Projekt HOMEControl Teil 1 Überblick

Das Projekt HOMEControl sollte letztendlich ein komplexes WLAN basierendes Smart-Home System ergeben. Hier einige Features dieses Systems:

• Preiswerte und leistungsfähige Controller von Espressif
• Komplett WLAN gestützt keine Verkabelung
• Energiesparsame Sensoren für Batteriebetrieb
• Selbständige Subsysteme
• Kein Internetzugang erforderlich
• Beliebig erweiterbar
• Einfach zu programmieren

Übersicht

Kern des Systems ist einESP32 der mit seiner Leistungsfähigkeit und Speicherausstattung bestens dafür geeignet ist. Für die Slaves können die preiswerteren Controller vom Typ ESP8266 eingesetzt werden.

Um eine hohe Sicherheit gegen externen Zugriff zu erhalten wird ein WPA geschütztes Netzwerk verwendet. Jeder Slave muss einmal manuell beim Master angemeldet werden. Bei dieser Anmeldeprocedur erhält der Slave die notwendigen Zugriffsinformationen für das gesicherte WLAN und der Master erhält im Gegenzug  die eindeutige Seriennummer des ESP8266 am Slave. Bei jeder weiteren Kommunikation werden nur Daten von bekannten Slaves (Seriennummer) akzeptiert. Der Master empfängt Messwerte von Sensoren. Abhängig von programmierbaren Bedingungen wird der Master die Werte der Sensoren auswerten und entsprechende Signale an die Aktoren ausgeben.

Für den Datenaustausch ist es dann unerheblich wie die Messwerte von Sensoren gelesen und eventuell konvertiert werden oder wie ein übermittelter Ausgangswert im Aktor in eine entspechende Aktion umgesetzt wird. Es ist daher sehr einfach möglich Sensoren und Aktoren zu konzipieren und mit dem System zu verbinden. Für die Kommunikation mit der Zentrale wird es entsprechende Bibliotheken geben.

Über Unterzentralen die selber als Slave mit der Hauptzentrale verbunden sind lassen sich autarke Subsysteme bilden. Die Unterzentrale kann auf die Messwerte ihrer eigenen Sensoren aber auch die der Hauptzentrale zugreifen und daraus die Bedingungen zum Ansteuern ihrer Aktoren ableiten. Die Unterzentrale ist bei der Hauptzentrale angemeldet und übergibt alle Messwerte ihrer Sensoren an die Hauptzentrale. Im Einfachsten Fall ist so eine Unterzentrale ein einziger Controller an den Sensoren und Aktoren direkt angeschlossen sind sodass er ohne eigenes WLAN auskommt.

Die Konfiguration und Programmierung der Anlage erfolgt in erster Linie über USB von einem PC. Es ist auch geplant die Konfiguration vom Smart-Phone über Blue-Tooth zu ermöglichen. Für einfache Statusabfragen und die Anmeldung eines Slaves ist ein Display und entsprechende Eingabegeräte an der Zentrale vorhanden. Die Zentrale wird auch einen SD-Card Reader erhalten über den insbesondere Bedingugslisten eingelesen werden können. Die SD-Card wird aber auch für ein ausgiebiges Log aller Aktionen im System genutzt werden.

Es ist auch geplant einen gesicherten Zugang von der Hauptzentrale zum Internet zu schaffen, damit der Status der Anlage von überall her abgerufen werden kann. Je nach Berechtigungen sollte auch das Auslösen bestimmter Aktionen vom Internet aus ermöglicht werden. Da es im gesamten System nur eine einzige Verbindung zum Internet geben wird, ist ein höchstmögliches Maß an Sicherheit realisierbar.

Die Serie der Anleitungen wird mit der Vorstellung der Hardware für die Zentrale beginnen.