Uw Smart Home slim beveiligen: 14 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik doe mee voor de veilige wedstrijd. Als je mijn instructable leuk vindt, stem er dan op! Ik zal je laten zien hoe je gemakkelijk en goedkoop je huis en zijn omgeving volledig kunt beveiligen. Het bevat segmenten waarin je leert hoe: 1. Configureer uw deurslotsysteem met vingerafdruk 2. Bedien uw huis en apparaten, zelfs als u afwezig bent3. Configureer camera's voor een groot kijkbereik4. Traceer gestolen of verloren apparaten en bezittingen5. Activeer sommige alarmsystemen vanwege bepaalde reacties

Stap 1: Componenten

Voor het volgsysteem:1x MKR GSM 1400 (https://www.store.arduino.cc) Voor de camera:1x Arduino Uno1x Beveiligingscamera1x 100 uF condensator2x PIR bewegingssensor1x ServoBreadboardVoor het vingerafdruk deurslotsysteem:1x Arduino Uno1x Adafruit LCD (16 x 2)1x FPM1OA vingerafdruksensor (Adafruit)1x Motor1x Motor driver9V batterij (optioneel)2x 3.7V oplaadbare batterij1x LockVeroboardVoor het home monitoring systeem:1x Arduino uno1x Ethernet shield en RJ-45 netwerkkabel1x LM351x Buzzer1x LDR1x PIR bewegingssensor4x Witte LEDsBreadboard/ veroboardSommige van de bovenstaande componenten zijn verkrijgbaar in een nabijgelegen winkel, bijvoorbeeld de LED, batterijen enz. Andere kunnen worden verkregen op AliExpress.com (https://aliexpress.com), ebay (ebay.com), Arduino (https:/ /www.arduino.cc), Adafruit(https://www.adafruit.com) of Amazon(https://www.amazon.com)

Stap 2: Tools en apps

3D-printerMultimeterSoldeerboutLijmAPPS: Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)Fritzing (https://fritzing.org/download)

Stap 3: Overzicht van componenten

Het arduino-bord heeft een microcontroller die werkt als een brein, het ontvangt en verzendt signalen voor een goede werking. De MKR GSM 1400 is een arduino-bord dat GSM-diensten ondersteunt zoals bellen, berichten verzenden enz. Er moet een simkaart op worden geïnstalleerd. Ethernet-shield is normaal gesproken op het Arduino-bord gemonteerd. Het wordt gebruikt voor communicatie via internet. Het heeft een SD-slot zodat de gegevens op een SD-kaart toegankelijk zijn. Toetsenbord wordt gebruikt voor het invoeren van gegevens in een systeem. De L298N Motor driver wordt gebruikt voor het regelen van de snelheid en draairichting van de motoren. PIR bewegingssensor bestaat uit drie pinnen, aarde, signaal en voeding aan de zijkant of onderkant. Grote PIR-modules bedienen een relais in plaats van directe uitgang. Servomotoren zijn gelijkstroommotoren met een schakeling die erin zijn verwerkt. Ze bestaan uit een gelijkstroommotor, versnellingsbak, potentiometer en stuurcircuit. Normaal gebruikt om apparaten in een vereiste hoek te draaien. LM35 is een precisie IC-temperatuursensor waarvan de output evenredig is met de temperatuur (in graden Celsius). LDR is een lichtafhankelijke weerstand, het kan zien of een plaats donker is of niet. LCD is gebruikt als weergaveapparaat. Het geeft alfanumerieke tekens weer. De FPM1OA-vingerafdruksensor is een sensor die vingerafdrukken bepaalt en detecteert. Het wordt gebruikt voor beveiligingsdoeleinden.

