Επιβλέπων: Αναπλ. Καθηγητής Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς

Παρουσίαση με θέμα: "Επιβλέπων: Αναπλ. Καθηγητής Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Επιβλέπων: Αναπλ. Καθηγητής Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς
Το Ίντερνετ των Πραγμάτων Υλοποίηση εφαρμογής αυτοματισμού οικίας με χρήση μικροϋπολογιστών και αισθητήρων Σέρρες, 24 Μαΐου 2017 Ανδρέας Λ. Χαμάλης Επιβλέπων: Αναπλ. Καθηγητής Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς

2 Το Ίντερνετ των Πραγμάτων (ΙτΠ)
√ Αλληλεπίδραση συσκευών (ανταλλαγή δεδομένων) √ Ενσωμάτωση αισθητήρων ή και λογισμικού για τη συνδεσιμότητα σε κοινό δίκτυο √ Διευκόλυνσης της ενσωμάτωσης του φυσικού κόσμου σε συστήματα με υπολογιστές √ Εξυπηρέτηση των καθημερινών αναγκών του χρήστη χωρίς να προϋποθέτουν τη μέριμνά του √ Επινοήθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1990 από τον επιχειρηματία Kevin Ashton √ Εκτίμηση ότι το IoT θα αποτελείται από σχεδόν 50 δισεκατομμύρια αντικείμενα το 2020

3 Το Ίντερνετ των Πραγμάτων (ΙτΠ)
√ Δημιουργία προφίλ καταναλωτή από επιχειρήσεις, στοχευόμενες διαφημίσεις, κίνδυνος εξαπάτησης των καταναλωτών √ Σύνδεση όλο και περισσότερων συσκευών, λογισμικού και ανθρώπων √ Συγκέντρωση τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων √ Προβληματισμοί για τη δυνατότητα εξασφάλισης της ιδιωτικότητας √ Οι χάκερς μπορούν να εκμεταλλεύονται με επιτυχία αναρίθμητες ευάλωτες συνδεδεμένες συσκευές.

4 Ευφυές σπίτι Η διάδοση υπολογιστών και αισθητήρων γεννά την ανάγκη αυτοματισμών Εφαρμογή στο σπίτι, όπου οι άνθρωποι περνούν τον περισσότερο χρόνο Εξυπηρετούνται οι καθημερινές ανάγκες όπως ενεργοποίηση φωτισμού, εξαερισμού, έλεγχος συσκευών Λειτουργία αυτόματης απόκρισης Απομακρυσμένος χειρισμός από το χρήστη Απλή εγκατάσταση (μικροελεγκτές, αισθητήρες, καλωδιώσεις) Χαμηλό κόστος εξοπλισμού Σχετικά απλή παραμετροποίηση

5 Μικροελεγκτής Arduino
Απλή μητρική πλακέτα που διαθέτει εισόδους και εξόδους Ενσωματωμένος μικροελεγκτής προγραμματιζόμενος με γλώσσα Wiring (C++) Προγραμματίζεται χρησιμοποιώντας το περιβάλλον ανάπτυξης IDE Σχετική απλότητα της χρήσης Μεγάλος αριθμός αισθητήρων και βιβλιοθηκών για την επέκταση των βασικών δυνατοτήτων τους Ελεύθερο υλικό & λογισμικό Δεν απαιτούν ιδιαίτερους υπολογιστικούς πόρους Μπορούν εύκολα να συντονίζονται μεταξύ τους για υλοποιήσεις “ευφυών” εφαρμογών

6 Arduino UNO Atmel AVR μικροελεγκτής 14 ψηφιακούς ακροδέκτες
εισόδου/ εξόδου (οι 6 παρά- γουν παλμούς διαμορφού- μενου πλάτους 0 ως 255) 6 αναλογικές εισόδους (α- ναγνώριση μέχρι 1024 διαφο- ρετικών τιμών) Τάση τροφοδοσίας 7 ως 12V Τάση λειτουργίας των εξόδων 5V. Μέγιστο ρεύμα που διαπερνά κάθε ακίδα 40mA

