Управление электроприборами по wifi. Wi-Fi контроллер управления освещением
Технология беспроводной передачи данных в локальных сетях Wi-Fi появилась в 1998 году благодаря инженеру австралийской лаборатории радиоастрономии CSIRO Джону О’Салливану. Первый стандарт беспроводного протокола обмена данными IEEE 802.11n был утвержден в 2009 году.
За время своего развития технология Wi-Fi приобрела широчайшую популярность, прежде всего из-за отсутствия необходимости использования проводов при подключении к сети. И если изначально технология Wi-Fi применялась для подключения носимых и наладонных компьютеров, то в настоящее время эта технология проникла и в фотоаппараты, и в бытовую технику, и в мультимедийные устройства, и в устройства управления. Широко применяются и беспроводные датчики различных физических величин – температуры, давления, влажности и т.п. Устройства контроля и управления «умным домом», оснащенные Wi-Fi модулями, могут осуществлять свои функции из любой точки, где доступна локальная беспроводная сеть, а в случае, если эта сеть через роутер имеет возможность выхода в глобальную сеть – и из любой точки, где есть интернет. С помощью своего смартфона, подключенного к интернету (посредством Wi-Fi или GSM), пользователь может не только просматривать сайты, но и управлять бытовой техникой, расположенной на любой расстоянии от него.
Стандартная схема Wi-Fi сети содержит, как минимум, одну точку доступа, формирующую беспроводную сеть с известным идентификатором (SSID) и параметрами шифрования, к которой подключен, как минимум, один клиент. Точкой доступа может служить, как специализированный прибор, так и подключенный к глобальной сети роутер, оснащенный беспроводным радиомодулем. Также, к примеру, точкой доступа могут выступать ноутбук или смартфон, оснащенные Wi-Fi модулями, и подключенными к сети с помощью кабеля или технологии GSM соответственно.
В предлагаемом обзоре мы рассмотрим некоторые модули, предлагаемые компанией Мастер Кит, использующие беспроводную технологию Wi-Fi. Некоторые модули предназначены для использования в проектах DIY, поставляются в виде печатной платы с компонентами и не имеют корпусов, другие же выполнены в виде законченных устройств и предназначены для использования «из коробки». Следует учесть, что каждое из рассматриваемых устройств является клиентом беспроводной сети, следовательно, для подключения их к сети необходима точка доступа. Также нужно обращать внимание на то, с какой сетью устройство соединяется – локальной или глобальной. Многие Wi-Fi устройства используют порталы, размещенные в глобальной сети для связи с другими такими устройствами и обмена информацией. Такой способ связи позволяет упростить соединение, так как не требует постоянного выделенного IP-адреса глобальной сети и относительно сложных сетевых настроек типа NAT («проброса» портов) для доступа извне в локальную сеть, расположенную за файрволом роутера.
Для удобства сравнения основные характеристики устройств сведены в таблицу, расположенную в конце обзора.
Начнет наш обзор с DIY-модулей Мастер Кит, использующих технологию Wi-Fi.
- – Wi-Fi реле с термометром и двумя реле.
Основой устройства служит получивший широкое распространение Wi-Fi модуль ESP8266. Модуль представляет собой микроконтроллер, оснащенный беспроводным интерфейсом. Он поддерживает стандарты IEEE 802.11 b/g/n, с шифрованием WEP и WPA/WPA2. Также модуль имеет 11 доступных для пользователя портов ввода/вывода и интерфейсы проводной связи SPI, I2C, I2S, UART и 10-разрядный АЦП. Имеются несколько свободно распространяемых комплектов разработчика (SDK) с компилятором и библиотеками, позволяющими эффективно использовать возможности ESP8266.
Все это позволило создать современное устройство для мобильного управления различными электроприборами с помощью смартфоны или планшета.
Как уже было отмечено, модуль рассчитан для работы в локальных сетях. Если необходимо использовать доступ к глобальной сети, то в этом поможет следующий прибор.
