Умная Wi-Fi розетка: от идеи до разработки и запуска

rubetek 19 октября в 15:25 13,7k
Доброго времени суток, друзья.

Мы ведем разработки в области IoT-решений, производим инновационные продукты, постоянно мониторим мировой и российский рынки IoT, отслеживаем последние тенденции и разработки.

Мы уже писали в предыдущей статье о том, как создавался Центр управления — мозг нашего умного дома. В этой статье мы хотим рассказать вам об одной из наших последних разработок — умной Wi-Fi розетке, поэтапно разобрав этапы создания: от идеи до разработки и запуска.

Мы давно следили за развитием подобных устройств у наших конкурентов, смотрели на отчеты и спрос на умные розетки и решили ввести такой продукт в наш продуктовый портфель. Для нас было важно создать продукт, которым потребители реально захотят пользоваться. Простой, понятный и удобный девайс, который облегчает людям жизнь: чтобы больше не беспокоиться по дороге в аэропорт и не думать об оставленном включенном утюге, чтобы не думать какой будет счет за электричество, потому что на даче оставили включенным теплый пол. Ну и конечно, хотели сделать продукт лучше, чем у конкурентов.

Изучение рынка “умных розеток” и потребностей потребителей помогло нам определиться с необходимым набором функций разрабатываемого девайса. На первоначальном этапе, умная розетка Rubetek должна была представлять собой компактный модуль, подключаемый к электрическим розеткам типа С/Е/F.
image
Управление розеткой предполагалось с помощью Центра управления Rubetek, по протоколу Z-Wave.

В качестве основных функций устройства наш R&D отдел определил возможность локального и удаленного управления электрической нагрузкой, подключенной к розетке и измерение параметров электрической сети и нагрузки (ток напряжение и активная мощность). Для этого мы установили специальный процессор с измерителем параметров сети STPM32.

Параметры розетки:

Напряжение сети до 230 В.

Коммутируемый ток до 11 А при резистивной нагрузке (cos φ= 1) и до 5,5А при индуктивной нагрузке (cos φ= 0,4).

Потреблямая мощность до 2,5 кВт при резистивной нагрузке (cos φ= 1) и до 1,3 кВт при индуктивной нагрузке (cos φ= 0,4).

Разумеется, в процессе разработки, после долгих обсуждений, от многих первоначальных замыслов пришлось отказаться. Z-Wave модуль был, в итоге, заменен модулем Wi-Fi. Несмотря на все преимущества модуля Z-Wave, например, низкое энергопотребление, он не позволял устройству подключаться напрямую к смартфону или роутеру. Обязательной для использования розетки была покупка Центра управления Rubetek. Модуль Wi-Fi решал данный вопрос, но требовал более мощный источник питания.

Замена Z-wave на Wi-Fi позволило сделать розетку автономнее и, тем самым, комфортнее и доступнее для пользователя. Умная розетка Rubetek получила возможность подключаться к смартфону и интернету без использования каких-либо хабов, достаточно было наличия Wi-Fi роутера который сейчас есть почти в каждой квартире. Получается, что пользователь платит только за розетку, никаких дополнительных девайсов не нужно.

Дизайну и размерам устройства мы уделили не меньше внимания.

Первостепенной задачей было создание максимально функционального и компактного устройства. Мы стремились к тому, чтобы Wi-Fi розетка Rubetek была одной из самых маленьких среди стандартов Schuko (система силовых вилок и розеток для переменного тока, официально определенная как Тип F).

В результате мы создали одну из самых маленьких розеток европейского типа, габариты устройства составляют всего: 53 х 68 мм.

Мы сделали нашу плату многоуровневой, чтобы значительно уменьшить ее размеры.

image

image

Материал, из которого изготовлена умная розетка — термостойкий пластик.

image

Оставался вопрос — как отобразить уровень текущей нагрузки подключенных устройств прямо на розетке?

Мы придумали светодиодный ободок, который менял бы цвет в зависимости от нагрузки. В выключенном состоянии цвет индикации белый. Далее цвета плавно меняются в зависимости от подключенной нагрузки. Для умной розетки предусмотрена возможность диммирования подсветки.

image

image

image

image

После преодоления порога в 2500 Вт, светодиод начинает мерцать красным.

Розетка — центр умного дома

Мы встроили в конструкцию RF-приемник (433 Мгц), он позволил существенно расширить функционал. К устройству стало возможным подключить до 100 RF-устройств одновременно. При срабатывании датчиков будут поступать уведомления в мобильное приложение. Также, по срабатыванию датчика можно включить, выключить устройство или изменить его состояние.

image

К умной Wi-Fi розетке можно подключить следующие датчики Rubetek:

● датчик дыма
● датчик движения
● датчик утечки газа
● датчик открытия
● датчик протечки

Соединение с беспроводными датчиками серии Wireless RF WiFi устройство устанавливают по протоколам связи EV1527 с обучаемым кодом (learning code).

Дальность работы датчиков достигает сотни метров.

Фактически, мы превратили компактную розетку в настоящий центр умного дома. Потребитель может купить розетку и, допустим, датчик открытия, движения и дыма. Получается, что, заплатив 5 с небольшим тысяч рублей, потребитель получает охранный комплекс — может управлять светом и электроприборами удаленно, получает уведомления при открытии дверей и окон, задымлении и движении.

Поговорим об особенностях нашей розетки.

1. Интеграция с Apple Homekit

Одна из фич, широко используемая в работе наших устройств — это совместимость с Apple Homekit.

