Το Ίντερνετ των Πραγμάτων: υλοποίηση εφαρμογής αυτοματισμού οικίας με χρήση μικροϋπολογιστών και αισθητήρων

Abstract

Η παρούσα διατριβή εκπονείται στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος “Εφαρμοσμένη Πληροφορική” του Τμήματος Μηχανικών Πληροφορικής. Πραγματεύεται την υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου έργου αυτοματισμού “ευφυούς” οικίας όπου οι συσκευές αλληλεπιδρούν με το χρήστη και μεταξύ τους στα πλαίσια του Ίντερνετ των Πραγμάτων (ΙτΠ). Επιτυγχάνεται με τη φυσική υλοποίηση πειραμάτων συνεργασίας αισθητήρων με μικροελεγκτές Arduino UNO και προγραμματισμού τους με τη βοήθεια των γλωσσών Wiring και HTML. Η εργασία ξεκινά με την προμήθεια του εξοπλισμού και τον σχεδιασμό των πειραμάτων και συνεχίζει με την καλωδιακή διασύνδεση των συσκευών και τη θέση σε λειτουργία του κάθε ενός πειράματος. Ακολουθεί ο προγραμματισμός των μικροελεγκτών ώστε να επιτευχθούν ποικίλα επιμέρους έργα αυτοματισμού οικίας όπως η απλή μέτρηση τιμών μέσω αισθητήρων και η ενημέρωση του χρήστη, ο απομακρυσμένος έλεγχος των συσκευών από το χρήστη, αλλά και η αλληλεπίδραση των απομακρυσμένων συσκευών μεταξύ τους, υλοποιώντας αυτό που είναι γνωστό ως αλληλεπίδραση μηχανής-με-μηχανή (machine-to-machine interface). Η υλοποίηση αναδεικνύει στην πράξη τις δυνατότητες που προσφέρονται αλλά και τους περιορισμούς που υπάρχουν για την πραγματοποίηση αντίστοιχων εφαρμογών και διατάξεων.

The present MSc Thesis is elaborated to meet the partial needs for the fulfillment of the postgraduate diploma on “Applied Informatics” of the Department of Informatics Engineering. It deals with the implementation of an integrated home automation project, where “smart” devices interact with the user and/or with each other, comprising what can be seen as machine-to-machine interface and an experimental implementation of the Internet of Things (IoT). The project is achieved by physical implementation and cooperation of several sensors with Arduino UNO microcontrollers. The programming part is accomplished by the use of the Wiring language and HTML. The project starts with the system specification, continues with the design phase, and then, after the procurement of the necessary equipment, concludes with the project implementation. The programming of the microcontrollers meets a variety of individual house automation needs that vary from simple parameter measuring, e.g. temperature, to the information of the user, the remote control of user devices and to the interaction of distant devices with each other. The system implementation highlights not only the capabilities that arise but also the limitations of similar IoT projects.