7 Παρελκόμενα Ethernet Shield Relay 5V 10A Ultrasonic HC-SR04
IR Receiver Servo Micro 9g LM35 TV Control LEDs Fan 12V Photoresistor

8 Απλή μέτρηση τιμών Μέτρηση θερμοκρασίας με αισθητήρα LM35
Η αριστερή ακίδα συνδέεται στα +5V Η δεξιά ακίδα στη γείωση (GND) Η μεσαία σε μια αναλογική είσοδο (Α0)

9 Απλή μέτρηση τιμών Μέτρηση απόστασης με αισθητήρα υπερήχου
Η ακίδα VCC στα 5V Η TRIG σε ένα ψηφιακό pin (D8) Η ECHO σε ένα ψηφιακό pin (D7) Η ακίδα GND στη γείωση (GND)

10 Αποστολή σημάτων προς τρίτο σύστημα
Τα δεδομένα των αισθητήρων αναρτώνται σε ιστοσελίδα Κάρτα Ethernet & καλώδιο LAN Σε πιθανή υπέρβαση ορίων προειδοποιείται ο χρήστης Ανανέωση σελίδας κάθε 5s

11 Έλεγχος συσκευών από το Web Interface
Απομακρυσμένος έλεγχος συσκευών από ιστοσελίδα κάρτα Ethernet, καλώδιο LAN & κάρτα μνήμης microSD Λειτουργία ενεργοποίησης και απενεργοποίησης με απλό πάτημα πλήκτρου

12 Έλεγχος συσκευών από το URL
Κάρτα Ethernet & καλώδιο LAN Λειτουργία ενεργοποίησης και απενεργοποίησης με πληκτρολόγηση εντολής

13 Συνεργασία μετρητή απόστασης με σερβοκινητήρα
Σταθεροποίηση του σερβοκινητήρα στην πόρτα Τοποθέτηση μετρητή υπερήχου παράλληλα προς την πόρτα Άνοιγμα πόρτας κατά 90ο σε ανίχνευση κίνησης <6cm

14 Συνεργασία φωτοαντίστασης με φωτισμό
Σε περιβάλλον με φωτισμό περνάει μεγαλύτερη ποσότητα ρεύματος Σε φωτεινό περιβάλλον, πολύ φωτεινή η ένταση του LED Χρησιμοποιείται συνήθως η αντίστροφη λειτουργία Παραμετροποιήσιμη η κρίσιμη τιμή αλλαγής κατάστασης

15 Συνεργασία αισθητήρα θερμοκρασίας με ανεμιστήρα
Ενεργοποίηση του ανεμιστήρα μετά από ένα όριο θερμοκρασίας Ο ανεμιστήρας αυξομειώνει την ταχύτητά του ανάλογα με την τιμή της θερμοκρασίας Παραμετροποιήσιμες οι θερμοκρασίες Ως 255 ταχύτητες περιστροφής

16 Συνεργασία τηλεχειριστήριου υπερύθρων με Relay
Πομπός υπερύθρων (τηλεχειριστήριο τηλεόρασης) & δέκτης υπερύθρων Relay ενσωματωμένο σε πολύπριζο 230V Ενεργοποίηση/ απενεργοποίηση οποιασδήποτε συσκευής 230V

17 UDP επικοινωνία συστημάτων Arduino
Απομακρυσμένη επικοινωνία συσκευών Διεπαφή machine-to-machine

18 Αξιολόγηση Machine-to-machine διεπαφή
Απομακρυσμένος έλεγχος συστήματος Έλεγχος μέρος του συστήματος Χειρισμός τάσης 230V Αλληλεπίδραση με χρήστη Ποικιλία αισθητήρων Ευστάθεια συστήματος Περιορισμοί Arduinos (μνήμη, ρεύμα, ακροδέκτες) Αντιφατικές εντολές από ιστοσελίδες Τεχνικές δυσκολίες υλοποίησης Χρήση καθυστέρησης στις συναρτήσεις Προβληματισμοί ασφάλειας σε κακόβουλες επιθέσεις

19 Σας ευχαριστώ πολύ! Ερωτήσεις;