Projeto 2 da disciplina de Fundamentos de Sistemas Embarcados (2020/2)
Este trabalho tem por objetivo a criação de um sistema distribuído de automação residencial para monitoramento e acionamento de sensores e dispositivos. O sistema deve ser desenvolvido para funcionar em um conjunto de placas Raspberry Pi com um servidor central responsável pelo controle e interface com o usuário e servidores distribuídos para leitura e acionamento dos dispositivos. Dentre os dispositivos envolvidos estão o monitoramento de temperatura, sensores de presença, sensores de abertura e fechamento de portas e janelas, acionamento de lâmpadas, aparelhos de ar-condicionado e alarme.
Para simplificar o trabalho focamos o escopo em somente um servidor central e um servidor distribuído.
O sistema do Servidor Central será composto por:
- 01 Placa Raspberry Pi 4;
- Saída de som (caixa de som para alarme);
O sistema do Servidor Distribuído será composto por:
- 01 Placa Raspberry Pi 4;
- 01 Sensor BME280 (I2C) para a medição da temperatura / umidade;
- Circuito de potência com 6 relés para acionametno de Lâmpadas / Aparelhos de Ar-Condicionado;
- 06 Sensores de fechamento de portas/janelas;
- 02 sensores de presença;
- Os servidores deverão se comunicar através do Protocolo TCP/IP;
- O alarme do servidor Central deverá ser acionado tocando um arquivo de áudio pela saída de som da própria placa (Uma opção é o uso do omxplayer - https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/audio/);
- O sensor de temperatura BME280 está ligado ao barramento I2C do servidor distribuído e utiliza o endereço (0x76);
- As lâmpadas, aparelhos de ar, sensores de presença, de portas e janelas estão ligados aos pinos da GPIO conforme a Tabela 1.
| Item | GPIO | Direção |
|---|---|---|
| Lâmpada 01 (Cozinha) | 17 | Saída |
| Lâmpada 02 (Sala) | 18 | Saída |
| Lâmpada 03 (Quarto 01) | 27 | Saída |
| Lâmpada 04 (Quarto 02) | 22 | Saída |
| Ar-Condicionado 01 (Quarto 01) | 13 | Saída |
| Ar-Condicionado 02 (Quarto 02) | 19 | Saída |
| Sensor de Presença 01 (Sala) | 25 | Entrada |
| Sensor de Presença 02 (Cozinha) | 26 | Entrada |
| Sensor Abertura 01 (Porta Cozinha) | 05 | Entrada |
| Sensor Abertura 02 (Janela Cozinha) | 06 | Entrada |
| Sensor Abertura 03 (Porta Sala) | 12 | Entrada |
| Sensor Abertura 04 (Janela Sala) | 16 | Entrada |
| Sensor Abertura 05 (Janela Quarto 01) | 20 | Entrada |
| Sensor Abertura 06 (Janela Quarto 02) | 21 | Entrada |
Vá para pasta distribuido/. Nesta pasta existe um Makefile que ajudará na compilação do projeto.
Para compilar use o comando abaixo:
make buildPara executar:
make run central_ip="<ip do servidor>"Mova para a pasta central/. O servidor central é implementado em python, para execução basta executar o comando abaixo.
python main.pyO servidor irá aguardar alguma conexão TCP feita pelo servidor distribuido e iniciará o software após isso.
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Inicializar o central antes do distribuido. Após isso o distribuido pode ser desligado e ligado quantas vezes quiser, porém sem o servidor central o distribuído não irá aguardar conexão.
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Tanto servidor central quanto distribuido trabalham com a espectivativa de que a porta de comunicação será a 8000
Alguns pontos foram deixados de lado nessa implementação:
- Execução do áudio
- Interface das entradas
- Envio customizado do input
Para diminuir a carência do último foi implementado um gerador de comandos válidos no servidor central que são enviados ao servidor distribuído. Todas as mensagens enviadas são logadas no arquivo report.csv.