г. Москва, ул.Новороссийская, дом 21, к.64. м.Люблино,ПН-ПТ с 10.00 до 19.30 и СБ с 12.00 до 16.00
+7(985) 997-37-74
08.03.2016

Беспроводной умный дом на модулях nrf24l01

08.03.2016

 В статье рассказывается о том, как работает модуль nrf24l01 в MESH сети и об устройствах беспроводного умного дома.

 

Умные устройства дома могут быть объединены как проводной, так и беспроводной сетью. MESH-сеть, беспроводная ячеистая, лишена иерархии. Все ее узлы (ячейки) равноправны и заботятся о передаче информации по сети сообща. Другими словами, в MESH-сети отдельные ее устройства через себя пропускают не только свои данные, но и данные для других модулей.

MESH-сеть нужна для определенной цели, а именно: покрыть пространство между двумя устройствами, которое гораздо больше расстояния, обеспечивающего устойчивое соединение между ними. Обеспечить функционирование этой сети можно, используя модули nrf24l01+, широко применяемые в радиоэлектронике.

MESH-сеть на модулях nrf24l01 как альтернатива Wi-Fi

Модуль работает на частоте 2,4 ГГц, скорость передачи, которую он поддерживает, — до 2 Мbps. По мнению многих знатоков систем «умный дом», модуль nrf24l01 является хорошим вариантом для создания на его основе MESH-сети с удаленными коммуникационными узлами.

Этот модуль находится на плате. Для его размещения используют несложные платы с микроконтроллером, у которого имеется SPI-интерфейс для работы с nrf24l01, например, UART АДАПТЕР или Arduino Mega. Прошивка на платах делается в заводских условиях, и, как правило, платы настроены. Но, если есть желание, можно перепрошить под свои нужды. Через «старый добрый» USB информация попадает в плату, оттуда передается в сам модуль. Следующий этап — передача данных от модуля к модулю посредством беспроводной сети. Аналогично происходит процесс получения информации. Вот нехитрый алгоритм функционирования модуля nrf24l01.

Как работает ячеистая сеть

Полное отсутствие иерархии, заключающееся в том, что главного модуля в сети не существует, означает хорошую устойчивость ко внешним помехам. Если одна или даже несколько ячеек выйдут из строя, сигналы и необходимые данные продолжат поступать по сети.

Функционирование MESH-сети несколько напоминает технологии торрентов с их распределенным пирингом. Слабые стороны ячеистой сети также похожи на проблемы вышеназванной программы, а именно: они недостаточно экономичны и нуждаются в количественной избыточности принимающих модулей.

Беспроводной «умный дом» и средства его функционирования

При помощи MESH-сети, созданной на основе модулей nrf24l01, можно сделать комфортнее любое жилье. Что такое беспроводной умный дом и какие устройства в нем могут работать?

Одним из вариантов может стать наполнение жилища устройствами, имеющими строго определенное предназначение и работающими самостоятельно. Полезным можно назвать такой «тюнинг» собственно дома, как установка в нем пульта управления освещением, работающего на инфракрасных лучах. В этом случае пульт управления будет универсальным для все приборов с установленными фотоприемниками ИК-излучения.

Загородный дом особенно нуждается в установке погодной станции, запрограммированной на передачу с определенной периодичностью данных «за бортом». Ведь известно, что эксплуатация загородного дома во многом зависит от погодных условий.

Еще одним полезным «умным» устройством, работа которого может управляться при помощи MESH-сети, станет прибор мониторинга электропотребления. При помощи данного девайса наглядно видно, как расходуется электроэнергия в доме, он показывает минимальные и максимальные значения расходования ресурса в течение суток и позволяет дисциплинировать потребности обитателей жилища.

«Умный дом» давно стал обыденной реальностью, и одно из средств его функционирования — беспроводная MESH-сеть, основанная на модулях nrf24l01.