Kotiautomaatiojärjestelmä
Varjonen, Antti (2013)
2013
Master's Degree Programme in Electrical Engineering
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-11-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201311181447
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201311181447
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli rakentaa modulaarinen kotiautomaatiojärjestelmä ja tutustua langattomaan Zigbee -standardiin. Langattomaan väylän käyttöön päädyttiin, koska vanhoihin asuntoihin ei välttämättä ole mahdollista rakentaa langallista väylää.
Järjestelmä koostuu koordinaattorimoduulista ja neljästä apumoduulista. Koordinaattori hoitaa apumoduuleiden välisten viestien välityksen. Apumoduuleita ovat infrapuna-, rele-, näppäimistö- ja lämpömittarimoduuli. Infrapunamoduulin tarkoitus on ohjata kotitalouden kaukosäätimellä ohjattavia laitteita, kuten esimerkiksi televisio tai audiovahvistin. Tässä työssä moduulin ohjaus on rajattu Sonyn laitteille. Relemoduuli ohjaa verkkovirtaan kytkettyjä laitteita kytkemällä tai katkaisemalla laitteen käyttöjännitteet. Näppäimistömoduuli lähettää tiedot painetuista nappuloista ja välittää ne koordinaattorimoduulille. Lämpömittarimoduuli mittaa lämpötilaa ja lähettää lämpötila-arvon koordinaattorimoduulille havaittuaan muutoksen. Koordinaattori tulostaa lämpötila-arvot testauslohkon avulla tietokoneella käytettävälle terminaali ohjelmalle.
Järjestelmälle ohjelmoitiin kaksi kirjastoa. Yksi moduuleiden käyttämälle Zigbee-moduulille ja yksi Sony:n infrapunaprotokollalle. Zigbee-moduuleiden kirjasto hoitaa suurimman osan järjestelmän moduuleiden toiminnasta, eli tiedonsiirron. Käyttämämme Zigbee-moduuli tuottaa keskeytyssignaalin, kun se on saanut lähetettyä tai vastaanotettua dataa. Infrapunaprotokollan kirjasto on toteutettu käyttäen mikrokontrollerin ajastinkeskeytyksiä.
Tiedonsiirto on osoittautunut erittäin luotettavaksi. Testausaikana ei havaittu yhtään epäonnistunutta lähetystä. Lämpömittarimoduulin lämpötilat eroavat hieman testaukseen käytetyn kuluttajille suunnatun lämpömittarin arvoista, mutta lämpötila-arvot pysyvät samassa suuruusluokassa. Infrapunamoduulille ohjelmoitu kirjasto toimii hyvin ja vastaa protokollan vaatimuksia suurella tarkkuudella.
Järjestelmä koostuu koordinaattorimoduulista ja neljästä apumoduulista. Koordinaattori hoitaa apumoduuleiden välisten viestien välityksen. Apumoduuleita ovat infrapuna-, rele-, näppäimistö- ja lämpömittarimoduuli. Infrapunamoduulin tarkoitus on ohjata kotitalouden kaukosäätimellä ohjattavia laitteita, kuten esimerkiksi televisio tai audiovahvistin. Tässä työssä moduulin ohjaus on rajattu Sonyn laitteille. Relemoduuli ohjaa verkkovirtaan kytkettyjä laitteita kytkemällä tai katkaisemalla laitteen käyttöjännitteet. Näppäimistömoduuli lähettää tiedot painetuista nappuloista ja välittää ne koordinaattorimoduulille. Lämpömittarimoduuli mittaa lämpötilaa ja lähettää lämpötila-arvon koordinaattorimoduulille havaittuaan muutoksen. Koordinaattori tulostaa lämpötila-arvot testauslohkon avulla tietokoneella käytettävälle terminaali ohjelmalle.
Järjestelmälle ohjelmoitiin kaksi kirjastoa. Yksi moduuleiden käyttämälle Zigbee-moduulille ja yksi Sony:n infrapunaprotokollalle. Zigbee-moduuleiden kirjasto hoitaa suurimman osan järjestelmän moduuleiden toiminnasta, eli tiedonsiirron. Käyttämämme Zigbee-moduuli tuottaa keskeytyssignaalin, kun se on saanut lähetettyä tai vastaanotettua dataa. Infrapunaprotokollan kirjasto on toteutettu käyttäen mikrokontrollerin ajastinkeskeytyksiä.
Tiedonsiirto on osoittautunut erittäin luotettavaksi. Testausaikana ei havaittu yhtään epäonnistunutta lähetystä. Lämpömittarimoduulin lämpötilat eroavat hieman testaukseen käytetyn kuluttajille suunnatun lämpömittarin arvoista, mutta lämpötila-arvot pysyvät samassa suuruusluokassa. Infrapunamoduulille ohjelmoitu kirjasto toimii hyvin ja vastaa protokollan vaatimuksia suurella tarkkuudella.