Ανάπτυξη πειραματικής διάταξης έξυπνης ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με τεχνολογίες πλατφόρμας μικροελεγκτή ανοικτού κώδικα ασύρματης δικτύωσης και cloud computing

Abstract

Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι ο απομακρυσμένος έλεγχος ενός ηλεκτρομαγνητικού διακόπτη (ρελέ) ή βαλβίδας με χρήση ανοικτού κώδικα πλατφόρμας μικροελεγκτή, cloud computing και ασύρματης δικτύωσης. Εξαιτίας της πολύ μεγάλης χρήσης του Διαδικτύου (Internet) και μάλιστα σε επίπεδο συσκευών όπως ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (Wireless Sensor Networks), δημιουργήθηκε η ανάγκη ελέγχου διακοπτών (συσκευών και συστημάτων) μέσω του Internet (Internet οf Things, IoT) διότι το Internet μάς βοηθά να ελέγξουμε με μεγάλη ακρίβεια διακόπτες μέσω ασύρματης δικτύωσης ώστε να μην χρειάζεται η παρουσία του χρήστη. Από αυτό συνεπάγεται ότι ο χρήστης ενώ βρίσκεται μακριά από την συσκευή – σύστημα, να μπορεί εύκολα από κινητό – smartphone, tablet ή υπολογιστή να ελέγχει τους διακόπτες της συσκευής αυτής. Η βασική προϋπόθεση είναι η συσκευή να είναι συνδεδεμένη στο Internet καθώς επίσης και το κινητό ή pc που έχουμε. Καθημερινά όλο και περισσότερα ΙοΤ συστήματα αναπτύσσονται με σκοπό να γίνεται πιο εύκολη η ζωή μας σε συνδυασμό με τις υψηλές ταχύτητες Internet. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ανθρώπινες ανάγκες συνεχώς αλλάζουν και πρέπει να προσαρμόζονται στις εκάστοτε συνθήκες.Ορισμένα ερωτήματα που δημιουργούνται σχετικά με την εργασία αυτή, είναι το πώς μπορεί ο μικροελεγκτής να συντονίζει τα δεδομένα μέσω του Internet ώστε να αλλάζει κατάσταση ο διακόπτης απομακρυσμένα , ποια η καλύτερη cloud computing εφαρμογή γι’αυτό και που μπορεί να εφαρμοστεί το όλο αυτό σύστημα. Παρακάτω, υπάρχει μια φωτογραφία που απεικονίζει το σύστημα μας ώστε να είναι σαφής η λειτουργία του.Όπως παρατηρούμε στη παραπάνω εικόνα, ο χρήστης έχει εγκατεστημένη στο κινητό του μια εφαρμογή για cloud computing και μέσω αυτής και του Διαδικτύου, ελέγχει απομακρυσμένα ένα διακόπτη. Ο διακόπτης αυτός είναι συνδεδεμένος με το Διαδίκτυο ασύρματα με τη βοήθεια ενός ασύρματου router και έτσι ανταλλάσσονται δεδομένα και πληροφορίες μεταξύ του χρήστη και του διακόπτη. Έτσι και στη δική μας περίπτωση, μέσω του κινητού μας τηλεφώνου(ή υπολογιστή), θα ελέγχουμε τη κατάσταση του διακόπτη μέσω μιας cloud εφαρμογής. Ο διακόπτης μας θα ελέγχεται από μια πλατφόρμα μικροελεγκτή με ενσωματωμένο wi-fi προσαρμογέα για να μπορεί να συνδέεται με οποιοδήποτε router.Παρόλο που ο απομακρυσμένος έλεγχος διακόπτη μέσω cloud είναι αρκετά χρήσιμος για τον έλεγχο συστημάτων, υπάρχουν και ορισμένα μειονεκτήματα του cloud computing. Αυτά είναι : 1) Πιθανή αργία (downtime) : Αν ο πάροχος Internet που έχουμε, παρέχει χαμηλές ταχύτητες και αποσυνδέσεις, τότε δεν θα μπορούμε εύκολα να ελέγξουμε το διακόπτη. 2) Ασφάλεια : Τα δεδομένα στο cloud μπορεί να είναι προσβάσιμα από το καθένα και χρειάζονται ισχυροί κώδικες ασφαλείας. 3) Κόστος : Στην προσπάθεια να προσαρμόσουμε το λογισμικό στο cloud , το κόστος μεγαλώνει ανάλογα την εφαρμογή που κάνουμε. 4) Μη ευελιξία : Κάποιες εφαρμογές cloud είναι ασύμβατες στο να μετατρέπουν δεδομένα σε άλλα συστήματα. Πριν ξεκινήσουμε τη διάρθρωση της εργασίας σε κεφάλαια, στο πρώτο κεφάλαιο θα περιγράψουμε και θα αναλύσουμε έννοιες όπως μικροελεγκτές, γλώσσα προγραμματισμού C, Cloud Computing, open source πλατφόρμες μικροελεγκτών, ασύρματη δικτύωση και Internet of Things.