एक स्मार्ट घर बनाना और अपना खुद का प्रोटोकॉल विकसित करना

मुझे तुरंत यह कहना होगा कि पोस्ट उन लोगों की तुलना में सामान्य लोगों पर अधिक केंद्रित है, जो इस विषय में हैं और हाल के दिनों में मैंने जो किया, उसकी एक रिपोर्ट है।

यहां मैंने सभी काम के लिए स्कोर करने और आत्मा के लिए कुछ करने का फैसला किया। फिर से उसने सोल्डरिंग आयरन लिया। मैंने घर पर सब कुछ स्वचालित करने का फैसला किया। एक पुराने अपार्टमेंट में मेरे पास एक स्मार्ट घर या ऐसा कुछ था - मैं इंटरनेट और उस सभी के माध्यम से कमरे में प्रकाश चालू कर सकता था।

इस बार मैंने अपनी गलतियों को ध्यान में रखने का फैसला किया। मुख्य समस्या यह थी कि पहले मेरे पास एक उपकरण था जो हर चीज के लिए जिम्मेदार था, जिसमें तापमान, गति सेंसर, एक डिस्प्ले, बटन आदि जुड़े हुए थे। यह सब बहुत अच्छा था, लेकिन अंत में डिवाइस ने केवल कार्यक्षमता का प्रदर्शन किया जो मूल रूप से इसमें रखा गया था। आप इस उपकरण को रीमॉडेल किए बिना बस कुछ नए सेंसर ले और कनेक्ट नहीं कर सकते।

यह निर्णय लिया गया कि कई अलग-अलग डिवाइस बनाना बेहतर है, जिनमें से प्रत्येक एक कड़ाई से परिभाषित कार्य के लिए जिम्मेदार है, जिससे उन्हें आसानी से एक सामान्य नेटवर्क से कनेक्ट करने की क्षमता है। और इसलिए कि प्रत्येक डिवाइस का एक पता और कमांड का अपना सेट होता है। आधुनिक कारों में CAN बस की तरह कुछ हो सकता है। उसी समय, मैं चाहता हूं कि नेटवर्क को विकेन्द्रीकृत किया जाए, बिना मास्टर डिवाइस के, सभी को एक तार से जोड़ा जाए, अतिरिक्त नियंत्रक को खरीदे बिना आसानी से लागू किया जा सके, और ताकि लंबे तारों को कोई समस्या न हो।

माइक्रोकंट्रोलर पर बोर्ड में I ,C के सभी प्रकार हैं, हाँ UART, लेकिन वे स्पष्ट रूप से शर्तों को पूरा नहीं करते हैं। अंत में, अपनी बाइक प्रोटोकॉल विकसित करने का निर्णय लिया गया।




कैन में एक प्रमुख और आवर्ती संकेत है। तारों के मामले में (जो जानता है, शायद मैं भी रेडियो या आईआर प्रकाश का उपयोग करूंगा), प्रमुख एक डेटा लाइन को जमीन पर दबा रहा है। सामान्य स्थिति में, डेटा लाइन में + 5 वी तक एक पुल होता है। इस प्रकार, जब डिवाइस देखता है कि लाइन पहले से ही जमीन पर दबाया गया है, तो यह समझता है कि कुछ अन्य डिवाइस पहले से ही डेटा भेज रहा है, और लाइन जारी होने का इंतजार करता है। डेटा स्वयं प्रमुख संकेतों की लंबाई से एन्कोडेड है। 1T शून्य है, 3T एक है, उनके बीच का ठहराव 1T है। प्रत्येक ट्रांसमिशन 10T लंबी सिग्नल आरंभीकरण के साथ शुरू होता है। माइक्रोकंट्रोलर मिलिपेड पर कई प्रयोगों के बाद ...



... मैंने तय किया कि इष्टतम मूल्य T = 0.000064 सेकंड है। इसके अलावा, कोई नुकसान नहीं हैं (लगभग?)। मुझे नहीं लगता कि इस नेटवर्क पर बड़ी मात्रा में डेटा प्रसारित किया जाएगा। यदि टॉयलेट में डिस्प्ले पर केवल ट्विटर से संदेश प्रदर्शित करें।

डेटा पैकेट में स्वयं निम्न संरचना होती है: 2 बिट्स पैकेट की प्राथमिकता है (यदि डिवाइस उन्हें एक साथ भेजते हैं, जो बहुत संभावना नहीं है), 8 बिट्स प्रेषक का पता है, 8 बिट्स रिसीवर का पता है (0xFF प्रसारण है), 8 बिट्स कमांड की संख्या है। , 8 बिट्स बाइट्स में डेटा फ़ील्ड की लंबाई है, डेटा बाइट्स और 8 बिट्स की संबंधित संख्या चेकसम है, जहां यह इसके बिना होगा।

