Южнокорейская компания Samsung, основанная ещё в 1938 году, в последнее десятилетие добилась невероятных высот в разработке инновационных технологий и производстве электронных микросхем разной сложности, видео и аудио оборудования, а также огромного ряда функциональной бытовой техники. Весьма закономерно, что такой крупный игрок этого рынка не остался в стороне от разработок в сфере создания современных систем автоматизации домашних процессов и Интернета вещей. Старт таким инициативам был дан еще в 2012 году. Именно тогда Samsung приобрел компанию, разрабатывающую систему «умного дома». Тогда появилась абсолютно новая экосистема для интеллектуальной автоматизации в быту — Samsung SmartThings.
Система SmartThings. Общие сведения
Система SmartThings — это широкомасштабный автоматизированный комплекс, представляющий собой центральный Хаб, а также целый ряд камер и датчиков. Все эти девайсы и гаджеты в рамках единой системы контролируется с помощью специального мобильного одноименного приложения, которое загружается непосредственно на мобильное устройство.
Компания Samsung сделала революционный прорыв, создав открытую экосистему «умных вещей», в которой объединяются все возможные устройства, оснащенные интеллектом. SmartThings совместима с колоссальным количеством сторонних устройств и приложений. Примечательно, что на современном рынке смарт оборудования техника, способная работать в этой архитектуре, получает специальную маркировку – «Работаю со SmartThings».
В пул гаджетов, работающих с этой системой, входят датчики движения, домашняя сигнализации, системы освещения и отопления, домашние кинотеатры, холодильники, системы водоснабжения и многое другое.
Разработчики Samsung побеспокоились и о внешнем виде своих гаджетов. Стоит признать, что практически вся продукция, выпущенная под маркой этого южно-корейского гиганта, выглядит максимально эстетично и эргономично. Не исключения и устройства из SmartThings, так, например, комплект из датчиков и главного хаба будет превосходно смотреться в любом интерьере.
Что вы будете автоматизировать?
Мы надеемся, что у вас есть широкий обзор системы SmartThings, а также некоторые идеи для общих проблем автоматизации. Должен признаться, я действительно впечатлен гибкостью SmartThings. Я ожидал найти очень закрытую, заблокированную систему — как Apple HomeKit. Но на самом деле, вы можете копать так глубоко, как вам нравится. С открытым API, панелью разработчика, настраиваемыми драйверами устройств и многим другим, он предлагает что-то для всех уровней.
Теперь все зависит от вас: что вы думаете об экосистеме SmartThings? Вы нашли отличные средства автоматизации в магазине SmartApp? Дайте нам знать, как вы используете свою систему!
Возможности SmartThings
Девелоперы из Samsung, как всегда, продумали все до мелочей. Для того, чтобы максимально обеспечить систему SmartThings всем необходимым, компания наладила собственное производство датчиков движения, закрытия и открытия дверей или окон, устройств для регулирования работы электрических приборов в доме, датчиков протечек и множества других полезных устройств для «умного дома». Таким образом, подбирать нужный сенсор или девайс, который будет совместим с этой платформой вам не придется. Для удобства пользователя эти моменты уже тщательно продуманы инженерами.
Все устройства, объединенные в систему, могут действовать по определенному заранее заданному алгоритму. SmartThings позволяет выстроить список задач для каждого подключенного устройства так, чтобы поддерживать определенный сценарий. Например, поддержание комфортной атмосферы вечером достигается за счет включения системы климат-контроля, любимой музыки и снижения уровня свечения «умных ламп». Все эти манипуляции SmartThings производит самостоятельно.
Каждый подключенный смарт прибор контролируется системой, которая производит анализ работы каждой работающей позиции. Система постоянно мониторит работы бытового оборудования, проверяя на наличие несоответствия и недочеты, которые могут привести к поломке самого прибора, а также стать причиной серьезных нарушений запрограммированного режима.
Вариаций сценариев, поддерживаемых системой SmartThings — огромное множество. Чем больше устройств, поддерживающих данную конфигурацию «умного дома», тем больше различных алгоритмов можно задать.
