Systém sběru dat s Raspberry Pi pro domovní automatizaci

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a realizací jednoduchého systému sběru dat pro domovní automatizaci založeném na mikropočítači Raspberry Pi. Raspberry Pi je v systému na pozici centrální jednotky, která sbírá od satelitních jednotek data významná v domovní automatizaci (teplota, relativní vlhkost, intenzita osvětlení, koncentrace plynů, přítomnost a pohyb osob). Satelitní jednotky jsou osazeny mikrokontroléry STM32F050 s jádrem Cortex-M0, ke kterým jsou připojeny senzory výše zmíněných veličin a informací přes různá rozhraní - I2C, UART, AD převodník. Všechny jednotky spolu komunikují přes sběrnici RS485 pomocí protokolu Modbus. V práci je také realizováno vyhodnocování přítomnosti a množství osob ve sledovaném prostoru pomocí CMOS obrazového senzoru Raspberry Pi Camera Board. Obraz z kamery je zpracován algoritmem Codebook založeném na metodách modelování pozadí (background subtraction) s využitím knihovny OpenCV.

This thesis proposes and implements a simple model solution of data acquisition system for building automation based on Raspberry Pi minicomputer. Raspberry Pi stands as a central unit in the proposed system. The goal of the central unit is to collect data important in building automation (such as the temperature, the relative humidity, the light conditions, the concentrations of gases, the presence and the movement of people). These data are provided by peripheral units which contain 32-bit STM32F050 Cortex-M0 microcontrollers. The sensors are connected to microcontrollers via various interfaces such as I2C, UART and AD Converter. All units communicate with each other over RS485 bus where Modbus protocol is implemented. The second part of this thesis deals with a movement detection in the monitored area by using CMOS image sensor Raspberry Pi Camera Board. The image provided by camera is processed by Codebook algorithm which is based on the background subtraction methods. The implemented Codebook algorithm uses OpenCV library.