라즈베리파이4 스마트홈 제품 특징 1

 

 

 

무섭게 꽃이 피고 빠르게 저버렸다. 꽃들은 나름대로 최선을 다한 것이다. 꽃들처럼 삶에 대한 의지가 강한 사람이 좋다. 자신을 일으키기 위해서라면 무엇이든 하고, 자신을 잘 키워내기 위해 바른 길로 둘러가는 사람이 좋다. 무너질 이유가 훨씬 많은데도 일어서기를 택하는 사람, 언젠가 때가 되면 자기 날개를 펼 수 있도록 꾸준히 영혼을 갈고닦는 사람, 절대 포기하지 않고 버텨내는 오뚝이 같은 사람,  이런 사람들은 너무 매력적이어서 계속 보고 싶다.

 

오래전에 만들었지만 잊지 않기 위해 다시 본다. 눈에 띄지 않으면 마음은 멀어진다. 이건 진리다. 잊지 않기 위해 계속 생각하고 계속 보는 수밖에 없다.

 

 

공통 설명 - 현재 시스템은 Raspberry Pi4 Model B 기반인데 당시에는 Raspberry Pi Model 3B+라서 아래 설명은 당신 모델에 기준하여 설명한다. 기능이나 원리는 같으므로 아무런 변경사항은 존재하지 않는다. 믿어라.

 

 

라즈베리파이 스마트 홈 실습 과정 전체 포스팅 리스트

 

라즈베리파이4 스마트홈 제품 특징 1

라즈베리파이4 스마트홈 불꽃 센서 코드 2

라즈베리파이4 스마트홈 가스센서 코드 3

라즈베리파이4 스마트홈 소리센서 코드 4

라즈베리파이4 스마트홈 조도센서 코드 5

라즈베리파이4 스마트홈 온도 습도센서 코드 6

라즈베리파이4 스마트홈 인체감지 모션센서 코드 7

라즈베리파이4 스마트홈 액츄에이터 디지털 도어록 실습 8

라즈베리파이4 스마트홈 가스타이머 실습 9

라즈베리파이4 스마트홈 전동볼밸브 실습 10

라즈베리파이4 스마트홈 RFID 실습 11

라즈베리파이4 스마트홈 RGB LED 실습 12

라즈베리파이4 스마트홈 카메라 실습 13

라즈베리파이4 스마트홈 조명 LED bar 실습 14

라즈베리파이4 스마트홈 서버 프로그램 실습 15

라즈베리파이4 스마트홈 안드로이드 앱 설명 16

 

 

스마트홈 설계 시스템: 사물 인터넷 기반 스마트 홈 실습 설계 시스템

 

 

스마트 홈 시스템은 사용자가 센서와 액츄에이터를 원하는 대로 확장하여 가정의 상태를 모니터링하고 다양한 가전장비 제어를 실습할 수 있도록 구성하였습니다. 스마트 폰 앱을 사용하여 원격지에서 가정 내의 출입이나 실내 상황을 모니터링할 수 있고, 가스밸브나 온수밸브등을 스마트 폰으로 제어할 수 있습니다. 불꽃센서, 가스센서, 음향센서, 조도센서, 온/습도 센서, 인체감지 센서들은 수집한 데이터를 저장하고 실내의 상황을 사용자에게 전송하는 기능을 합니다.  

 

 

스마트홈 구성도

 

스마트홈 설계 시스템 특징

 

• Smartphone을 이용한 스마트홈 시스템 Actuator의 원격제어
• RFID 출입카드 인증 시 출입문 동작 (모듈 별도구매)
• 조도센서를 통한 실내 밝기 감지 후 LED등 ON/OFF
• CO가스 감지 시 가스밸브 차단 (모듈 별도구매)
• 원격영상을 통한 실시간 모니터링  

 

구성

 

 

 

 

 

Hardwear Product Specification 소프트웨어 제품 사양

 

 

