, это радиомодуль XBee ZB S2, который подключается к Edison с помощью платы расширения Arduino.



Радиомодуль Intel Edison и XBee В качестве Push-сервера мы использовали Windows-планшет Fujitsu STYLISTIC Q702 с процессором Intel Core i5-3427U (частота 1,80 ГГц), оснащенный 4 ГБ оперативной памяти.

Планшет Fujitsu STYLISTIC Q702 Чтобы было удобнее работать с нашей системой, мы создали для нее мобильное приложение Android. Его тесты проводились на смартфоне Lenovo K900. Он оснащен процессором Intel Atom Z2580 (частота 2 ГГц) и 2 ГБ оперативной памяти.

Смартфон Леново К900 Роль координатора ZigBee выполняет радиомодуль XBee ZB S2, выполненный в форм-факторе платы расширения для Arduino и отвечающий требованиям протокола ZigBee. Он управляет подключенными к нему датчиками ZigBee.



Радиомодуль XBee ZB S2 В проекте используется датчик освещенности Netvox Z311X. Он соответствует стандарту ZigBee и отвечает за измерение уровня освещенности в помещении.

Световой датчик В качестве датчика присутствия используется инфракрасный датчик Netvox ZB11D. Он также поддерживает протокол ZigBee и играет роль конечного сетевого устройства.

Датчик присутствия В системе используется сигнальный модуль Netvox Z602A. Данное устройство сочетает в себе системы звукового и светового оповещения и используется в экстренных ситуациях.

Модуль основан на стандарте ZigBee HA.



Сигнализация В проекте используется интеллектуальная розетка ZigBee — Netvox Z809AG. Устройство сочетает в себе функции учета электроэнергии и управления электрическими цепями.

С его помощью можно включать и отключать питание различных электроприборов в помещении.

Умная розетка

Аппаратная инфраструктура

Схема проектирования системы Аппаратную архитектуру системы можно разделить на следующие четыре части:

• Смартфон.

• Пуш-сервер.

• Шлюз на базе Intel Edison.
• Комплект датчиков ZigBee.

1. Осмотрите комнату и оцените ситуацию.

   .

   Датчики освещенности и присутствия ZigBee в режиме реального времени передают информацию о ситуации в помещении на шлюз на базе Intel Edison. Сеть ZigBee используется для связи между датчиками и шлюзом.

   Эдисон анализирует показания, определяет, есть ли кто-нибудь в комнате, а затем отправляет результаты на push-сервер через Wi-Fi.

2. Бронирование номеров и умное планирование .

   Сотрудники могут бронировать переговорные комнаты, которые система определяет как свободные.

   Это делается с помощью Android-смартфона.

   Если свободных переговорных комнат нет, сотрудник может выбрать занятую комнату и включить режим ожидания освобождения переговорной комнаты.

   Как только система, в частности Intel Edison, посчитает, что выбранная комната свободна, сообщение об этом будет отправлено на сервер, который отправит уведомление приложению на смартфоне.

3. Удаленный доступ и управление .

   Приложения могут запрашивать информацию о статусе зарезервированной комнаты через Wi-Fi через push-сервер, чтобы управлять устройствами в комнате, например включать и выключать свет, а также получать информацию в реальном времени от датчиков ZigBee.

Программное обеспечение

Особенно это касается крупных компаний.

Например, сотрудник А через сайт компании зарезервировал переговорную комнату с 8:00 до 10:00. Встреча закончилась в 9.00, то есть с этого момента комната свободна, и ею вполне может воспользоваться кто-то другой.

Предположим, что в это же время сотрудник Б на том же сайте ищет свободное помещение.

Но он не может выбрать тот, который зарезервировал сотрудник А, поскольку в базе данных он числится занятым, хотя на самом деле он свободен.

Следовательно, сотруднику Б придется искать другой вариант, и освободившееся помещение окажется пустым.

На рисунке ниже представлена структурная схема используемого программного решения.

Архитектура программного решения

Push-сервер

Серверная архитектура Схема серверной системы показана ниже.

Когда Edison, используя информацию датчиков ZigBee, определит, что состояние помещения изменилось с «свободно» на «занято» или наоборот, он уведомит об этом сервер.

Сервер, в свою очередь, обновит соответствующую запись в базе данных и затем, если комната пустует, отправит сообщение в Android-приложение.

Рабочий процесс push-сервера

Intel Эдисон и ZigBee

Координатор ZigBee также отвечает за передачу информации от датчиков на push-сервер.

Стековое устройство ZigBee в Arduino Мы спроектировали и реализовали простой стек ZigBee в среде Arduino, который используется для взаимодействия с датчиками.