- – интернет реле с термометром и двумя реле, использующее сервер MQTT.
Сетевой протокол MQTT (Message Queue Telemetry Transport) является упрощенным протоколом передачи данных между устройствами и работает поверх протокола TCP/IP. Этот протокол использует поведенческий шаблон проектирования передачи сообщений, известный как «издатель-подписчик», весьма прост в использовании и администрировании, не создает больших нагрузок на каналы связи и успешно работает при наличии проблем в этих каналах, а также не накладывает ограничений на формат передаваемых данных. MQTT разработан в расчете на маломощные встроенные устройства, поэтому для его реализации требуются минимальные вычислительные мощности, с которыми справляются микроконтроллеры. Таким образом, протокол MQTT является, наряду с некоторыми другими аналогичными протоколами, например MODBUS или RS-485, отличным средством для реализации функций «интернета вещей» - IoT.
Дистанционное управление двумя реле по 2000 Вт каждое;
Прием и передача в сеть показаний подключаемых к нему двух датчиков температуры типа DS18B20;
Прием и передача показаний датчиков влажности DHT11 или DHT22, аналоговых датчиков с использованием встроенного АЦП.
Но, помимо этого, он обеспечивает считывание данных с датчиков и управление встроенными реле через интернет в любой точке, есть имеется подключение к глобальной сети. При работе в глобальной сети используется бесплатный MQTT сервер, по умолчанию , но можно использовать и другой.
- Если предыдущие два устройства используют возможности микроконтроллера ESP8266, то модуль имеет в своем составе собственный более мощный микроконтроллер серии STM8 и представляет собой устройство сбора и передачи данных по Wi-Fi.
Применение микроконтроллера STM8 позволило реализовать в небольшом объеме весьма широкий функционал. Модуль является с одной стороны законченным устройством для сбора данных о потребляемых бытовых ресурсах, таких, как вода, тепло, газ, электроэнергия, а с другой стороны – многофункциональным устройством контроля и управления исполнительными модулями и механизмами.
Прибор собирает данные с подключенных к нему датчиков и счетчиков по установленному расписанию и передает эти данные на сервер, для дальнейшей обработки и использования.
К одному прибору может быть подключено до 8 любых устройств в любой комбинации:
Счетчики воды;
Счетчики газа;
Счетчики электричества (при установке дополнительного модуля интерфейса CAN или RS-485);
Датчики температуры, например, ;
Датчики протечки воды, например, ;
Датчики уровня жидкости;
Датчики утечки газа;
Исполнительные устройства (запорно-регулирующая арматура с электроприводом), например, шаровый кран с электроприводом .
При использовании дополнительных встраиваемых модулей интерфейсов RS-485 или CAN к одному модулю, помимо 8 устройств, перечисленных выше в описании, можно подключить до 8 счетчиков электроэнергии типа Меркурий.
Модули можно объединять для увеличения количества обслуживаемых каналов сбора информации.
Прибор собирает данные со счетчиков и датчиков и по установленному в настройках расписанию передает их на сервер, расположенный на территории России. В штатном режиме данные отправляются раз в сутки с почасовой детализацией. Если обнаруживается аварийная ситуация (отключился счетчик воды, возникла протечка, садится батарея и т.д.) прибор выходит на связь немедленно и сообщает об этом владельцу с использованием PUSH или E-MAIL уведомлений. На сервере организован личный кабинет каждого пользователя.
В личном кабинете можно указать, в какой день и час сервер будет ежемесячно автоматически отправлять показания. Показания могут отправляться следующими способами: в виде PUSH уведомления, в виде E-MAIL, непосредственно на портал MOS.RU. Забудьте о рутине связанной с ежемесячной передачей показаний вручную!
Также вы можете просто смотреть показания и графики на вашем мобильном телефоне, планшете или компьютере, используя браузер или мобильное приложение для iOS и Android.
