Pequeno Projeto De Uma Casa Inteligente: 5 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

O projeto que faremos é de uma casa inteligente. Possui basicamente dois grupos de funcionalidades:· De monitoramento de iluminação e temperatura dos comodos.

· De monitoramente de lista de alimentos e nível de água filtrada na geladeira.

Não escreveremos os firmwares dos devices IoT da geladeira nem dos cômodos; prima di prendere in considerazione i dispositivi che seguono:

- A geladeira possui um dispositivo com touchscreen em que é possível entrar com dados de alimentos: o nome de um alimento e sua quantidade;

- A geladeira possui um sensor de nível em um pequeno tanque de água embutido na geladeira;

- Os come têm termômetros e sensori di iluminância;

- Non è possibile modificare il wifi;

- Come lâmpadas dos comodos podem ter o brilho ajustado por dispositivo que se comunica pela rede wifi;

Requisiti:

- Conhecimento básico in python, javascript, uso do sistema operacional, comandos básicos no shell

- Ter instalado: nodejs, python

- Installazione (opzionale): docker, emulatore dispositivo mobile, gestore SDK per Android (disponibile su Android Studio)

O desenvolvimento desse projeto foi feito no Linux. Podem ser necessárias Adaptaçes para que seja feito no Windows.

Fase 1: Configurare O Ambiente

Vamos configurar o ambiente de desenvolvimento in 2 parti: servidor e mobile. O servidor será escrito em python e o mobile em javascript o typescript, sendo utilizado React Native para o projeto.

reactnative.dev/

Vamos inizialmente criar uma estrutura de pastas. Em um diretório escolhido (que a partir de agora será escrito sempre como $PROJECT_DIR como placeholder - crie com no local que achar mais adequado e com o nome de sua preferência), vamos criar uma pasta "servidor":

$ mkdir $DIR_PROGETTO && cd $DIR_PROGETTO

$ mkdir servidor

CONFIGURANDO O AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO PARA O SERVIDOR

Podemos utilizar um ambiente conteinerizado com Docker ou ambiente virtual python (venv). Caso deseje utilizar ambiente conteinerizado, criaremos a imagem segundo o dockerfile:

$ cd $PROJECT_DIR

$ touch dockerfile

Veja imagem dockerfile.

Caso prefira utilizar ambiente virtual do python, siga as instruções em

Vamos então criar o arquivo que persistirá a list de dependências do servidor e colocar as dependências necessárias:

$ touch requisiti.txt

Veja imagem do require.txt.

Caso tenha optado por utilizar um ambiente conteinerizado, construa a imagem e entre no container:

$ docker build. -t smarthouse $ docker run -it -p 3000:3000 -v $(pwd):/app smarthouse bash

Per maggiori informazioni su dockerfile e cli do docker:

CONFIGURANDO O AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO MOBILE

Um passo a passo de como configurar o ambiente de desenvolvimento mobile com React Native pode ser visto no link:

Após ter o ambiente configurado, na pasta do projeto deve ser possível executar o comando para criar a aplicação mobile:

$ npx client create-react-native-app

Passaggio 2: WebSocket

È interessante que o leitor conheça pelo menos um pouco a respeito de websocket antes de prosseguir. Caso o leitor nunca tenha lido, trabalhado ou ouvido falar nada a respeito, separe alguns minutos para entender como funciona o websocket através da documentação:

developer.mozilla.org/pt-BR/docs/WebSocket…

Usemos uma biblioteca no cliente e no servidor que abstrai o protocolo de maneira que não precisemos pensar em detalhes de chamada e de armazenamento de identificatodores e rotas. Separe também um tempo para estudar as bibliotecas utilizados no cliente e no servidor:

Cliente:

Servitore:

Passaggio 3: Escrevendo O Servidor

Vamos criar uma estrutura inicial do projeto e escrever a interface que será utilizada como comunicação com o servidor:

$ mkdir src

$ touch app.py src/{controller, socketconnection}.py

Primeiramente vamos escrever um módulo de inicalização do servidor:

Veja imagem do app.py

Depois vamos escrever o módulo que estabelece as conexões via websocket e as redirecionam para um controlador.