Stap 4: Vingerafdrukvergrendeling elektrische bedrading

Zoals te zien is in het schakelschema, moeten alle pinnen dienovereenkomstig worden aangesloten. Ik gebruikte de 3.7V-batterij om de motor van stroom te voorzien en gebruikte de USB-connector om het Arduino-bord van stroom te voorzien. De 9V-batterij kan desgewenst worden gebruikt of als back-up. Het LCD-scherm dat is aangesloten op het Arduino-bord wordt gebruikt voor interactie. ID's worden ingevoerd met behulp van het toetsenbord dat is aangesloten op het Arduino-bord. De vingerafdruksensor controleert op geldigheid, ook aangesloten op het Arduino-bord. En tot slot draait de gelijkstroommotor die wordt bestuurd door de L298N-module met de klok mee of tegen de klok in. Merk op dat het slot aan de motor is bevestigd en dat de motor door de rotatie van de motor de deur opent/sluit. Er zijn verschillende sloten op de markt, koop gewoon een geschikte.

Stap 5: Vingerafdrukvergrendelingscode en bediening

Voor een juiste weergave kunnen alle codes die in deze instructable worden gebruikt hier worden verkregen (https://drive.google.com/file/d/1CwFeYjzM1lmim4NhrlxIwW-xCREJmID6/view?usp=sharing). Ik heb voor de duidelijkheid commentaar gegeven op elk gedeelte van de codes. Om te beginnen heb ik de "Enroll" -code uit de vingerafdrukbibliotheek geüpload en een vingerafdruk toegevoegd. Nadat de code is geüpload, wacht het systeem totdat er een vinger op de sensor wordt geplaatst. Geen vingerafdruk nodig voor iemand binnen, door op het toetsenbord te drukken wordt de deur geopend. Maar voor mensen die binnenkomen, wordt de vingerafdruk gecontroleerd op geldigheid, indien geldig, gaat het slot open en wordt een bericht weergegeven met de naam die is gekoppeld aan de vingerafdruk-ID, anders blijft de deur op slot. Laten we de code inspecteren! De eerste regel naar de installatie () functie is gewoon om het podium klaar te maken. Ten eerste heb ik de bibliotheken toegevoegd die ik nodig had. (Alle bibliotheken zijn ingebed in de bovenstaande link) Configureer vervolgens de pinnen voor gegevensoverdracht voor mijn vingerafdruksensor. Ik heb vervolgens de pinnen gedefinieerd die in het schakelschema worden gebruikt: dat wil zeggen de pinnen voor de vingerafdruksensor, de L298N-stuurprogrammamodule, de LCD. Ik heb ook verklaarde een aantal arrays, karakters en gehele getallen. Ook de toegangscode, die standaard 0000 is, kan echter worden gewijzigd. Ik heb het toetsenbord ook geconfigureerd door het aantal rijen en kolommen te identificeren; en zijn karakters. Vervolgens definieerde ik de digitale pinnen waarmee het was verbonden. Daarna configureerde ik de vingerafdrukmodule met de bibliotheek en verklaarde de 'id'-variabele. De volgende is de setup () -functie die er slechts één wordt uitgevoerd nadat het systeem is ingeschakeld. Ik heb de baud ingesteld snelheid van de seriële communicatie naar 9600; en die van de vingerafdruk tot 57600. Ik heb de pin-modi van de L298N-driver geconfigureerd op 'OUTPUT'. Ik heb de grootte van het LCD-scherm bepaald, het scherm gewist en "Standby" weergegeven. Daarna volgde de functie lus (), waar de uitvoering plaatsvindt. Ik heb de invoerteken:Als het 'A' is, betekent dit dat er een nieuwe sjabloon moet worden toegevoegd. Daarom wordt een toegangscode gevraagd die is ingesteld op 0000 (kan worden gewijzigd), als deze niet overeenkomt, wordt "Wrong Passcode" weergegeven. Als het 'B' is, wordt de deur gedurende 6 seconden geopend om te verlaten. Dan " Plaats vinger" wordt weergegeven na. Na de lus() zijn de OpenDoor() en CloseDoor() voor het openen en sluiten van de deur. De volgende is de getPasscode()-functie. Het krijgt de toegangscode getypt en slaat ze op in c[4] array en vergelijkt of deze correct is. De volgende is de Enrolling() en getFingerprintEnroll() functies die worden gebruikt voor het inschrijven van een nieuwe ID met behulp van de readnumber() en getImage() functies. Daarna worden "Plaats vinger" en "Vinger verwijderen" weergegeven wanneer de vinger moet worden geplaatst of verwijderd. Ik heb de normale vingerafdrukscanmethode gebruikt, d.w.z. de afbeelding van dezelfde vinger wordt twee keer genomen. De functie readnumber () krijgt het ID-nummer als een 3-cijferig formaat en retourneert het nummer naar de registratiefunctie. Merk op dat het ID-bereik van 1 tot 127 is. Eindelijk komt de functie getFingerprintIDez() die ik in de lus heb genoemd. Het scant een vingerafdruk en geeft het toegang als het wordt herkend. Als de vingerafdruk niet wordt herkend, wordt "Toegang geweigerd" weergegeven en na 3 seconden wordt het bericht "Vinger plaatsen" opnieuw weergegeven. Voor een herkende vingerafdruk wordt een "welkomstbericht" en de bijbehorende ID weergegeven. Dan gaat de deur open. Deuren zijn nu beveiligd, het blijft de omgeving en binnen in huis.

