IOT в Cisco Packet Tracer. Розумний дім

Починаючи з 7 версії програми Cisco Packet Tracer у програмі з’явилась підтримка Internet of Things (Інтеренет речей). Інтеренет речей - це концепція мережі, яка складається з пристроїв, які здійснюють обмін даними між фізичним світом і комп'ютерними системами, за допомогою використання стандартних протоколів зв'язку. Отже розглянемо, які можливості надає нам Cisco Packet Tracer.

Панель елементів

1 - мережеві пристрої
2 - кінцеві пристрої
3 - компоненти
4 - з'єднання
5 - різне
6 - з'єднання мультикористувача

Елементи Internet of Things знаходяться переважно в 2 вкладці. Проте є один елемент з вкладки 1.Цей елемент називається домашнім шлюзом.

Вкладка мережевих пристроїв(підгрупа бездротових пристроїв)

Жовтим маркером виділенні елементи, що використовуються в Internet of Things.

Вкладка кінцевих пристроїв

Кінцеві пристрої поділяються на групи:

1. кінцеві пристрої 
2. дім, який містить такі елементи:

Компоненти вкладки "Дім"

В наступному списку всі компоненти перераховані так як вони зображені на малюнку: розумний кондиціонер, розумну кавоварку, батарею(акумулятор), блютуз динамік, детектори карбону діо- та моноксиду, розумний вентилятор на стелі, розумні двері, розумний нагрівач, розумні двері гаражу, домашній динамік, розумний зволожувач, контролери зволоження, розумний поливач газону, розумну лампу, детектор руху, портативний музичний програвач, вимірювач напруги, детектор диму, сонячну панель, вимірювач частоти звуку, контролер температури, розумний термостат, розумний водостікач.

     3. розумне місто, яке містить:

Компоненти вкладки "Розумне місто"

         3.1 контролер атмосферного тиску;          
         3.2 батарею (акумулятор);          
         3.3 передавач блютуз-маяків;          
         3.4 детектор карбон моноксиду;          
         3.5 розумний вентилятор на стелі;          
         3.6 стару машину;          
         3.7 вимірювач напруги;          
         3.8 картку радіочастотної ідентифікації;          
         3.9 зчитувач карток радіоактивної ідентифікації;          
         3.10 розумну LED лампу;          
         3.11 сонячну панель;          
         3.12 розумний вуличний ліхтар;          
         3.13 детектор вітру. 

     4. індустіальне, яке містить елементи:

Компоненти вкладки "Індустріальне"

         4.1 розумний кондиціонер; 

         4.2 батарею (акумулятор); 

         4.3 детектор кабону моно- та діоксиду; 

         4.4 контролер вогню; 

         4.5 пожежогасник; 

         4.6 розумний нагрівач; 

         4.7 розумний зволожувач; 

         4.8 контролер зволоження; 

         4.9 вимірювач напруги; 

         4.10 картка радіочастотної ідентифікації;          
         4.11 зчитувач картки радіочастотної ідентифікації;          
         4.12 генератор сигналів;          
         4.13 розумну LED лампу;          
         4.14 сонячну панель;          
         4.15 контролер температури;          
         4.16 термостат;          
         4.17 детектор руху;          
         4.18 розумний водостікач;          
         4.19 детектор вітру;          
         4.20 вітрогенератор.

     5. енергосистема, яка містить:

Компоненти вкладки "Енергосистема"

         5.1 батарею(акумулятор);          
         5.2 повітродувку;          
         5.3 вимірювач напруги;          
         5.4 сонячну панель;          
         5.5 детектор вітру;          
         5.6 вітрогенератор;

Також ще використовються елементи з 3 вкладки(компоненти). Всі компоненти можна програмувати відповідно до поставленого завдання або для досягнення бажаного результату. Ці компонети можна застосовувати у проектах проектування розумних будинків, автоматизованих приміщень, розумних міст та інших проектів. Головною перевагою розумних речей є самостійне прийняття рішень та віддалене керування.