Плата работает в режиме координатора, который контролирует состояние датчиков и, если таковой имеется, позволяет управлять ими.

Классы стека ZigBee

Основные функции ArduinoXBee

Здесь описаны функции, используемые для работы с датчиками.

Int getLightValue(XBeeLightSensor LightSensor) .

Эта функция используется для получения информации от датчика освещенности.

На его вход подается объект датчика освещенности, а на выходе — целое число в диапазоне от 0 до 65535. bool getInfraValue (XBeeInfraSensor infraSensor) .

Функция получает показания от указанного датчика присутствия.

При вызове ему передается объект датчика присутствия и возвращается логическое значение.

True указывает, что в комнате кто-то есть, False указывает, что комната пуста.

void TurnOnAlarm (сигнализация XBeeAlarm) И void TurnOffAlarm (сигнал тревоги XBeeAlarm) .

Эти функции соответственно включают и выключают будильник.

При их вызове используется объект, символизирующий нужное устройство, они ничего не возвращают. void TurnOnSwitch (штекер XBeeSmartPlug) И void TurnOffSwitch (штекер XBeeSmartPlug) .

Эти функции позволяют включать и выключать электропитание от умных розеток.

При вызове функций им передается объект, соответствующий сокету; они ничего не возвращают.

Android-приложение

При создании нового расписания пользователь может искать переговорные комнаты по времени и месту.

Если номер свободен, вы можете забронировать его сразу.

Если комната занята, пользователь может подождать, пока комната освободится.

Как только датчики ZigBee обнаружат свободное место в указанном временном диапазоне, push-сервер отправит уведомление приложению, и пользователь, получивший это уведомление, сможет зарезервировать номер.

Системная схема работы с Android-приложением

Пользовательский интерфейс приложения Android

С его помощью сотрудник организации может забронировать переговорную комнату и управлять забронированными комнатами.

Вот как выглядит главный экран приложения.

Главный экран приложения Здесь команды слева используются для создания новых расписаний, управления существующими и работы с вашей учетной записью и настройками.

Использование команды Мое расписание , пользователи могут бронировать переговорные комнаты (синий цвет обозначает, что комната свободна, серый — что она уже забронирована).

Если комната не свободна, пользователь может включить режим ожидания ее освобождения.

Бронирование комнаты Пользователи могут проверить статус номеров, которые они забронировали или ожидают наличия.

Успешно забронированные номера отображаются синим цветом, а те, в которых сотрудник ожидает освобождения, — серым.

Здесь вы можете управлять своим расписанием.

Управление расписанием Когда система обнаруживает, что определенная комната свободна, она отправляет уведомления всем пользователям, ожидающим ее освобождения.

Вот как выглядит такое уведомление.

Уведомление об освобождении номера Первый ответивший может забронировать только что освободившийся номер.

Остальные снова вернутся в лист ожидания.

выводы

Это позволяет упростить бронирование помещений, сделать его более удобным и повысить эффективность использования переговорных комнат. Многое уже сделано, но мы еще сталкиваемся с некоторыми трудностями.

Это касается различных аспектов системы.

Итак, если говорить о его внутренней структуре, о стеке, на котором он основан, то это ограничения функций стека API и всего комплекса.

Кроме того, необходимо улучшить стабильность системы и другие аспекты ее функционирования.

Мы планируем создать следующую версию системы «Умный конференц-зал», которая будет более функциональной, стабильной и удобной, а значит лучше решит свою главную задачу: оптимизацию использования переговорных комнат в организациях.

Теги: #intel edison #zigbee #iot #автоматизация #конференц-залы #программирование микроконтроллеров #разработки для Интернета вещей

• Ответ № 1 На Вопрос О Rss: Почему Меня Это Должно Волновать?

  19 Oct, 24

• Все Об Apple Ipad 2 Серии Mc774Ll/A

  19 Oct, 24

• Некоторые Факты О Планшете Google Android

  19 Oct, 24

• Фромм, Эрих

  19 Oct, 24

• Tesla Amazing — Гик-Стикеры От Авторов Из России, Которые Можно Приклеить Куда Угодно

  19 Oct, 24

• Soft Skills В Управлении Проектами: Концепция, Цели И Советы Для Успешного Применения В Бизнесе

  19 Oct, 24

• Простой Эксплойт Дает Злоумышленникам Возможность Изменить Содержимое Электронного Письма После Его Отправки.

  19 Oct, 24

• Принудительное Завершение Http-Сессий С Mitm

  19 Oct, 24

• Правила Ярослава Грешилова

  19 Oct, 24

• Microsoft Отрицает Наличие Бэкдора В Windows 7

  19 Oct, 24