Apple Homekit — платформа, позволяющая из приложения “Дом” на iOS управлять умными устройствами голосом. Необходимо подключить розетку, настроить ее работу в приложении и попросить Сири, например: “Сири, включи торшер в спальне.” И вуаля, свет включился, команда дана быстро и просто, даже не касаясь смартфона.

Как это происходит?

Помимо этого, наши разработчики в тестовом режиме готовят интеграцию умной розетки с Amazon Alexa.

2. Возможность создавать сценарии

Умная розетка позволяет задавать сценарии между подключенными датчиками, а также настраивать работу устройства по времени. Например, когда сработал датчик открытия — включается торшер или другое подключенное к розетке устройство. Можно задать одновременно до десяти таймеров включения и до десяти таймеров отключения. Таймеры реализуются на самом устройстве и работают независимо от подключения к сети Wi-Fi и Интернету.

Все Wi-Fi устройства Rubetek могут взаимодействовать друг с другом будучи подключенными к одной локальной сети. Их можно объединять, создавая различные сценарии работы устройств.
Например:

● состояние устройства (вкл/выкл)
Как пример: включать свет, когда закрываются рольставни.

● измеренные параметры (ток, напряжение, мощность)
Как пример: прислать уведомление, если прибор в розетке потребляет более 2500Вт в течение 2 часов.

● срабатывание подключенных датчиков RF.
Как пример с участием датчика: если зафиксировано движение в комнате, розетка включается, а вместе с этим загорается подключенный к ней торшер.

При настройке сценариев работы устройства можно использовать датчики RF, которые подключены к другим Wi-Fi устройствам Rubetek, тем самым существенно увеличивая зону приема радиосигнала от датчиков.

3. Ведение статистики и энергопотребление в рублях

Согласитесь, пользователю намного комфортнее не вести статистику потребления самому, а доверить данную функцию умному устройству. Наша розетка может не только предоставить владельцу информацию об энергопотреблении каждого подключенного устройства, но и способна вести подсчет в рублях, в соответствии с тарифами ЖКХ конкретного дома.

4. Обновление прошивки по воздуху (FOTA)

Для умной Wi-Fi розетки доступно обновление программного обеспечения по воздуху. Чтобы получить актуальную версию ПО для устройства, не нужно нести его в сервисный центр или подключать к ПК, достаточно того, что розетка будет подключена к сети Wi-Fi с выходом в Интернет.

После удачной закачки обновления прошивки устройство будет перезагружено.

5. А как реализована безопасность?

Безопасность данных при связи с сервером Rubetek на протокольном уровне обеспечивается следующим образом.

Соединение с сервером устанавливается по защищенному протоколу TLS 1.2 с применением двусторонней авторизации. Каждое устройство имеет собственный клиентский сертификат, а также сертификат удостоверяющего центра (CA). В процессе подключения устройства к серверу происходит взаимная проверка подлинности: устройства предъявляет серверу сертификаты из цепи доверия вплоть до клиентского, заверенные подписью, подлинность сервера на клиентской стороне проверяется с помощью сертификата удостоверяющего центра.

В целях защиты от клонирования устройства, проверяется уникальный МАС-адрес. Локальное соединение между устройством и смартфоном/планшетом защищено с помощью стандартного WiFi-шифрования. Проверка подлинности трафика обеспечивается с помощью цифровой подписи каждого сообщения с помощью ключа управления и бегущего ключа сессии. При этом, получение ключа управления невозможно без физического доступа к устройству (получение ключа активируется только нажатием на кнопку на устройстве).

6. Это красиво

Наша розетка получилась не только одной из самых маленьких в мире, но и самых красивых. Освещение светодиодного ободка достаточно, чтобы использовать его в качестве ночника, розетка действительно очень красиво и эффектно выглядит в любых интерьерах.

image

Умная розетка — только одно из нескольких устройств линейки Wi-Fi девайсов, разработкой которых занимается наша компания. В продажу уже поступил Модуль управления (позволяет управлять кондиционерами и конвекторами со смартфона), планируются и другие устройства — останавливаться на достигнутом мы не собираемся.

Цена умной розетки от Rubetek всего 2990 руб., а приобрести ее, вместе с другими умными девайсами, вы сможете на нашем сайте в разделе “Магазин”, либо в сети магазинов LeroyMerlin.
Проголосовать:
+10
Сохранить:
Лучшее на Habrahabr

 «Угнать за 60 секунд» на примере одного каршеринга

из песочницы
Valya-rollerсегодня в 11:34
24

Intel устранила найденную экспертами Positive Technologies уязвимость в подсистеме Management Engine

ptsecurityвчера в 18:51
21

Обзор программы Heisenbug 2017 Moscow: сколько нужно тестировщиков, чтобы запустить тесты на атомной электростанции?

olegchirвчера в 17:14
1

Новая многообещающая методология разработки, которую уже назвали «убийцей Agile»*

botyaslonimсегодня в 14:30
7

Выпуск Rust 1.22 (и 1.22.1)

перевод
ozkriffсегодня в 06:19
4

Данные из Google Таблиц на вашем сайте

tutorial
dkomarovskiyсегодня в 11:09
9

Трёхмерная графика с нуля. Часть 2: растеризация

перевод
PatientZeroсегодня в 11:38
2

Развитие стратегий устойчивости

перевод
AloneCoderсегодня в 13:11
0

Черная пятница айтишника, или Сказ о потере данных

JetHabrсегодня в 15:02
3

HPE ProLiant for Microsoft Azure Stack: частичка облака Azure под вашим полным контролем

Tiggerсегодня в 07:40
2