Système domotique WiFi ultra-basse consommation : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce projet, nous montrons comment vous pouvez construire un système domotique local de base en quelques étapes. Nous allons utiliser un Raspberry Pi qui fera office de périphérique WiFi central. Alors que pour les nœuds d'extrémité, nous allons utiliser IOT Cricket pour créer des appareils WiFi alimentés par batterie, par exemple. capteur de température et connectez-le au RPi sans écrire une seule ligne de code.

Notre système sera basé sur le protocole de communication MQTT, qui est largement adopté dans la plupart des systèmes domotiques. Pour le configurer, nous choisissons le courtier Mosquitto MQTT (serveur) et l'installons sur Raspberry Pi (notre hub central).

IOT Cricket est également livré avec la prise en charge des protocoles HTTP(S) et MQTT. Nous le configurons pour utiliser MQTT afin de communiquer directement avec notre courtier RPi MQTT.

Ce projet peut être réalisé par des makers de tous niveaux. Il peut nécessiter une soudure de base, mais il ne nécessite aucun codage ou programmation. À la fin de ce projet, vous aurez une idée solide de la façon dont vous pouvez facilement créer votre propre système et l'étendre rapidement en ajoutant vos propres nœuds d'extrémité IOT au système.

Fournitures:

• Raspberry Pi (nous avons utilisé la version 3 pour ce projet)
• Module Wi-Fi IOT Cricket
• Support de pile 2xAAA
• 2 piles AAA

Étape 1: Qu'est-ce que MQTT ?

Le protocole MQTT fournit une méthode légère d'exécution de messagerie à l'aide d'un modèle de publication/abonnement. Cela le rend approprié pour la messagerie Internet des objets tels que les capteurs de faible puissance ou les appareils mobiles tels que les téléphones, les ordinateurs intégrés ou les microcontrôleurs. (source: mosquitto.org)

Nous pouvons utiliser autant d'appareils que nous le souhaitons pour nous abonner à des sujets et écouter les messages qui arrivent. Si certains appareils publient un message sur ce sujet, tous les appareils qui sont abonnés au sujet reçoivent ce message instantanément. Le sujet peut être n'importe quelle chaîne arbitraire généralement concaténée avec des caractères / pour permettre de construire des sujets hiérarchiques. L'utilisation la plus courante de MQTT consiste à disposer d'un serveur central auquel les appareils peuvent s'abonner et publier des messages. Il facilite toutes les communications entre les appareils connectés à ce serveur. Dans ce projet, nous utiliserons RPi pour agir en tant que courtier MQTT central et tous les autres appareils enverront des messages via ce courtier. La meilleure façon de l'apprendre, c'est évidemment de le faire par nous-mêmes. Il existe de nombreuses ressources disponibles sur Internet sur MQTT. Cependant, pour ce projet, vous devriez être d'accord avec une introduction de base, que nous avons fournie ci-dessus.

Étape 2: Installation de MQTT Broker sur Raspberry Pi

Pour ce projet, nous utilisons un courtier open source Mosquitto MQTT. Il est léger et convient à une utilisation sur tous les appareils, des ordinateurs monocartes à faible consommation aux serveurs complets.

Avant de commencer l'installation, il est recommandé de mettre à jour les composants du système en premier:

$ sudo apt-get update$ sudo apt-get upgrade

Installez le courtier Mosquitto. Ouvrez un terminal et tapez la commande suivante:

$ sudo apt-get install mosquitto -y

Configurez le courtier Mosquitto. Modifier le fichier de configuration:

$ sudo vi /etc/mosquitto/mosquitto.conf

et ajoutez les lignes suivantes en haut:

port 1883allow_anonymous vrai

Redémarrez RPi pour appliquer les modifications:

$ sudo redémarrer

C'est ça! Notre courtier MQTT est opérationnel maintenant !

REMARQUE: pour des raisons de simplicité de ce projet, nous ne créons pas de comptes. Ainsi, n'importe qui au sein de notre réseau local peut se connecter à ce courtier MQTT sans informations d'identification. Si vous souhaitez ajouter une authentification utilisateur et la rendre plus sécurisée, il existe de nombreux tutoriels sur Internet pour savoir comment procéder.