Вкладка "Компоненти"

     1.  Перша категорія - це плати. Тут присутні плати MCU та SBC, а також розумний пристрій. За допомогою цих плат (мікроконтролери та однопроцесорні плати) ми можемо програмувати речі (одну або декілька речей одночасно) та додавати їм новий функціонал. За допомогою елементу "пристрій" ми маємо можливість створити свою розумну річ, надати їй бажані стани, запрограмувати відповідним чином, обрати зображення для нашого пристрою, написати специфікацію пристрою, задати відповідні слоти та мережеві адаптери.

     2. Друга категорія - це виконавчі механізми,  які включають у себе:

Виконавчі механізми

         2.1 охолоджувач повітря;          
         2.2 лампу тривоги;          
         2.3 розбризкувач на стелі;          
         2.4 затемнену лампу;          
         2.5 розбризкувач на підлозі;          
         2.6 нагрівальний елемент;          
         2.7 LCD;          
         2.8 LED;          
         2.9 мотор;          
         2.10 п'єзо динамік;          
         2.11 кольорову LED;          
         2.12 серводвигун;          
         2.13 розумну LED;          
         2.14 динамік.

     
     3. І третя категорія - сенсори, містить:

Сенсори

         3.1 сенсор гнучкості;          
         3.2 сенсор навколишнього середовища;          
         3.3 сенсор, який можна створити і запрограмувати;          
         3.4 сенсори вологи;          
         3.5 сенсор дискомфорту (вологість+температура)          
         3.6 мембранний потенціометр;          
         3.7 сенсор металу;          
         3.8 сенсор руху;          
         3.9 фото (світловий) сенсор;          
         3.10 потенціометр;          
         3.11 кнопку перемикання;          
         3.12 кнопку з одноразовим натиском:          
         3.13 вмикач;          
         3.14 сенсор диму;          
         3.15 сенсор звуку;          
         3.16 сенсор температури;          
         3.17 кнопку з постійним натиском;          
         3.18 лазерний сенсор руху;          
         3.19 детектор води;          
         3.20 сенсор води;          
         3.21 сенсор вітру.

ПРОЕКТ РОЗУМНОГО ДОМУ

В якості прикладу Інтернету речей я вирішив створити проект розумного дому, який зображено на рисунку.

Проект "Розумний дім"

Даний розумний дім містить домашній шлюз, для управління речами з Інтернету, кондиціонер, динамік, кавоварку, лампу та вікно, зволожувач повітря, вебкамеру, двері, вентилятор. Всім цим будемо керувати через смартфон. 

Розташовуємо всі компоненти по місцям. Потім в кожному пристрої ми повинні поставити бездротовий модуль. Для цього натискаємо на компонент, натискаємо Advanced і у вкладці I/O Config у полі Network Adapter обираємо PT-IOT-NM-1W. Під’єднання до домашнього шлюзу відбудеться автоматично. Виконуємо ці дії до кожного компонента окрім смартфону.

Форма налаштування компонентів

Також на потрібно поставити галочку в наступному полі.

Реєстрація компонентів в домашньому шлюзі

Тепер настав час налаштувати смартфон. Він сам під’єднається до домашнього шлюзу. Натискаємо на смартфон і переходимо у вкладку Desktop. Там ми повинні знайти IoT Monitor.

Налаштування смартфона

Ми отримаємо наступне вікно. В ньому ми можемо побачити наші пристрої та всі можливі дії які ми можемо з ними робити.

Вікно керування пристроями через смартфон

Вплив зміни перемикачів на модельовану систему

Файл розумного будинку тиц.

Висновок 

Програма Cisco Packet Tracer надає широкий вибір компонентів за допомогою яких можна реалізувати проекти розумних приміщень та розумних міст. За допомогою цієї програми та її функціоналу проектування розумних будинків та міст відбувається легше та зручніше.