Il progetto intende promuovere tecnologie open source ed open electronics.

Si supponga di voler gestire sensori ed attuatori.

Poniamo al centro un microserver, con sistema operativo Linux Server, eventualmente connesso ad internet ed a reti locali.

Questa macchina archivia un resoconto di tutto quello che viene fatto e comunica con tablet, telefoni ed altri sistemi anche attraverso internet. Abbiamo già dato alcune indicazioni sulle possibili scelte in articoli precedenti.

Distinguiamo tre livelli, per l’appunto i, j e k di aggregazione dispositivi.

Alla radice poniamo il microserver.

I primi nodi, di livello i, siano microcontroller Arduino SMD Uno o Ethernet, connessi al microserver via USB o ethernet. Le schede Arduino siano dotate  dispositivi adattatori seriali RS485.

Il secondo livello, detto j,  è costituito da dispositivi Arduino SMD UNO con shield Grove e connessi al padre mediante seriale.

Al terzo livello, detto k, poniamo attuatori e sensori connessi ai padre mediante cavi Grove, oppure cavi multipolari a 4 capi, schermati o non, telefonici o di rete. Lo standard Grove può essere convertito da adattatori nel formato RJ13 per cavi telefonici o RJ45 per usuali cavi ethernet.

Ogni dispositivo è individuato da coordinate i.0.0 oppure i.j.0 oppure i.j.k

I comandi sono del tipo i.j.k:<comando:valore,…> 

Il microserver è dotato di servizio che interroga costantemente in pool i dispositivi di livello i, mediante USB. Un secondo servizio che è simile al precedente ma per i dispostivi connessi mediante rete.

I dispostivi Arduino di coordinate i sono in ascolto verso il microserver, quindi USB o socket, ed anche interrogano il pool dei figli connessi mediante seriale.

I dispositvi di livello j sono in ascolto verso i dispositivi padri ed eseguono l’interrogazione in pool dei sensori, o meglio le entrate,  oppure cambiano lo stato delle uscite.

Nel microserver esiste un database “automazione” con le tabelle

• “comandi”, contenente record corrispondente a comandi da eseguire
• “stati” che contiene lo stato attuale di ogni dispositivo
• “cambio_stati” che contiene cambiamenti di stati eventualmente da elaborare
• “pianificazioni” che contiene operazioni pianificate

Il microserver esegue un servizio che interroga  in pool i dispositivi di livello i e riporta comandi e cambiamenti di stato nelle tabelle corrispondenti.

Un secondo servizio legge i cambiamenti di stato, consulta le tabelle di correlazione e scrive i comandi da eseguire nella tabella comandi.

Un terzo legge la tabella comandi e instrada il comando nel ramo corretto.

Tutto è riportato in tabelle e viene a costituire in sistema three-tier architecture, con pilastri di appoggio quali PostgreSQL, Apache, OpenSSH, Postfix, …

Precisiamo che

• i cambiamenti di stato sono riportati nella tabella “cambio_stati”
• i comandi con destinazione di coordinate valide sono instradati verso i destinatari
• le risposte ritornano al microserver che chiude il comando ed aggiunge eventuali cambio stati.

Consideriamo un semplice esempio.

Supponiamo di avere un sistema di dimensione 5.3.5 ovvero al microserver sono connessi 5 dispositivi con il ruolo di HUB RS485, ad ognuno di questi sono connessi al più 3 dispositivi di livello j con HUB Grove, ad ognuno di questi al più 5 sensori o attuatori.

I dispositivi di livello j sono dotati di firmware che permette di sapere e gestire perfettamente i sensori od attuatori ad essi connessi. Inoltre questi dispositivi sono in pool rispetto i sensori ed attuatori.

Consideriamo il dispositivo di livello j di coordinate 3.2.

Supponiamo che abbia 2 attuatori ed un sensore di coordinate 3.2.3.

Il sensore sia un interrutore bistabile (entrata a due stati).

Ora se l’interrutore viene azionato e cambia stato, il dispositvo 3.2.0 costruisce il cambio stato 3.2.3:on (ma meglio introdurre la notazione definitiva  3.2.1:1 ) ed instrada il cambio stato al padre, il quale lo riporta al microserver che lo scrive nella tabella cambio stato.

Il servizio predisposto, nel microserver, rielabora secondo tabelle di correlazione il cambio stato, che viene elaborato, ovvero chiuso e crea gli opportuni comandi.

Mel nostro esempio il comando è 3.2.1:on  ma meglio  3.2.1:1

Quindi il servizio legge il comando e lo instada al dispositivo 3.0.0 che lo gira a 3.2.0

A questo punto il dispositivo 3.2.0 elabora il comando alzando il livello all’uscita corrispondente.

 

Il progetto infine prevede la creazione di una GUI  che gestisce le tabelle nel RDBMS del microserver.

La GUI permette di descrivere l’intero impianto mediante griglie di correlazione.

Quindi il programma prevede l’opzione di creare al volo ed in modo completamente automatico il firmware per ogni Arduino ed aggiornarlo via USB.

Perciò ogni Arduino deve venire correttamente etichettato mediante le coordinate i.j.k e connesso mediante USB al computer con la GUI di gestione per il travaso del firmware. L’operazione precedente deve essere rifatta nel caso che cambino i figli.

 

Il progetto si conclude con la realizzazione di App per Ubuntu Phone e Tablet, Android e iPhone di gestione ordinaria. L’obiettivo più ambizioso vorrebbe creare piante dei sistemi SVG e sovrapporre dei widgets dinamici visuali che rendano visuale il comportamento del sistema.

L’applicazione più importante sarà il controllo del CED quindi di una stanza con molti server. L’obiettivo è di controllare la linea di rete, le temperature, i tasti di accensione, reset di ogni server strategico. Le App mostreranno visualmente lo stato di ogni server e permetteranno operazioni quali spegnimento ed accesione “fisica”. Verranno gestiti i tempi di sostegno degli UPS e lo stato dei gateway verso l’esterno.