Smart Home System mit Mikrocontrollertechnik Arduino und Raspberry

Smart Home Gateway

Smart Home Gateway

Funktionsbeschreibung

Die Vernetzung der einzelnen Funk-Elemente mit dem Server geschieht über das Gateway. Es besitzt neben dem Funkmodul zur Kommunikation auch einen LAN Anschluss und kann dadurch Informationen über das Netzwerk senden und auch empfangen. Hierfür wird das MQTT Protokoll eingesetzt. Des Weiteren verteilt er an die Funkmodule die aktuelle Uhrzeit, welche per NTP (Network Time Protocol -> Zeit über Internet) ermittelt wird.

Hardwareaufbau

Das Gateway besteht aus einem Arduino UNO mit aufgestecktem Ethernet-Shield. Darauf ist eine Prototypenplatine aufgesteckt, welche das Funkmodul inklusive Pegelwandler (Funkmodul kann nur mit 3,3V betrieben werden) beinhaltet.

17 Antworten auf „Smart Home System mit Mikrocontrollertechnik Arduino und Raspberry“

  1. Hallo, hätte eine Frage bezüglich des Systems. Ist das System bei Ihnen derzeit noch im Einsatz, können Sie die Software zur Verfügung stellen und wie genau wurde der Mikrocontroller programmiert und würden Sie heute immer noch den ATMEGA328P einsetzen oder eher auf einen ARM Cortex umsteigen? Danke im Vorraus

    1. Hallo,
      Ja das System ist im Einsatz (Testphase). Ich habe auch eine Teststation aufgebaut, um neue Softwarelösungen zu testen. Leider habe ich momentan wenig Zeit alles zu dokumentieren.
      Die Software kann ich zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht herausgeben.
      Der Mikrocontroller wurde zuerst per AVR ISP mit einem Bootloader programmiert. Anschließend lässt er sich über die UART Schnittstelle direkt aus der Arduino Umgebung heraus programmieren.
      Ja ich würde immer noch auf den Atmega setzen. Die Leistung ist für diese Zwecke ausreichend, einfache Programmierung mit der Arduino Umgebung inkl. aller Bibliotheken usw. und vor allem günstige Anschaffungskosten.

  2. Sehr interessantes Projekt. Bin auf der Suche nach einem Tragring auf die Seite gestoßen.
    Würde mich für Deinen Tragring interessieren, kann man bei Dir eine Kopie der Druckdatei erwerben ?

  3. Hallo Florian,

    mich würde vor allem die Zutrittskontrolle interessieren. Gibt es hier Neuigkeiten? Außerdem ist mir die Liste der benötigten Bauteile des hier vorgestellten Projekts nicht ganz klar. So wie ich das sehe hast Du beim Arduino Gateway eine Ethernetplatine und das Funkmodul auf der Prototypenplatine verbaut. Welche Ethernetplatine kommt zum Einsatz oder ist das auch Eigenbau? Und wieso kann man nicht den Raspberry als Gateway und Server nehmen? Entschuldige wenn ich dumme Fragen stelle, aber ich mache mich gerade erst mit dem Thema vertraut.

    1. Hallo Sebastian,

      Die Zutrittskontrolle habe ich erst einmal auf Eis gelegt, da ich mir mit der verwendeten Hardware noch unschlüssig bin. Eigentlich wollte ich RFID verwenden, aber die für Arduino erhältlichen Chips sollen ziemlich leicht zu knacken/manipulieren sein.
      Beim Arduino Gateway benutze ich das Arduino Ethernetshield v1 (kein Eigenbau) , das Funkmodul ist auf einer Protypenplatine.
      Klar könnte man den Raspberry als Gateway und Server hernehmen, aber das war nicht mein Plan. Mein Plan ist es den Raspberry im Keller im Serverschrank unterzubringen (da der Serverschrank aus Metall ist, wäre hier schonmal gar kein Funk möglich) und die Gateways (jeweils ein Gateway pro Etage) im Haus zu verteilen. Das sorgt für bessere Funkabdeckung.

      1. Auf welchem Weg können die Chips gehackt werden? WLAN? Wenn man das ganze per Ethernet anbinden würde, wäre dann das Problem erledigt? Ich habe bisher nur gelesen, dass die Mifare Classics nicht besonders sicher sind. Bei Desfire soll das Problem angeblich nicht bestehen. Meinst Du das?

        1. Ja genau die Mifare Chips sollen nicht besonders sicher sein. Also die Chips die man normalerweise bei den Arduino Bauteilen bekommen. Und wenn ich damit die Haustüre sicher, dann sollte das schon „sicher“ sein.

  4. Hallo Florian,
    Ich planer derzeit auch eine Home-Automatik und suche schon länger nach Gehäusen für die UP-Dosen.
    Die Lösung ein aktuelles Gehäuse nachzudrucken ist genial.
    Würdest Du mir die STL und die Eckdaten der Platinengrößen zur Verfügung stellen?
    Ich benutze auch am liebsten den ATMega328, programmiere allerdings ausschließlich in Assembler.

    1. Gerne, wenn ich wieder daheim bin sende ich dir die STL Daten.
      Du programmierst nur in Assembler? Machbar aber durchaus sportlich. Assembler benutze ich nur für zeitkritische Dinge wie Interrupts und so. Für alles andere sind Hochsprachen wie C++ etc einfach komfortabler.

  5. Was für ein geniales Projekt, Respekt! Bin ebenfalls auf der Suche nach einem Tragring auf Deine Seite gestoßen. Könntest Du mir auch die STL-Datei zukommen lassen? Das wäre super nett… aber mal davon abgesehen, coole Projekte, bin gespannt was sonst noch alles kommen wird! Grüße, Michael

  6. Hallo Florian, du hast da ein sehr interessantes Projekt. Ich bin auf dein Projekt bei der Recherche nach Tastern gekommen. Ich selbst konstruiere Momentan einen WLAN Taster, welcher per MQTT spricht. Der Fortschritt liegt bei ca. 90%. Zur Zeit mache ich mir Gedanken über das Aussehen des Tasters. Version 1 habe ich dem Loxone TreeBus Taster nachempfunden. Ein Taster im KNX Style hat aber auch was 😉

    Ist dein Projekt Open Source? Falls ja, gibt es das Projekt irgendwo als Download?

  7. Hallo Florian,

    ich hoffe, Du hast momentan wieder etwas mehr Luft. Ich finde Dein Projekt wirklich genial und möchte es gerne in meinem Haus nutzen. Vielleicht entschließt Du Dich ja dazu, dieses Open Source zu machen, oder mir vielleicht Dateien zur Verfügung zu stellen? Ich würde mich sehr freuen.

  8. Servus Florian,

    ich habe Dein Projekt mittlerweile nachgebaut und bin froh, darauf gestoßen zu sein. Danke für Deine Mühe und auf weitere Projekte.

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