Il ne nous reste plus qu'à obtenir l'adresse IP pour pouvoir envoyer des messages à notre courtier Mosquitto à partir d'autres appareils du réseau:

Obtenir l'adresse IP:

$ nom d'hôte -I

your_RPi_IP_address (par exemple 192.168.1.10)

Étape 3: Connectez IOT Cricket à RaspberryPi via MQTT

Dans ce projet, nous utilisons le module WiFi IOT Cricket pour un simple capteur afin de signaler une température toutes les 30 secondes à notre système. Il fonctionnera sur batterie afin que nous puissions le coller n'importe où à la maison ou dans un jardin. Plus tard, vous pouvez utiliser IOT Cricket pour créer divers capteurs, alarmes, boutons, commutateurs alimentés par batterie et les connecter également à notre courtier RPi MQTT prêt à l'emploi.

Dans la première étape, connectez les batteries au Cricket.

Le cricket est livré avec un capteur de température intégré. Nous avons juste besoin de le configurer pour envoyer la valeur de température à notre courtier MQTT en définissant l'adresse IP RPi. Pour ce faire, ouvrez le panneau de configuration de Cricket (voir les étapes ici) et appliquez les paramètres suivants (comme indiqué sur l'image ci-dessous, veuillez ajustez l'adresse IP dans la case "url" à votre RPi)

Nous pouvons maintenant sortir du mode configuration. L'appareil est prêt ! Cricket envoie déjà des données à notre courtier MQTT toutes les 30 secondes.

Étape 4: inspecter les messages MQTT

Pour afficher/recevoir les messages envoyés à notre courtier MQTT, nous pouvons utiliser divers outils.

Le plus simple pourrait être un outil de ligne de commande mosquitto_sub. Nous pouvons l'installer soit sur n'importe quel ordinateur de notre réseau, soit sur notre RPi avec cette commande:

$ sudo apt-get install mosquitto-clients -y

Nous pouvons maintenant exécuter la commande suivante pour écouter TOUS les sujets et messages envoyés via notre courtier MQTT:

$ mosquitto_sub -v -h votre_RPi_IP_address -p 1883 -t '#'

…/59A98F494C/device_name MyTemperatureDev/59A98F494C/device_sn 59A98F494C/59A98F494C/hwc_wake_up 3794/59A98F494C/hwc_wifi_enabled 3763/59A98F494C/swakent/A98F494C/swakent_2_message_message/hwc_994C/hwc_994C/hwc_984F1

Ce qui précède est un exemple de sortie de ce que IOT Cricket envoie à notre courtier. Parmi les autres données que nous pouvons voir il y a une température:

/59A98F494C/temp. 26,0

La beauté de MQTT est qu'il nous permet de nous abonner uniquement aux sujets qui nous intéressent. Si nous voulons recevoir juste une température, nous pouvons nous abonner au sujet /59A98F494C/temp en utilisant la commande suivante:

$ mosquitto_sub -h your_RPi_IP_address -t '/59A98F494C/temp'

…26.126.527.227.6…

Étape 5: Résumé

Nous avons montré dans ce projet un matériel et un logiciel essentiels pour commencer à construire des systèmes domotiques à faible consommation d'énergie et économes en énergie basés sur le WiFi. MQTT est l'essence sur laquelle s'appuyer pour des systèmes plus sophistiqués.

L'écosystème de logiciels et de services pouvant être intégrés à MQTT est ÉNORME ! Il existe de nombreux excellents systèmes tels que Home Assistant, Node RED, Grafana, etc. pour vous permettre de créer une excellente expérience utilisateur de votre propre système. Non seulement nous pouvons faire une simple impression d'une température, mais nous pouvons également disposer d'excellents tableaux de bord visualisant les données et gérant vos appareils.

Maintenant que nous avons cette infrastructure système de base en place, le ciel est notre limite de ce que d'autres appareils WiFi nous pouvons construire à l'aide des modules IOT Cricket et ajouter à notre système domotique.

Merci d'être venu jusqu'ici. Nous espérons que vous avez apprécié ce tutoriel !

L'équipe de Things On Edge

Étape 6: À propos de nous

Things On Edge est une société basée à Cambridge, au Royaume-Uni. Nous concevons un module Wi-Fi Cricket à batterie ultra-faible pour vous permettre de connecter divers appareils électroniques à des smartphones ou à d'autres services Internet littéralement en quelques minutes. Il ne nécessite aucune programmation ni codage. Il vous permet d'intégrer vos appareils à un énorme écosystème de services IOT via des API MQTT et