Regisztráció és bejelentkezés

nRF alapú intelligens otthon hálózat tervezése és építése

Napjainkra az okos otthon fogalma valósággá vált, több különböző megoldás elterjedt, egyre nő az igény az intelligensen működő automatizált berendezésekre. A jelenleg létező számos technológia mellett folyamatosan jelennek meg újabb szereplők, a közeljövőben a területen rohamosan fejlődést jósolnak. A vezeték nélküliek közül a legjelentősebbek például a Bluetooth 4.0, a ZigBee, a Z-Wave. Ezek mellett létezik az előbbieknél olcsóbb és az okos otthonok elvárásainak megfelelő nRF adó-vevő. Ez egy 2.4 GHz-es frekvencián működő, alacsony fogyasztású IC, amely maximum 2 Mbit/s sebességgel képes kommunikálni, és a környezettől függően 20-40 méteres hatótávolsággal rendelkezik. Ezek a paraméterek tökéletesen megfelelnek az okos otthon hálózat által teremtett követelményeknek.

A célunk egy mindenki számára elérhető, könnyen bővíthető, megfelelő hálózati paraméterekkel rendelkező okos otthon megoldás létrehozása volt, amely rendelkezik a létező rendszerek főbb funkcióival és teljesítményével, de azoknál egyszerűbben telepíthető és olcsóbb.

A munkát egy multihop hálózat működéséhez szükséges protokoll megtervezésével kezdtük. A követelmények között a legfontosabbak a hálózat minél egyszerűbb beüzemelése, a jó skálázódás, megbízható működés és az alacsony válaszidő voltak. A rendszer képes sok, jelentősen eltérő tulajdonságokkal rendelkező egység kezelésére.

Megvizsgáltunk néhány szenzorhálózatban használt kommunikációs protokollt, majd az azokból tanultak és az nRF adottságai alapján megterveztünk egy saját protokollt. A különböző okos otthon funkciók megvalósításához szükséges intelligencia egy saját fejlesztésű központi egységben található. Az internet és a hálózatba kapcsolt eszközök közötti összeköttetés is ide kerültek.

Implementáltuk a protokollt, és elkészültek a hálózati eszközök tervei is, valamint megépültek az első prototípusok. Hardverileg némileg különbözőek, készült RGB led vezérlő, motor vezérlő, és különböző szenzorokkal felszerelt egység is. A különböző hardverekhez különböző szoftvereket is készítettünk.

Az elkészült hálózaton méréseket végeztünk. Megmértük a maximális átviteli sebességet, a késleltetést, és a csomagvesztést különböző beállítások és körülmények között. A mért eredmények alapján az elkészült rendszert összehasonlítottuk más, már létező megoldásokkal.

szerzők

  • Béres Gábor
    mérnökinformatikus
    nappali
  • Bana Szabolcs
    mérnökinformatikus
    nappali

konzulensek

  • Dr. Fehér Gábor
    Egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
  • Lajtha Balázs
    , (külső)