Железо
Схема подключения будет простая:
И принципиальная схема тоже не помешает:
Если посмотреть исходник (находится по адресу: st-device-sdk-c-ref/apps/esp8266/st_lamp), то подключение там следующее:
#define GPIO_OUTPUT_NOTIFICATION_LED 2 #define GPIO_INPUT_BUTTON 5 #define GPIO_OUTPUT_COLORLED_R 16 #define GPIO_OUTPUT_COLORLED_G 14 #define GPIO_OUTPUT_COLORLED_B 12 #define GPIO_OUTPUT_COLORLED_0 13
Вы можете переназначить выводы согласно тому, какая именно модель платы у вас. Обратите внимание, что на плате система обозначений одна (D1, D2…), а в коде другая, но в этом легко разобраться, просто глядя на документацию к вашей плате.
Родные устройства для SmartThings
Продукты, разработанные Samsung для эксплуатации в формате системы «умный дом», действительно интересны и поражают своей многофункциональностью. Из наиболее интересных гаджетов и девайсов отметим датчик движения SmartThings. Это прибор может успешно использоваться для управления освещением, воспроизведением музыки и при этом измерять температуру помещения. Установив такой датчик при входе в жилище, можно обезопасить свой дом от взлома и нежелательного вторжения. Так, после открытия двери система обязательно оповестит владельца с помощью уведомления о любой нестандартной ситуации на телефон пользователя.
Отметим и камеру наблюдения, которая подключившись к системе SmartThings, передаёт видеосигнал через сеть Интернет в режиме реального времени. Устройство также обладает возможностью для записи события, которое стало причиной отправки тревожного уведомления.
Одна из самых интересных новинок – «умный» холодильник с функцией внутренней фотосъемки (Samsung Family Hub). Такой бытовой рефрижератор способен самостоятельно распознать сроки годности продуктов, промониторит наличие тех или иных продуктов, а затем самостоятельно закажет еду на дом, оплатив покупку с помощью банковской кредитки.
Штекер для подключения к розетке двух приборов Samsung Wifi Smart Plug
Это компактное устройство обладает прямоугольной конструкцией и оснащается розеткой. Стоит отметить, что при использовании это устройство, благодаря продуманной, компактной конструкции, не блокирует соседние, рядом расположенные розетки. Поэтому этот штекер может полноценно использоваться как в верхней, так и в нижней части двойной розетки.
Эта модель предусматривает как дистанционное, так и ручное управление. На левой стороне устройства расположена кнопка питания, нажав на которую загорается светодиод зеленого цвета, указывающий на то, что аппарат активирован. Штекер для подключения к розетке приборов Samsung Wifi Smart Plug дает возможность пользователю, благодаря использованию технологии Wi – Fi осуществлять дистанционное управление над подключенными через него к электросети устройствами.
Особенности работы SmartThings
Вся работа SmartThings построена вокруг главного контроллера — хаба. Именно Hub поддерживает беспроводную сеть, которая требуется для подключения и работы со всеми приборами «умного дома». Hub выступает в роли своеобразного роутера (стандартный роутер с Wi-fi не подойдёт для таких целей). Однако для полноценной работы системы необходимы оба эти устройства. Hub и с Wi-fi роутер подсоединяются друг к другу с помощью кабеля Ethernet.
Hub снабжен мощным процессором, позволяющий поддерживать режим видеонаблюдение. В условиях отключения от электрической сети его батарея обеспечивает до десяти часов беспрерывной работы «трубы». Этого достаточно для поддержания системы «умный дом» без сбоев даже в случае отключения электроэнергии в доме или квартире. При этом соединение со всеми устройствами и контроллером не будет потеряно и работа системы будет происходить по обычному сценарию. Для таких случаев Хаб использует интерфейс Zigbee или Z-wave, а также способен поддерживать соединение по локальному IP.