Питание модуля производится от трех щелочных (Alkaline) батареек типоразмера АА, продолжительность автономной работы не менее 3 лет. При снижении уровня заряда ниже 10% пользователю будет отправлено PUSH или E-MAIL уведомление.
Устройство связывается с сервером, используя выход в интернет через частную или публичную сеть Wi-Fi с шифрованием. Можно использоваться две сети: основную и резервную. В отсутствии связи прибор собирает и хранит почасовой журнал в течение 1 месяца, при её возобновлении передает данные на сервер. В любой нештатной ситуации (прибор не выходит на связь, произошла протечка, обрыв в линии связи до датчика или счетчика и т.п.) сервер отправит вам PUSH или E-MAIL уведомление.
С помощью меню Wi-Fi можно быстро подключиться к ближайшей беспроводной сети .
Если вашей сети нет в списке, убедитесь, что маршрутизатор близко и к этой точке доступа могут подключиться другие. Также это может быть. Чтобы подключиться к скрытой сети , выберите «Подключение к другой сети».
Сила сигнала каждой из ближайших сетей отображается рядом с ее именем. Чем больше темных полосок, тем сильнее сигнал сети.
Введите пароль
Доступ к сетям, рядом с именем которых отображается замок, защищен паролем. Выбрав сеть, введите ее пароль в появившемся окне входа. Если вы не знаете пароля, узнайте его у владельца сети Wi-Fi, к которой вы пытаетесь подключиться.
Подключение к сети Wi-Fi с помощью мобильного устройства
В зависимости от используемого тарифного плана iPhone или iPad с подключением к сотовой сети, может обеспечивать подключение к Интернету для компьютера Mac. Когда устройство iOS и находится рядом с компьютером Mac , оно отображается в меню Wi-Fi как доступное подключение.
- В меню Apple выберите пункт «Системные настройки».
- В окне программы «Системные настройки» щелкните «Сеть».
- В списке доступных сетевых подключений выберите Wi-Fi.
- Установите флажок напротив параметра «Показывать статус Wi-Fi в строке меню».
Создание сети
Если требуется создать временное подключение Wi-Fi между компьютером Mac и другим устройством, можно создать собственную сеть с помощью меню Wi-Fi.
- Щелкните меню Wi-Fi и выберите «Создать сеть».
- Введите данные сети, такие как имя сети и канал.
При создании сети типа «компьютер-компьютер» значок меню меняется на значок компьютера (). По окончании щелкните меню Wi-Fi еще раз и выберите «Отключить».
Оригинал: How to manage a WiFi connection from the command line
Автор: Adrien Brochard
Дата публикации: 14 августа 2014 года
Перевод: А. Кривошей
Дата перевода: декабрь 2014 г.
Когда вы устанавливаете на свой компьютер новый дистрибутив Linux , всегда рекомендуется сначала подключать его к интернету с помощью проводной сети. Для этого есть две веские причины: во-первых, для вашего беспроводного адаптера может не найтись подходящего драйвера в составе дистрибутива, во-вторых, если вы устанавливаете систему без графического интерфейса, настройка Wi Fi в командной строке многих пугает. Я всегда стараюсь избежать общения c Wi Fi в командной строке. Однако в мире Linux нет места страху. Если вы не знаете чего-либо, это отличная причина для того, чтобы изучить этот предмет. Поэтому я переборол себя и решил освоить управление Wi Fi в командной строке Linux.
Конечно, существует несколько способов подключения по Wi Fi в командной строке. Однако для целей этого поста я постараюсь применить основной способ: тот, который использует только программы и утилиты, включенные в набор "пакетов по умолчанию" любого дистрибутива. Очевидно, что преимущество этого способа заключается в том, что его можно воспроизвести потенциально на любом компьютере с любым Linux. Недостаток его в том, что он достаточно сложен.