Stap 6: Het bereik van camera's uitbreiden

Camera's worden zowel binnen als buiten gebruikt, maar soms zijn de kijk- en draaibereiken niet gunstig. Dit maakt de beveiliging misschien niet strak genoeg, tenzij er meer worden geïnstalleerd. Dus in plaats van maximaal drie camera's te gebruiken waarvan er één kan worden gebruikt, heb ik een standaard voor de camera's ontworpen. Deze standaard draait de camera in verschillende hoeken. Hierdoor kan ik een kijkbereik van meer dan 230 graden hebben. Dit bespaart ook de kosten van onnodige camera's en onnodige probleemoplossing. Zo heb ik het uitgewerkt: ik gebruikte de servomotor en PIR-bewegingssensoren. Ik kreeg een basis en installeerde de servo erin. Vervolgens twee PIR-bewegingssensoren geïnstalleerd. Ik heb een grotere basis om de bedrading te bevatten. Ik heb een plaat op de servo bevestigd en de camera erop geplaatst zodat de servo de camera draait. De 3D-printer werd gebruikt om de plastic standaard en plaat af te drukken. Daarom draait de servo in de richting van de PIR-bewegingssensor die beweging detecteert.

Stap 7: De beweging die volgt op het ontwerp van het cameracircuit

De bewegingssensoren zijn aangesloten op de arduino uno, met de VCC op 5V, GNG op GND en de signaalpin op pinnen 2 en 3. De servo is aangesloten op pin 4. De 100 uF-condensator is aangesloten tussen de GND en VCC van de servo. Opmerking: De motordriver kan ook worden gebruikt om de servo aan te drijven.

Stap 8: De roterende cameracode

Ik heb de benodigde bibliotheek toegevoegd en vervolgens een servo-object gemaakt. Vervolgens definieerde ik de pinnen voor PIR-sensoren. Vervolgens heb ik de rotatiehoek van de camera aangegeven en de vorige en huidige statussen van de servo geïnitialiseerd. loop() functie, heb ik variabelen gedeclareerd om de gegevens bij de pinnen te krijgen. Vervolgens de status van de bewegingssensoren bepaald om te weten waar je heen moet. Als er een toestandsverandering is, wordt de draaihoek ingesteld op de juiste toestand; anders blijft de positie behouden. Ten slotte stel ik vorige in op de huidige status en begint de lus opnieuw.

Stap 9: Huis en apparaten bedienen

Om de veiligheid van het huis te versterken, heb ik de Ethernet-module, LDR, LM35 en bewegingssensor gebruikt om het huis op de hoogte te houden. Hiermee kon ik:a) Apparaten bedienen via Ethernet;b) de status van de omgeving kennen, zoals de temperatuur enz.;c) Weten of er iemand in huis is.

Stap 10: De bedrading en circuit

Het Ethernet-shield is gemonteerd op de Arduino Uno. De RJ-45-netwerkkabel is vereist voor routerverbinding of modem. De zoemer, bewegingssensor, LED-lamp zijn verbonden met de digitale pinnen 2, 3 en 6. Ik heb de LED-lamp gemaakt door 4 heldere LED's parallel op een veroboard te solderen, vervolgens omsloten met een transparant perspex. De twee uitgangsdraden gaan naar het circuit. (Een soortgelijke is op de markt verkrijgbaar). De LDR en LM35 zijn aangesloten op de analoge pinnen 0 en 1. De andere pinnen gaan naar de GND, de derde pin voor de PIR en LM35 gaat naar de voeding.