В связи с широким распространенностью протоколов Zigbee и Z-wave на рынке «умных» вещей, компания Samsung снабдила SmartThings Hub приемниками для обеих версий. Поэтому проблемы с подключением внешних устройств исключены. В случае, если какое-либо устройство не поддерживает данные протоколы, на помощь придет стандарт Wi-Fi или веб-сервисы IFTTT.
Несколько слов о безопасности работы системы SmartThings. В некотором смысле, сторонние приборы, подключенные к этой сети, чисто гипотетически могут являться слабым звеном при взломе системы злоумышленником. Однако разработчики SmartThings уверяют, что лицензионные устройства, обладающие меткой «Работаю со SmartThings», проходят качественную проверку и отвечают всем современным требованиям безопасности. Поэтому при грамотной организации и подключении сертифицированных смарт-устройств к «умной системе», проблемы с безопасностью полностью исключены.
Концентратор
Сам прибор представляет собой небольшую пластиковую коробку с кабелем питания и ethernet-разъёмом, которую можно разместить почти где угодно – главное, чтобы дотягивался кабель ethernet. Лучше место – где-нибудь в центре дома, но по результатам тестирования становится очевидным, что сенсоры Samsung без проблем подключаются из любой точки дома и даже из дальнего конца сада.
Коробка также имеет аварийное питание от батареи – очень полезно при отключении электричества, например, когда нужно убедиться в правильной работе электронных замков.
Сторонние устройства и приложения для системы SmartThings
В настоящий момент существует около 40 различных фирм, разрабатывающие смарт-устройства, которые поддерживают работу с системой «умных вещей» компании Samsung. А это ни много ни мало — более 100 единиц «умной» продукции, включая разнообразные датчики, детекторы, функциональные панели, камеры видеонаблюдения, термостаты, умные колонки и многое другое.
Совместимые с данной системой продукты потребителям сегодня предлагают такие известные бренды, как Philips Hue, Amazon Echo, Bose, WeMo, Yale и некоторые другие. Если вы не увидели на упаковке надписи о том, что устройство совместимо с SmartThings, это всегда можно проверить факт с помощью приложения Marketplace. В нем можно найти объемный список всех совместимых сторонних устройств. Зачастую бывает, что пользователь даже и не предполагает, как много техники в его доме способно работать в этой оригинальной экосистеме.
Способы подключения
Подключать устройства к платформе вы можете следующими способами:
- Hub-connected — через хаб-концентратор, актуально для устройств, которые своего выхода в Интернет не имеют, а соединяются через традиционные для такого рода систем беспроводные сети наподобие ZigBee.
- Directly-connected — через Интернет напрямую к облаку. Недавно SmartThings выпустили видеокамеру, лампочку и умную розетку, и они работают без хаба – через WiFi. Именно такой вариант мы будем реализовывать в данном руководстве.
- Cloud-connected — через стороннее облако для тех устройств, у которых уже есть своя облачная экосистема. Это сложнее, поэтому такой вариант рассматривать не будем.
Приложение SmartThings
Одноименное приложение для умной системы SmartThings абсолютно бесплатно. Собственно, с помощью этого сервиса происходит контроль и управление всеми устройствами. Для работы этого программного обеспечения на данный момент доступны версии как для платформ Android и iOS, так и для Windows Phone. Кстати, Android версия, по праву, считается одной из самых наиболее понятных.
Для начала работы в приложении всего лишь необходимо добавить все «умные» приборы, которые поддерживает SmartThings. В настройках вы найдете иконку «things», после нажатия которой происходит автоматический поиск доступных гаджетов. После завершения сканирования, вы можете выбрать те позиции, которые желаете подключить в рамках своей системы «умный дом». Вся эта процедура занимает не более 5 минут.
После установки система может запросить ваше местоположение. Многие игнорируют этот пункт, хотя GPS может стать незаменимым помощником и личным путеводителем по «умному дому». К тому же, это отличная возможность отслеживать ваше местонахождение относительно дома с целью заранее подготовить комфортную температуру воздуха, включить освещение или, наоборот, отключить все приборы, как только вы вышли из дома.