Итак, во-первых предполагается, что у вас загружены корректные драйверы для вашей беспроводной сетевой карты . Без этого ничего не получится.
Затем вы можете проверить, какие сетевые интерфейсы поддерживают беспроводные соединения, с помощью команды:
Как правило, беспроводный интерфейс называется wlan0. Конечно, встречаются исключения, но для целей этого руководства я буду использовать общепринятое обозначение.
На всякий случай проверьте, что интерфейс включен:
$ sudo ip link set wlan0 up
Когда вы знаете, что ваш интерфейс работает, вы можете поискать доступные беспроводные сети с помощью команды:
$ sudo iw dev wlan0 scan | less
Из вывода вы сможете узнать название сети (SSID), уровень сигнала и тип используемой защиты (то есть WEP, WPA/WPA2). Здесь может быть два варианта. Самый простой и легкий, если сеть не защищена. В этом случае вы можете сразу подключиться к ней:
$ sudo iw dev wlan0 connect
Если в сети используется шифрование WEP, все также достаточно просто:
$ sudo iw dev wlan0 connect key 0:
Но если в сети используются протоколы WPA или WPA2, дело осложняется. В этом случае вам необходимо воспользоваться утилитой wpa_supplicant, которая не всегда предустановлена в системе. Вам необходимо открыть файл /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf и добавить в него следующие строки:
Network={ ssid="" psk="" priority=1 }
Я рекомендую добавлять их в конец файла и убедиться, что другие конфигурации закомментированы. Будьте внимательны, так как и ssid и пароль чувствительны к регистру. Вы можете вместо ssid ввести имя точки доступа, а wpa_supplicant заменит его на соответствующий ssid.
После завершения настройки запустите в фоне эту команду:
$ sudo wpa_supplicant -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
Теперь вам необходимо получить IP-адрес с помощью команды:
$ sudo dhcpcd wlan0
Если все сделано правильно, вы должны получить новый IP-адрес по DHCP, и процесс будет выполняться в фоне. Вы всегда можете проверить наличие соединения с помощью команды:
В заключение, я думаю что освоение этого способа стоит затраченных усилий. Вы никогда не можете быть уверены в том, что вам всегда будет доступен графический интерфейс или проводное соединение, поэтому важно быть готовым к таким ситуациям. Как уже говорилось ранее, имеется множество способов (Network Manager, wicd, netcfg, wifi) управлять беспроводным соединением . Я выбрал самый общий способ, хотя в определенных случаях и утилиты, которые я использовал, могут быть недоступны, и вам потребуется сначала скачать их. С другой стороны, имеются намного более продвинутые программы, которые определенно не включаются в набор пакетов по умолчанию, но сильно упрощают процесс настройки. В любом случае, неплохо изучить основы.
Да, операционная система позволит вам находить близлежащие сети и подключаться к ним, но как нас счет дополнений? Что если вам необходимо иметь детальную информацию по всем окружающим вас сетям Wi-Fi, необходимо решить проблемы с вашей сетью, превратить свой лэптоп в портативный Wi-Fi-хот-спот или оставаться в безопасности на публичных хот-спотах? Windows вам во всем этом не поможет.
Вот почему мы нашли для вас шесть приложений. Они делают все, что не умеет Windows, и даже больше. Пять из шести приложений - бесплатны, тогда как шестое стоит совсем не дорого.
От MetaGeek является отличным инструментом поиска и сбора информации по Wi-Fi сетям в зоне нахождения вашего компьютера. Также программа полезна при решении проблем с вашей собственной сетью Wi-Fi.
Для всех найденных Wi-Fi сетей, InSSIDer показывает MAC-адрес роутера, производителя роутера (если программа может его определить - обычно может), использующийся канал, идентификатор SSID или публичное название сети, тип безопасности, скорость сети и тому подобное. Кроме того, программа показывает текущую мощность сигнала сети.
