Name: Умный дом. Часть четвертая
Item: Умный дом. Часть четвертая
Author: Admin

В предыдущих статьях мы рассмотрели общие принципы построения системы «умного дома» в целом, а так же некоторые отдельные вопросы питания устройств, потребителей и организации линий связи. Теперь немного отвлечемся от теории и перейдем к практической реализации нашего проекта.

Общая структурная схема системы, как вы помните, была приведена в первой части цикла статей. Давайте ещё раз рассмотрим данную схему и внесем в неё определенные корректировки с учетом практической реализации. Как уже отмечалось, схема фактически состоит из двух отдельных сетей - сети Ethernet для подключения устройств, работающих по данному интерфейсу и сети RS-485 для подключения и питания удаленных контроллеров, предназначенных для сбора информации и управления исполнительными устройствами (рис. 1)

«Стыковка» этих двух сетей осуществляется на уровне управляющего контроллера, к которому можно подключить дисплей с элементами управления. Но по большому счету функции этого контроллера может выполнять любой персональный компьютер с соответствующим программным обеспечением, включенный в общую сеть, и преобразователь RS-485 в Ethernet. Структурная схема в этом случае принимает более простой вид (рис. 2).

На первом этапе реализации мы не рассматриваем подключение GSM модема, это будет сделано в последующем. По поводу подключения стандартных устройств с интерфейсами Ethernet и Wi-Fi (модема, роутера, РС, планшета и т.д), думаю, что тоже особых вопросов не возникнет – это обычная домашняя сеть, которая в том или ином виде с учетом стремительного развития девайсов с различными интерфейсами связи, уже реализована у многих. Следовательно, основными элементами схемы, которые нас наиболее интересуют, являются удаленные контроллеры, передающие информацию и осуществляющие управление исполнительными устройствами по интерфейсу RS-485, преобразователь RS-485 в Ethernet, а так же программное обеспечение для управления всей системой «умного дома», установленное на одном или нескольких компьютерах, включенных в общую сеть. Сегодня мы немного остановимся на рассмотрении преобразователя интерфейсов RS-485 в Ethernet.

В принципе, такой преобразователь интерфейсов можно изготовить и самостоятельно. Для этого существуют различные микросхемы, например, очень популярный контроллер Ethernet ENC28J60. Он позволяет преобразовывать в Ethernet последовательные интерфейсы RS-232 или RS-485. В интернете можно найти довольно много различных схем таких преобразователей, построенных на контроллере ENC28J60. Однако, оценив все плюсы и минусы самостоятельного изготовления подобного преобразователя, я все же применил готовое решение в виде модуля USR-TCP232-24-EN (рис. 3).

Итак, почему все-таки готовое решение? Дело в том, что это стандартное устройство, и, следовательно, не имеет отношения к общему алгоритму работы всей системы. Его задача – просто преобразовать интерфейс Ethernet в RS-485 (RS-232) и наоборот. Кроме того, общая стоимость комплектующих при самостоятельном изготовлении модуля будет не сильно отличаться от готового модуля. С учетом доставки из магазинов Ebay его цена примерно составляет 30$. Модуль USR-TCP232-24-EN имеет довольно широкие возможности, с которыми вы можете ознакомиться в даташите на этот девайс. Из его основных особенностей отметим использование 32-разрядного микроконтроллера ARM и возможность работать в сети Entranet по протоколам UDP и TCP/IP как в роли серверного, так и клиентского устройства. Кроме того, на сайте производителя можно найти программное обеспечение для конфигурирования и тестирования модуля. Вот на этом вопросе остановимся немного подробнее.

Для работы с модулем сначала устанавливаем на компьютер две программы, которые находятся в архивах Setup и Test. При конфигурировании модуля USR-TCP232-24-EN необходимо установить джамперы интерфейсов в положение RS-232, джампер выбора режима в положение CFG, подключить СОМ порт и разъем сетевой карты компьютера к соответствующим разъемам модуля и подать на него напряжение питания 5В.

После запуска программы TCPIP-232-V3.5.exe появится окно конфигурирования модуля (рис. 4).

Рассмотрим основные пункты этой программы и сконфигурируем модуль в соответствии с нашими требованиями:

Work Mode – выбор режима работы модуля (ТСР Server, ТСР Client, UDP). В нашем примере используется режим UDP Mode.

Module IP – IP адрес модуля. По умолчанию в модуле установлен адрес 192.168.0.7 Можно назначить любое значение в пределах адресации сети, в которой используется. В нашем примере используется IP 192.168.0.110

Defaul Gateway – IP шлюз, с которым будет работать модуль. По умолчанию установлен IP 192.168.0.201. Можно назначить любое значение в пределах адресации сети, в которой используется. В нашем примере используется IP 192.168.0.103

Baud Rate – скорость обмена. По умолчанию установлено максимальное значение 115200 кБ/с. В нашем примере используется скорость 9600 кБ/с.

Destination IP - IP адрес компьютера, с которым будет работать модуль. Обычно совпадает с Defaul Gateway.

Установив все значения, нужно нажать кнопку Save и все изменения будут записаны в конфигурацию модуля. Нажатие кнопки Default приведет к выбору всех значений по умолчанию.

Теперь можно «пропинговать» модуль. В Windows выполним команды «Пуск» - «Выполнить». В открывшемся окне необходимо набрать ping 192.168.0.110 (т.е IP адрес модуля) и нажать ОК. В случае, если все сделано правильно, увидим примерно такую картинку (рис. 5)

После конфигурации модуля необходимо протестировать его в работе. Тест заключается в передаче с СОМ порта данных в сеть Ethernet и в обратном направлении. Для проверки запускаем программу USR-TCP232-Test.exe (рис. 6)

Нажмите слева кнопку «Open», а справа «Connect». Наберите в нижнем левом окне текст «Hello, Ethernet!», а в нижнем правом -«Hello, COM!». Нажмите кнопку «Send» с правой стороны, при этом сообщение «Hello, COM!» появится в левом окне «COM port data receive». Затем нажмите кнопку «Send» с левой стороны, сообщение «Hello, Ethernet!» появится в окне «Network data receive». (рис.7) Если все получилось, это говорит о том, что наш преобразователь интерфейсов настроен и готов к дальнейшему использованию в системе «умного дома».

А в следующем выпуске авторского блога мы рассмотрим создание удаленного контроллера, передающего информацию и осуществляющего управление исполнительными устройствами по интерфейсу RS-485. Это будет полностью самостоятельная разработка на основе PIC-контроллера 16F876A.

Начало и продолжение материала читайте здесь:

2 Admin (02.10.2012 13:16)

Спам

Какой модуль использовать - в принципе без разницы, поэтому я и писАл в статье:

"Дело в том, что это стандартное устройство, и, следовательно, не имеет отношения к общему алгоритму работы всей системы. Его задача – просто преобразовать интерфейс Ethernet в RS-485 (RS-232) и наоборот"

Другими словами - это "транспортный шлюз" между RS-485 (RS-232) и Ethernet. Что касается заказа с Ebay - большой проблемы не вижу, главное "привязать" пластиковую карточку к платежной системе PayPal. Тем более, насколько я знаю, в России можно работать с этой системой напрямую, это у нас в Беларуси приходится искать "обходные пути"

1 deniss1900 (02.10.2012 13:01)

Спам

Замечательная идея с готовым контроллером. Есть одно но. Не каждый сможет оформить заказ через сеть этих магазинов. И еще вопрос. Все будет заточено конкретно под этот модуль или можно поискать другие ?