В приложении можно найти целое море подсказок по управлению «умным домом». Например, с его помощью вы можете узнать как подключить весь арсенал оборудования, как составить нужные алгоритмы и сценарии, настроить параметры. Всю эту информацию можно почерпнуть в самом программном обеспечении SmartThings.
Софт
Что нужно для сборки примера:
- Ubuntu Linux версии не ниже 18.04 (можно собирать пример и под Windows, и под MacOS, но мы для определенности выбрали Linux)
- Телефон с Android версии не ниже 1.7.39, либо iOS версии не ниже 1.6.41-343. Установите из Play Market приложение SmartThings, также нужно зарегистрировать бесплатный Samsung Account. Для этого не нужно обладать телефоном Samsung, привязывается просто к почте.
- ESP8266 SDK. Как установить, написано в репозитарии, но в общем, всё очень просто: git clone https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK.git И прописать путь к этому SDK в переменной IDF_PATH: nano ~/.bashrc export IDF_PATH=»~/git/ESP8266_RTOS_SDK:$IDF_PATH»
- Также понадобится установить библиотеки: sudo apt-get install gcc git wget make libncurses-dev flex bison gperf python python-pip python-setuptools python-serial python-cryptography python-future python-pyparsing python-pyelftools И инструменты разработки (компилятор): sudo mkdir /opt/Espressif sudo chown username /opt/Espressif/ cd /opt/Espressif wget https://dl.espressif.com/dl/xtensa-lx106-elf-linux64-1.22.0-100-ge567ec7-5.2.0.tar.gz tar -xzf ./xtensa-lx106-elf-linux64-1.22.0-100-ge567ec7-5.2.0.tar.gz cd xtensa-lx106-elf nano ~/.bashrc export PATH=»/opt/Espressif/xtensa-lx106-elf/bin:$PATH» UPD: не пробуйте установить более новый компилятор, как показывает практика, его новые версии не совместимы с SDK, и при сборке проекта вы будете получать ошибку. Поэтому используйте указанную здесь ссылку. это точно рабочая версия. По крайней мере, так по состоянию на 2021 год.
- Smart Things Device SDK C – библиотека на С. У нее есть свой репозиторий в github, но мы в целях обучения скачаем не саму библиотеку, а справочные материалы к ней, в которых и будут готовые примеры приложений. git clone https://github.com/SmartThingsCommunity/st-device-sdk-c-ref.git cd st-device-sdk-c-ref ./setup.sh esp8266
Команды для системы SmartThings
Существует возможность управлять всеми устройствами по отдельности, однако вектор системы SmartThings изначально направлен на единение всего и вся в рамках «умного дома». Для этого определенные устройства необходимо распределить по группам, которые будут дружно срабатывать по вашей команде.
При грамотной расстановке гаджетов и правильно заданных в приложении параметров, система с легкостью возьмет всю последующую работу на себя. Вам даже не придется вспоминать о необходимости регулировки и дополнительной настройки, система SmartThings будет самостоятельно контролировать все события и совершаемые действия.
Разработчики оставили стандартные режимы для максимального удобства пользователя, поэтому справится с настройками способен практически любой домовладелец, независимо от его опыта общения с высокотехнологичными гаджетами и девайсами. В частности, здесь можно найти такие режимы, как «Возвращение домой», «Доброе утро», «Спокойной ночи», которые при желании можно заменить на любые другие конфигурации. Для их активации пользователю достаточно добавить нужные часы запуска определённого события. Это достигается простым нажатием на значок шестерёнки возле каждой опции.
Все без исключения настройки можно задать под себя с учетом собственного режима дня. Однако не следует перегружать систему большим количеством задаваемых параметров, так как это может создавать конфликтные ситуации между устройствами. Так, например, при создании режима для климат-контроля, не стоит одновременно включать обогрев, кондиционирование и очиститель воздуха. Лучше всего включать каждый из этих приборов поочередно.