Stap 11: Home Control-code en bediening

Ik heb de bibliotheken opgenomen, de gedefinieerde zoemer, PIR-sensor, LED, LDR, LM35-pinnen. Het MAC-adres staat op het schild, het moet correct worden opgegeven. Het ip-adres moet ook worden opgegeven. Het volgende is de verzoekvariabele en het webserveradres. Het volgende is de setup()-functie, ik heb de pin-modi geconfigureerd en de server- en Ethernet-schildverbindingen geïnitialiseerd. In de loop()-functie heb ik een variabele gedeclareerd, functies genoemd en metingen uitgevoerd op ingangen. Vervolgens wordt de helderheid van de kamers gecontroleerd of het licht aan is. Vervolgens wordt er naar clients geluisterd en wordt ook het http-verzoek gecontroleerd. Wat daarna komt, regelt de weergave van de webpagina die de kamerstatus en knoppen toont om enkele acties uit te voeren. Na de lus komen enkele functies voor lichtregeling: De onLight () -functie op het licht tot de maximale helderheid. De offLight () -functie uit het licht. De dimLight() functie op het licht tot een kwart van de helderheid.

Stap 12: Tracking-apparaten

Ik ontwierp een beveiligingssysteem dat de positie van mijn apparaten op mijn smartphone kan krijgen via een sms met een Google Maps-link ernaartoe. Ik gebruikte een Arduino MKR GSM 1400, een antenne en een LiPo-batterijpakket. Een werkende simkaart is ook vereist. PIN, APN en andere inloggegevens zijn vereist om verbinding te maken met het netwerk. Toen ik een sms met het verzoekteken stuurde, ontving ik een sms met de lengte- en breedtegraad en de Google Maps-link. Om het in te stellen, is de antenne verbonden met het bord met de SIM-kaart erin, dan wordt de batterij aangesloten op de JST-connector zoals te zien is in het bovenstaande diagram. Daarna kan het op elk apparaat worden bevestigd, zodat het bij diefstal of verlies kan worden teruggevonden.

Stap 13: De werkcode

De eerste sectie is om de benodigde bibliotheken te importeren. Daarna komen de pincode, APN, gebruikersnaam en wachtwoord. Dit moet worden ingevuld. Het volgende is de functie setup(), het locatieobject wordt geïnitialiseerd en de gegevensverbinding wordt tot stand gebracht. Nadat de functie loop() is uitgevoerd, is de functie getLocation() aangeroepen, en als er een sms wordt ontvangen, wordt gecontroleerd of het juiste verzoekbericht wordt ingevoerd, die hier "T", als het teken correct is, een SMS met de locatie van het apparaat wordt verzonden. Opmerking: het verzoekteken kan worden gewijzigd. Om het stroomverbruik te minimaliseren, wordt het bord 70 seconden in de slaapstand gezet. De getLocation() haalt de coördinaten op via het mobiele netwerk, als er nieuwe coördinaten beschikbaar zijn, wordt deze bijgewerkt. De functie connectNetwork() gebruikt de gsmAccess.begin en gprs.attachGPRS-methoden om het bord met het datanetwerk te verbinden.

Stap 14: Afronding

Het implementeren van de bovenstaande systemen maakt iemand veilig. Het is een technisch aangedreven systeem, daarom eenvoudig te bedienen. Merk op dat om het stroomverbruik te maximaliseren, USB-poorten kunnen worden gebruikt in plaats van de batterijen (als de poorten direct beschikbaar zijn). Ik heb uitgebreid commentaar gegeven op de codes voor eenvoudig begrip en correcte functionaliteit, dus ook de werkingsprincipes. Vergeet niet de bibliotheken uit te pakken naar de juiste map. Ook moeten beveiligingscamera's verstandig worden geïnstalleerd, zodat ze zich camoufleren met de omgeving. Tot ziens, ik wens u een veilige dag voor de boeg.