Veja imagem do socketconnection.py

CONTROLLER E CASI D'USO

O controlador receberá um pacote do módulo responsável por estabelecer e gerenciar as conexões; será responsabilidade do controlador saber qual função de caso de uso chamar para cada envento recebido, bem como a partir da resposta do caso de use enviar um pacote de resposta per a sala room de dispositivi collegati per aggiornare le informazioni.

Veja imagem do controller.py.

Finalmente temos os casos de uso que devem gerenciar como deve ser tratado os dados do evento recebido e criar os novos dados a partir do dados recebidos para que o controlador atualize o estado do sistema. Nessun caso di sistema è stato aggiornato di recente (sejam numéricos, texto o booleanos - no case de ligar/desligar devices de ambientação). Então não é de surpreender que os casos de use tão somente chame funções do módulo responsável pela persistência de dados come se fosse essa a "regra de negócio".

Veja imagem do usecases.py

Nota: precisamos persistir os dados de alguma forma. Fica a escolha do leitor como prefere armazenar os dados e portanto, implementar as funções do src/repository.py. No projeto desenvolvido como exemplo foi persistido em um arquivo json no diretório database. Nessun repository per il progetto può essere verificato su un server/database di pasta con un archivio con altri dati persistenti che possono essere archiviati nel modello del server/database-model.

Passaggio 4: Testando O Servidor

Podemos criar um script para conectar ao servidor e enviar eventos conforme a estrutura esperada pelos controladores para fins de testes manuais. Vamos criar esse script e rodá-lo com o servidor*.

Veja imagem do serverclient.py

Com o arquivo criado, verifique se o container está rodando, e dentro dele execute:

$ python app.py

Per un contenitore, non eseguire alcuna directory $PROJECT_DIR/server:

$ python3 serverclient.py

Nessun prompt "> " digite os eventos encontrados no controlador seguido de ";" e então valores de identificação e/ou novos valores. Per esempio:

UPDATE_FRIDGE_WATER_LEVEL;80

UPDATE_ROOM_TEMPERATURE;1, 22.0

UPDATE_ROOM_TEMPERATURE_SETPOINT;1, 17.5

UPDATE_ROOM_LUMINOSITY;100

UPDATE_ROOM_LUMINOSITY_SETPOINT;0

TOGGLE_ROOM_TEMPERATURE;1

TOGGLE_ROOM_LIGHT;1

E para cada evento enviado verifique se foi persistido no banco de dados escolhido.

Nota: verifique que a porta que está sendo servido a aplicação, a port exposta no docker run e a port do script de teste must ser a mesma.

Passaggio 5: applicazione mobile

Não será demonstrado com muitos detalhes cada parte do desenvolvimento do cliente mobile. Non è specificato se non importa il modulo principale non importa React Native non è possibile configurare i dettagli. Para começar, navegue até $PROJECT_DIR/client e adicione a dependência que precisaremos para o projeto:

$ npm i socket.io

Seguendo vamos escrever os componenti grafici e come funções che irão se comunicar com o servidor.

ESCREVENDO A TELA

Em App.js, vamos escrever o componenti della GUI.

⚠ Nota que a função chamada pelo useEffect ainda não foi escrita! Aggiungi il modulo di scrittura os reducers setDataReducer, setFoodReducer, setTemperatureReducer, setLightReducer e nem scritto os oggetti con stati iniziali INITIAL_STATE, INITIAL_FOOD_MODAL, INITIAL_TEMPERATURE_MODAL, INITIAL_LIGHT_

Também ainda não foram escritas as funções utilizadas pelos de inteface gráfica para fazer chamadas para escrita no servidor: saveNewFoodValue, saveNewTemperature, saveNewLuminosity, toggleTemperatureForRoom, toggleLightForRoom

Portanto, se desejar testar os elementos com dados falsos, escreva cada objeto e função dito acima.

Veja imagem do App.js con codice da parte GUI

Per vamos escrever come funzioni necessarie per fazer una comunicazione con il server e per l'utilizzo del mesmo con i componenti della GUI.

Veja imagem do App.js com codice da parte lógica/operacional