В рамках каждой команды можно настроить несколько сценариев. Это особенно удобно в случае необходимости создания сложных вариаций работы системы «умный дом» с использованием целого ряда приборов, одновременно работающих в разных частях вашего дома. Правда, для решения таких задач, возможно, придется немного повозиться, но, поверьте, это того стоит.
В специальном приложении Marketplace можно скачать готовые и абсолютно бесплатные алгоритмы и сценарии для автоматизации домашних процессов. Для каждого устройства представлен широкий спектр функций и возможностей. Словом, разработчики постарались сделать использование системы SmartThings максимально доступным и понятным.
Основные функции Smart Things
Какие же конкретные возможности спрятаны в недрах умного приложения?
Smart Things умеет управлять одновременно всеми подключёнными устройствами, в соответствии с теми временными настройками, которые задал пользователь:
- использовать таймер для управления освещением внутри и снаружи дома;
- отслеживать время работы бытовых приборов, включать/выключать по расписанию, в рамках возможного – осуществлять управление ими;
- настраивать функционирование бытовой системы водоснабжения, осуществлять нагрев воды;
- проверять состояние окон и входных дверей, информировать домовладельца о нештатных ситуациях;
- осуществлять контроль над показаниями датчиков и функциональным состоянием работающей бытовой техники;
- осуществлять мероприятия по созданию комфортной домашней атмосферы, возможно, с использованием заранее составленных сценариев (пробуждение утром, подогрев воды для помывки после работы, отход ко сну).
Пользователь приложения вправе управлять настройками программы по своему усмотрению, при этом возможности программы ограничены наличием совместимых устройств и их функциональными возможностями.
В завершении
Компания Samsung со своим оригинальным видением систему «умных вещей» уже успела завоевать доверие огромного армии потребителей и производителей современного смарт оборудования. Безусловно, это далеко не единственное решение для обеспечения надежной бесперебойной работы систем «умного дома». Так, в этом сегменте SmartThings серьезно конкурирует еще с такими гигантами, выпускающими системы и комплектующие для «умных жилищ», как Apple Home kit, Amazon Echo, Google Home kit.
Тем не менее, открытость и дружелюбность, а также высокая надежность в эксплуатации делает эту экосистему наиболее востребованной среди всех альтернативных приложений и отдельных комплектующих смарт-систем.
РИС. 10
Samsung SmartThings
Последнее слово
SmartThings раньше предназначались для настоящих технарей, и, хотя это по-прежнему лучший выбор для заядлых домашних гиков, удобные для пользователя обновления приложения с тех пор, как Samsung взял на себя этот продукт, определенно сделали его более жизнеспособным основным вариантом. Однако это все еще не для всех. Относительная открытость его платформы по сравнению с большинством конкурентов действительно создает некоторые проблемы, особенно когда дело доходит до сопряжения устройств, но если вы будете придерживаться сертифицированных совместимых со SmartThings гаджетов, ваш путь будет более плавным. Даже если вы уже инвестировали в экосистему умного дома, такую как HomeKit, Alexa или Google, SmartThings может стать отличным дополнением и простым способом сверхзарядить ваш умный дом.
Источник записи: https://www.smarthome.com
Программная часть
По программной части у нас поменяется несколько шагов:
- При добавлении Capabilities нужно указать следующие: Switch, Switch Level, Color Control, Health Check. Тип устройства там будет — Light.
- Пример прошивки берем из той же папки с примерами, называется он st_lamp
.
Интерфейс в приложении получится такой:
Как это выглядит в действии – еще раз гифка:
Итак, вы получили готовый работающий пример. Вы видите, что большая часть кода уже сделана за вас – всё, что касается подключения, аутентификации, интерфейса устройства. Пример SmartThings ценен тем, что он не привязан ни к какому аппаратному устройству, и вы можете смотреть и оценивать, какой функционал платформы нужен в 2k20, если вы разрабатываете «Умный дом».
Татьяна Волкова — Автор учебной программы трека по Интернету вещей IT Академии Samsung, специалист по программам корпоративной социальной ответственности Исследовательского центра Samsung