परिणाम एक पुस्तकालय है जो इस प्रोटोकॉल के साथ पूरी तरह से व्यवधान स्तर पर काम करता है। यानी यह कार्यक्रम के बाकी हिस्सों के दृष्टिकोण से एक प्रकार की मल्टीटास्किंग बन जाता है। यह एक बार आरंभीकरण करने के लिए पर्याप्त है, और माइक्रोकंट्रोलर पिंग्स का जवाब देगा, भले ही मुख्य कार्यक्रम एक अनंत लूप में प्रवेश किया हो। यह फ्रीज नहीं होता है, भले ही पैकेट भेजते समय लाइन व्यस्त हो, लाइब्रेरी लाइन जारी होते ही भेज देता है। और जब एक पैकेट अपने पते पर प्राप्त होता है, तो निर्दिष्ट फ़ंक्शन कहा जाता है।

इस प्रकार, एक नए डिवाइस को नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए, मेरे लिए बस माइक्रोकंट्रोलर, पते और नाम के आवश्यक पैरों को निर्दिष्ट करके लाइब्रेरी को कॉन्फ़िगर करना पर्याप्त है।

हमें एक छोटे से बॉक्स में श्रद्धांजलि अर्पित करनी चाहिए। मेरे पास एक सामान्य आस्टसीलस्कप नहीं है, लेकिन कुछ साल पहले मैंने एक कंप्यूटर के लिए ibey पर सबसे सस्ता यूएसबी आस्टसीलस्कप का आदेश दिया था। सिर्फ 1MHz पर। जब मैंने इसे प्राप्त किया और इसे आज़माया, तो मैंने फैसला किया कि यह एक बेकार चीनी उपभोक्ता सामान था, और मैंने पैसे व्यर्थ में फेंक दिए और इसे एक बॉक्स में डाल दिया। और अब मैंने इसे पाने का फैसला किया ... अगर उसके लिए नहीं, तो शायद मैं अभी भी यह सब डिबेट कर लेता। और उस पर, सब कुछ तुरंत दिखाई और समझ में आता है।



यह तीन तारों से बाहर निकला - पृथ्वी, शक्ति और डेटा। हां, मैं प्रत्येक डिवाइस की शक्ति के साथ खिलवाड़ नहीं करना चाहता था, इसलिए मैंने हर जगह 9-12 वोल्ट के प्रत्यक्ष करंट की आपूर्ति करने का फैसला किया, और पहले से ही प्रत्येक डिवाइस पर एक केले क्रेंका डाल दिया।

हालाँकि, इस पूरे नेटवर्क को अभी भी किसी तरह कंप्यूटर और इंटरनेट से जोड़ा जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, मैंने सबसे पहले COM पोर्ट पर एक उपकरण बनाया:



इस बात ने खुलकर काम किया। और मैंने इसे USB पर तुरंत करने का निर्णय क्यों नहीं लिया? मुझे नहीं पता बाद में FT232 चिप खरीदी गई थी। मूल रूप से QFN पैकेज में।



पहले QFN मामले को मिलाया। यह अभी खत्म नहीं हुआ, बोर्ड पहले ही ओवरहीटिंग से काला हो गया। लेकिन यह काम किया! मैंने राउटर में इस चीज को अटका दिया है, क्योंकि यह घड़ी के आसपास काम करता है, और मुझे न केवल एक कंप्यूटर के साथ, बल्कि इंटरनेट के साथ भी कनेक्शन की आवश्यकता है।



राउटर साधारण लिनक्स है। एक नखरे के साथ कुछ नृत्यों के बाद, मैं अपनी डिवाइस को उसमें चूसने में कामयाब रहा। अगला, मुझे nyx के लिए प्रोग्रामिंग कौशल को याद करना था। यह काम इतना मुश्किल नहीं था - एक वर्चुअल COM पोर्ट को एक नेटवर्क में साझा करने की क्षमता के साथ कई क्लाइंट्स को एक साथ जोड़ने के लिए। फिर मैंने सुनिश्चित किया कि हर स्क्रिप्ट को एक साधारण स्क्रिप्ट मिले। इस प्रकार, आप आसानी से राउटर स्क्रिप्ट को बदलकर विभिन्न घटनाओं का जवाब दे सकते हैं, डेमॉन को फिर से शुरू किए बिना। फिर उन्होंने पेंडो छद्म फ़ाइल के साथ काम किया, जिसने मुझे कमांड लाइन से सीधे नेटवर्क पर पैकेट भेजने का अवसर दिया। उदाहरण के लिए, कमांड: इको "04010803"> फीफो को प्राथमिकता 04 के साथ एक पैकेट को कमांड 08 (रिले कंट्रोल) और डेटा 03 (1 और 2 लैंप चालू करें) के साथ एक पैकेट भेजता है। बेशक, मुझे यह सब मैन्युअल रूप से टाइप करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यह उन लिपियों को लिखने की सुविधा प्रदान करता है जो सब कुछ स्वचालित करते हैं। विंडोज के तहत, एक पुस्तकालय लिखा गया था जो सर्वर पर डेमॉन से जुड़ता है और पैकेट प्राप्त / भेजता है। अभी तक कोई पूर्ण सॉफ्टवेयर नहीं है, लेकिन मैं कीबोर्ड पर गर्म कुंजियों के साथ कमरे, टीवी और रिसीवर में प्रकाश चालू कर सकता हूं, जिससे जीवन बहुत आसान हो जाता है।

