Σχεδιασμός και ανάπτυξη ενσωματωμένου συστήματος για την προστασία έξυπνης κατοικίας

• Κύριος συγγραφέας: Θάνος, Γεώργιος
• Άλλοι συγγραφείς: Thanos, Georgios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Σύστημα ασφαλείας; Συναγερμός; Ασύρματη επικοινωνία; Ιστοσελίδες; Αισθητήρες; Security system; Alarm; Wireless communications; Websites; Sensors

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται σχεδίαση και ανάπτυξη ενός ενσωματωμένου συστήματος για την ασφάλεια μιας “έξυπνης” κατοικίας. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού έγινε χρήση των μικροελεγκτών ESP32 και RP2040 σε συνδυασμό με ένα σύνολο από αισθητήρες, για τον έλεγχο του συστήματος και τον εντοπισμό παραβιάσεων. Κύριο χαρακτηριστικό του συστήματος είναι η δυνατότητα επικοινωνίας και αποστολής μηνυμάτων μεταξύ των υποσυστημάτων χάρις τη σύνδεσή τους στο διαδίκτυο δημιουργώντας έτσι ένα σύνολο από συσκευές που ανήκουν στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΙοΤ). Πιο συγκεκριμένα το σύστημα που αναπτύχθηκε περιλαμβάνει επτά μέρη. Αρχικά, το κεντρικό υποσύστημα αποτελείται από έναν υπολογιστή μονής πλακέτας (SBC) Raspberry Pi Zero 2 W και είναι υπεύθυνο για την ομαλή επικοινωνία μεταξύ των υποσυστημάτων. Ακόμα, έχει τέσσερα βασικά υποσυστήματα, (Διαχείρισης Συστήματος και Ελέγχου παραβίασης πόρτας, Εντοπισμού Κίνησης, Εντοπισμού Απόστασης και Ασφάλισης πόρτας με σύρτη) που συμμετέχουν ενεργά στην ασφάλεια της κατοικίας και βασίζονται στον μικροελεγκτή ESP32. Επίσης περιλαμβάνει ένα ασύρματο χειριστήριο και την ιστοσελίδα διαχείρισης. Αυτά τα υποσυστήματα περιλαμβάνουν διάφορα εξαρτήματα όπως δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) που δηλώνουν την κατάσταση σύνδεσης στο διαδίκτυο, την κατάσταση του συναγερμού, τη χαμηλή στάθμη μπαταρίας και την εκτέλεση ενεργειών, όπως και υποδοχές για τους αισθητήρες. Επιπλέον διαθέτουν σύστημα διαχείρισης τροφοδοσίας, έχοντας έτσι την δυνατότητα λειτουργείας ακόμα και σε περίπτωση διακοπής παροχής ρεύματος, καθώς περιλαμβάνουν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Με το ασύρματο χειριστήριο, βασισμένο στην πλακέτα Raspberry Pi Pico W, ο χρήστης μπορεί να εκτελεί βασικές λειτουργείες όπως (απ)ενεργοποίηση του συστήματος συναγερμού και (απ)ενεργοποίηση της σειρήνα σε περίπτωση ανάγκης. Για τα τέσσερα βασικά υποσυστήματα και για το ασύρματο χειριστήριο έγινε σχεδίαση και κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και κολλήθηκαν τα εξαρτήματα. Κάθε φορά που συμβαίνει μια παραβίαση ο χρήστης λαμβάνει ειδοποίηση με μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (email) και αν το επιθυμεί και με μήνυμα κινητής τηλεφωνίας (SMS) σε επιλεγμένο αριθμό κινητού τηλεφώνου. Το σύνολο των πληροφοριών που καταγράφονται από τα υποσυστήματα προβάλλονται σε μια ιστοσελίδα διαχείρισης, όπου ο χρήστης μπορεί να δει πληροφορίες για την κατάσταση αυτών. Επιπλέον μέσα από μια σειρά ρυθμίσεων ο χρήστης μπορεί να ρυθμίσει και να παραμετροποιήσει το σύστημά του σύμφωνα με τις προτιμήσεις του. Για παράδειγμα, έχει την δυνατότητα να (απ)ενεργοποιήσει τον συναγερμό, να αλλάξει τον κωδικό ενεργοποίησης του συναγερμού από το πληκτρολόγιο, να αλλάξει την απόσταση εντοπισμού παραβίασης από τον αισθητήρα απόστασης και άλλες ρυθμίσεις.