Inteligentne domy są dziś modne. Jeśli ktoś lubi majsterkowanie można wykorzystać Raspberry do zrobienia własnego systemu inteligentnego domu. Na początek zaczniemy od pomiaru temperatury i wilgotności.

Wykorzystamy czujnik temperatury i wilgotności DHT11 (w cenie ok 10 zł), po prawidłowym podłączeniu czujnika zgodnie ze schematem:
Schemat podłączenia DHT11 z Raspberry Pi
(warto zajrzeć na stronę autora schematu).

Teraz napiszemy aplikację w C do obsługi czujnika i uruchomimy ją na Rasbperry Pi 3 jako skrypt CGI tak, aby odczyt z czujnika był możliwy poza domem.

Musimy mieć do tego celu skonfigurowany zewnętrzny adres IP, z którego widać PI. Na naszej malince stawiamy serwer apache i włączamy moduł CGI.

1
2
sudo apt-get install apache2
sudo a2enmod cgi

temperaturacgi.c

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#define MAXTIMINGS      85
#define DHTPIN          7
int dht11_dat[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };

int wczytaj_dht11()
{
        uint8_t laststate       = HIGH;
        uint8_t counter         = 0;
        uint8_t j               = 0, i;
        float   f;

        dht11_dat[0] = dht11_dat[1] = dht11_dat[2] = dht11_dat[3] = dht11_dat[4] = 0;

        pinMode( DHTPIN, OUTPUT );
        digitalWrite( DHTPIN, LOW );
        delay( 18 );
        digitalWrite( DHTPIN, HIGH );
        delayMicroseconds( 40 );
        pinMode( DHTPIN, INPUT );

        for ( i = 0; i < MAXTIMINGS; i++ )
        {
                counter = 0;
                while ( digitalRead( DHTPIN ) == laststate )
                {
                        counter++;
                        delayMicroseconds( 1 );
                        if ( counter == 255 ) break;
                }

                laststate = digitalRead( DHTPIN );
                if ( counter == 255 ) break;
                if ( (i >= 4) && (i % 2 == 0) )
                {
                        dht11_dat[j / 8] <<= 1;
                        if ( counter > 16 )
                                dht11_dat[j / 8] |= 1;
                        j++;
                }
        }

        if ( (j >= 40) &&
             (dht11_dat[4] == ( (dht11_dat[0] + dht11_dat[1] + dht11_dat[2] + dht11_dat[3]) & 0xFF) ) )
        {
                f = dht11_dat[2] * 9. / 5. + 32;
                printf( "Wilgotność = <b> %d,%d%%</b><br> Temperatura = <b>%d,%d \°C</b> (%.1f F)\n",
                        dht11_dat[0], dht11_dat[1], dht11_dat[2], dht11_dat[3], f );
                return 1;
        }
        else
                return 0; //błędny pomiar
}

int main( void )
{
        printf("Content-type: text/html\n\n");
        printf(
         "<html>"
          "<head>"
           "<title>Temperatura i wilgotność</title>"
           "<meta charset="utf-8">"
          "</head>"
         "<body>"
         "<h3>Pomiar temperatury i wilgotności DHT11</h3>"
        );
        if (wiringPiSetup()==-1)
        {
              printf( " <b>Błąd inicjacji czujnika</b>"
                        "</body></html>" );
                return 1;
        }
        while (!wczytaj_dht11()) //jeśli błąd odczytu - ponów za 100ms próbę do skutku
               delay(100);
        printf( "</body></html>" );
        return 0;
}

Dość istotna sprawa – GPIO musi być uruchamiane jako root, a serwer www nie ma tych uprawnień. Aby skompilować program piszemy kilka poleceń:

1
2
3
4
gcc temperaturacgi.c -o temperaturapokojowa.cgi -lwiringPi
chown root temperaturapokojowa.cgi
cp temperaturapokojowa.cgi /usr/lib/cgi-bin
chmod 4755 /usr/lib/cgi-bin/temperaturapokojowa.cgi

Nie dajemy w ten sposób uprawnień serwerowi, a jedynie jednemu naszemu programowi CGI. Raspberry Pi 3 domyślnie używa katalog /usr/lib/cgi-bin dla skryptów CGI.

teraz wpisując z dowolnego urządzenia adres www

1
http://adresnaszejmaliny/cgi-bin/temperaturapokojowa.cgi

otworzy nam się aktualny pomiar wilgotności i temperatury w pokoju.
Program też można uruchomić lokalnie z powłoki (wpisując ./temperaturapokojowa.cgi) – wygeneruje nam kod w HTML zawierający temperaturę i wilgotność.

Możliwości rozwoju projektu jest wiele:

  • Można wykorzystać wykresy Google i przygotować graficzną wersję termometru z wykresem
  • Można połączyć się z MySQL w C i zapisywać wyniki pomiarów co jakiś czas do bazy (zob. Cron), a potem na wyjściu rysować wykresy miesiąca, roku, tygodnia i dnia oraz zmiany temperatury i wilgotności
  • Można skorzystać z zewnętrznych usług tworzenia takich wykresów
C, Raspberry Pi