Как бы вы использовали программу для решения проблем со своей беспроводной сетью? Увидев, что близлежащая сеть с мощным сигналом работает на том же канале, что и вы, вы бы изменили канал своей сети (большинство роутеров это позволяет), чем бы избежали потенциальных конфликтов.
Также программа позволяет вам выявлять “мертвые зоны” своей области, где нет достаточно надежного Wi-Fi сигнала. Для этого достаточно пройтись по своему дому или офису с включенным InSSIDer. В дальнейшем вы можете либо избегать этих мест, либо попытаться переставить свой роутер.
В независимости от того, что вам надо - решить проблемы со своей сетью или же найти хот-споты Wi-Fi для подключения – InSSIDer является той программой, которую вы захотите скачать и попробовать.
Цена: Бесплатно
Совместимость: Windows XP, Vista и 7 (32- и 64-бит)
Скачать InSSIDer
Вот еще одна прекрасная программа для поиска сетей Wi-Fi и предоставления по ним информации, вроде удаленности их от вас. На подобном радару экране показывает все близлежащие хот-споты. Отдельная панель предлагает детальную информацию по всем найденным хот-спотам, включая мощность сигнала, тип сети (например, 802.11n), производителя роутера, канал передачи и т.п.
Рядом с радаром на панели представлена еще более детализованная информация по сети, к которой вы в настоящее время подключены, включая ваш персональный IP-адрес, внешний IP-адрес, DNS, информация о шлюзе и т.п.
Почему стоит использовать Xirrus Wi-Fi Inspector, а не MetaGeek InSSIDer? Например, потому, что более простая и понятная планировка Wi-Fi Inspector упрощает представление информации по хот-спотам. Также программа показывает относительную физическую удаленность вас от хот-спота. И, наверное, никто не станет отрицать, полезность самого радара.
Однако, InSSIDer лучше, чем Xirrus Wi-Fi Inspector в плане получения более детализованной информации по окружающим Wi-Fi сетям.
Цена: Бесплатно
Совместимость: Windows XP SP2+, Vista и 7
Скачать Xirrus Wi-Fi Inspector
– это прекрасная, бесплатная программа, которая позволяет превратить компьютер с Windows 7 (программа работает лишь с Windows 7) в хот-спот Wi-Fi, которым затем смогут пользоваться близлежащие устройства – вроде смартфона, или планшетников сослуживцев.
Конечно, сам по себе компьютер, который бы вы хотели переделать в хот-спот Wi-Fi, должен быть подключен к Интернету и поддерживать Wi-Fi. При этом подключение к Интернету совсем не обязательно должно быть проводным (хотя оно и не помешает), ведь Wi-Fi-карта компьютера может выполнять двойную функцию – с одной стороны выступать Wi-Fi-приемником, а с другой – передатчиком.
Установка хот-спота проста: подключившись к Интернету, запустите Connectify, дайте своему хот-спорту название и установите пароль. После этого карта Wi-Fi вашего компьютера начнет вещать Wi-Fi сигнал, к которому смогут подключаться другие устройства. Стоит отметить, что ваш компьютер будет работать по тому протоколу Wi-Fi, под который он создан. Кроме того, он также будет поддерживать и более ранние протоколы. Так, например, сигнал 802.11n позволит подключать устройства с 802.11b/g/n.
Установка пароля позволит ограничить доступ в Интернет посторонних. Сам по себе сигнал хот-спота защищается шифрованием WPA2-PSK.
Connectify вы можете использовать даже для установки локальной сети без внешнего подключения к Интернету. Запустите программу как хот-спот и близлежащие устройства смогут подключиться в его сеть, даже есть доступа в Интернет у вас нет. Этим можно пользоваться, например, для передачи файлов внутри рабочей группы или для мультиплеерных игр.
Стоит отметить, что подключение моего Mac к хот-споту на основе компьютера с Windows 7 и Connectify вызвало у меня проблемы. Однако другие компьютеры и устройства подключались без проблем.