Webserver Gateway (Raspberry Pi 3 model B+)	- Core architecture : ARM Cortex-A7(Quad-core) 900MHz, Memory : 1GB LPDR2 - Operating System : Linux operating system - Power : Micro USB socket 5V, 2A, Ethernet : 10/100 BaseT Ethernet socket - Video Output : HDMI (rev 1.3 & 1.4) Composite RCA (PAL and NTSC) - Audio Output : 3.5mm jack, HDMI, USB : 4 x USB 2.0 Connector - GPIO Connector : 40-pine expansion, Camera : 15-pin MIPI Interface - Display Connector : Display Serial Interface (DSI) - Memory Card Slot : SDIO
Camera Module	5M Pixel Camera Module Video : Supports 1080p @ 30fps, 720p @ 60fps
Micro SD Card	Gateway의 부팅과 Linux기반의 운영 체제가 저장된 저장 v장치 Gateway 기능 Application Software 탑재. Class 10
액츄에이터 모듈 Actuator Module
Door Lock	 개문방식 : 1WAY방식(비밀번호)  동작전원:6V - 1.5V AA사이즈 알카라인 건전지 4개
Gas 밸브	 DC 6V ( 건전지 1.5V, 4EA / AA 사이즈)  모터구동방식(콕밸브에 적용)형식  분리형  밸브차단시간 : 4초 이내  설정 시간 : 기본 20분 설정 , 최장 9시간
RFID	 Working current：13—26mA/ DC 3.3V  Standby current：10-13mA/DC 3.3V  Working frequency：13.56MHz  Card reading distance ：0～60mm（mifare1 card）  Protocol：SPI  data communication speed：Maximum 10Mbit/s  Card types supported：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire
온수 밸브	 DC 12V / 850mA  반시계 방향으로 열림, 시계 방향으로 닫힘  동작시간 4초, 15A ~ 25A 전모델(황동, 스텐)
RGB LED	 RGB 3-chip luminosity Chip LED  5.7 x 5.0 x 1.8 mm (L x W x H)  Wide Viewing angle, Long operating life
LED 전등	 LED 3EA, DC 12V with 4pcs 1W Xeon emitter  Superior ESD protection

 

 

스마트홈 센서는 Raspberry Standard GPIO Headers(40pin)으로 연결되어 있으며, 아날로그 신호는 MCP3208 ADC 칩을 사용하여 SPI 인터페이스를 사용해 데이터를 수집한다.

 

 

가스센서		 내부에 포함된 히터와 센서로 맘모니아, 생활가스, 오염가스등을 검출해낼 수 있는 모듈  내부에 포함된 히터가 적정온도로 올라가서 안정적인 결과를 얻기 위해서는 대기시간(burn-in time)이 필요
인체감지 센서		 인간의 몸이나 동물 에서 나오는 적외선은 약 10㎛ 의 파장을 갖고 있음  이 파장을 감지하였을 때 센서가 반응을 할 수 있게 되는 소자
온도 습도 센서		 온도센서와 습도센서를 하나로 합친 센서로 온도 계산식과 습도 계산식이 있기도 함
소리 센서		 주변의 소리를 감지하여 아날로그 신호나 디지털 신호로 출력하는 센서
불꽃 센서		 약 1m 내외의 거리에서 불꽃의 파장(주파수) 760nm ~ 1100nm 대역을 감지하는 센서
조도 센서		 빛 자체 또는 빛에 포함되는 정보를 전기신호로 변환하여 감지하는 소자  비접촉, 비파괴, 고속도, 주변에 잡음의 영향을 주지 않고 할 수 있음

 

 

Softwear Product Specification 소프트웨어 제품 사양 

 

 

품명	내용
OS	Debian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux ARM, RISC OS
Compiler	gcc version 4.6.3
Python	Python 2.7.3(Python 3.0 지원)
Device Driver	§  USB Device Driver §  MIFI Camera Device Driver §  HDMI Device Driver §  Audio In/Out Device Driver §  Micro SD Device Driver §  10/100 Mbit/s Ethernet Device Driver §  17Pin GPIO, UART §  I²C 버스, SPI, I²S Device Driver §  Wifi Device Driver §  Bluetooth Device Driver
API	§  GPIO 제어 §  가스, 인체감지, 온/습도, 근접, 초음파, 음향, 불꽃, 조도센서 드라이버, DC 모터, 서보모터, 팬, 워터펌프, RGB LED, LED, 부저 액츄에이터 드라이버 §  스마트농장 실습 프로그램 §  무인경비 실습 프로그램 §  화재감시 실습 프로그램, 반려동물 도우미 실습 프로그램 §  인터넷 제어 Toy 실습 프로그램 §  스마트 홈(별도) §  APM(Apache PHP MySQL) Web서버 프로그램 §  데이터베이스 프로그램
Android 플랫폼 App. (안드로이드 S/W)	§  안드로이드 S/W, IoT 스마트 홈 안드로이드 앱

 

 

여기까지 기본적인 스마트홈 제품 특징과 사양을 정리하였다. 다음 포스팅에서는 각 구성품을 테스트하는 과정을 모두 다룬다. 물론 영상도 제공한다.

 

마음과 정신은 하나라서 몸이 고되면 마음은 다른 생각을 할 기운이 없어 평화롭고, 마음이 고되면 손가락 하나도 까딱할 힘조차 남아있지 않게 된다. 그러니 부디 균형을 잡고 쓸데없는 일에 에너지와 육체적 힘을 쏟지 않도록 해라. 우리의 정신과 육체는 하나다. 항상 기억하라. 

 

"내 육체와 정신은 고단하다. 그리고 내 영혼은 평온하다."