लेकिन फिर मैंने अपना बूटलोडर लिखने का फैसला किया। मैं अब सोच भी नहीं सकता कि मैं उसके बिना कैसे कर सकता था। यह आपको सीधे मेरे नेटवर्क पर डिवाइस फर्मवेयर अपडेट करने की अनुमति देता है! यह एक छोटा सा कार्यक्रम है जो माइक्रोकंट्रोलर की मेमोरी के अंत में बैठता है और मुख्य कार्यक्रम से पहले चलता है। उसका पूरा कार्य जीवन के संकेत देना है, और फिर कुछ सेकंड के बाद या तो मुख्य कार्यक्रम शुरू करें, या फ़र्मवेयर को डाउनलोड करें और अपडेट करें यदि ऐसी कोई कमांड आती है। बड़ी मुश्किल से मैंने यह सब कोड एक किलोबाइट में फिट किया। गिनती सचमुच बाइट्स गई। केवल बहुत आधार को लागू किया गया है - लाइन फ़्रीन, उम्मीदों और अन्य चिप्स के लिए कोई जांच नहीं। केवल डेटा ट्रांसफर और चेकसम वेरिफिकेशन, लेकिन बूटलोडर के लिए यह काफी पर्याप्त है। स्मृति के हर बाइट को बचाने के लिए कितना अच्छा है, रजिस्टरों के साथ सीधे काम करें, कोड को पूर्ण रूप से अनुकूलित करें ... निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग बहुत मज़ा लाता है =)

कंप्यूटर के लिए, मैंने उपयुक्त कमांड लाइन उपयोगिता लिखी है जो डिवाइस को रिबूट कमांड, फर्मवेयर मोड पर स्विच करने के लिए एक कमांड और फर्मवेयर को स्वयं भेजता है। यह परियोजना के Makefile में इसे पंजीकृत करने के लिए पर्याप्त है, और ...



प्रोग्रामर के नोटपैड में एक कुंजी दबाकर मैं अपने अपार्टमेंट में किसी भी काम करने वाले डिवाइस के फर्मवेयर को अपडेट कर सकता हूं। बिना डिस्कनेक्ट किए, बिना टांका लगाने वाले लोहे के बिना, अपने कंप्यूटर को छोड़कर। और पूरी प्रक्रिया में 10-20 सेकंड लगते हैं। यह सिर्फ मेगा-सुविधाजनक है। कुछ उपकरणों के कॉन्फ़िगरेशन को बदलने के लिए बहुत आसान है, फर्मवेयर को बदलना, अग्रिम में सब कुछ दूर करने की तुलना में। उदाहरण के लिए, दीवार पर जोड़ें प्रसारण पैकेट पर एक प्रतिक्रिया स्विच करता है जो रिसीवर बाहर भेजता है, जो अब आपको डीवीडी प्लेयर के रिमोट कंट्रोल से झूमर को चालू करने की अनुमति देता है। मैं आपको याद दिलाता हूं कि इसके लिए एक विज़ार्ड की आवश्यकता नहीं है, डिवाइस सीधे एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं :) उसी समय, आप डिवाइस को असफल फर्मवेयर के साथ नहीं मार सकते हैं - बूटलोडर हमेशा पहले शुरू होता है। अब, प्रत्येक नया उपकरण एक साधारण टेम्पलेट को फ्लैश करने के लिए पर्याप्त है, जिससे न्यूनतम परिवर्तन (पैर और डिवाइस आईडी) होते हैं, जिसके बाद आप इसे सुरक्षित रूप से इसके स्थान पर रख सकते हैं, और फिर पहले से ही इसके लिए फर्मवेयर लिखना शुरू कर देते हैं :)

अब मेरे नेटवर्क पर पहले से ही छह डिवाइस हैं, और अब तक सब कुछ पूरी तरह से काम करता है :) केवल बिजली की आपूर्ति में शोर के साथ समस्याएं थीं, लेकिन फिर से मेरे आस्टसीलस्कप ने मुझे बचा लिया। यह एक पूर्ण खरीदने के लिए आवश्यक होगा।

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