Делаем умный дом при помощи ASP.NET Core и Arduino

Во время карантина появилось много времени, которое захотелось потратить с пользой и закрепить свои знания полученные из разных сфер, из этого получился небольшой проект, который с лёгкостью может повторить любой разработчик.

Я студент, живу в общежитии. В комнате всегда проблемы с микро-климатом: то жарко, то холодно, то воздуха не хватает, а для комфортной работы и учёбы хотелось жить в нормальных условиях.

Итак, приступим.

Необходимый минимум

В углу завалялся старый, но достаточно мощный вентилятор.

Также есть Arduino Uno, оставшаяся со школьных времен.

Дополнительно купил датчик температуры и влажности, реле-модули. Для проекта принято решение арендовать VPS на Centos 7.

Разработка

Пишем скетч для Arduino. Он умеет отправлять данные с датчика и принимать информацию с компьютера.

  #include <Adafruit_GFX.h>   #include <Adafruit_PCD8544.h>   #include "DHT.h"   #define DHTPIN 2 // номер пина, к которому подсоединен датчик   int fanPin = 3;   byte incomingByte;   DHT dht(DHTPIN, DHT22);    void setup() {     pinMode(fanPin, OUTPUT);     Serial.begin(9600);     dht.begin();   }    void loop() {     // Задержка 2 секунды между измерениями     delay(2000);     //Считываем влажность     float h = dht.readHumidity();     // Считываем температуру     float t = dht.readTemperature();     // Проверка удачно прошло ли считывание.     if (isnan(h) || isnan(t)) {       Serial.println("Не удается считать показания");       return;     }       Serial.print(" ");     Serial.print( h );     Serial.print(" ");     Serial.print(t);     Serial.print(" \n");      if (Serial.available() > 0) {       incomingByte = Serial.read();        if(incomingByte == '0'){         digitalWrite(fanPin, HIGH);       }       else if (incomingByte == '1'){         digitalWrite(fanPin, LOW);        }         Serial.print("I received: ");         Serial.println(incomingByte, DEC);     }   }

После этого пишем небольшую программу на ASP.Net Сore которая принимает данные с Arduino и пишет их в базу данных. А также читает данные из БД, включает / отключает реле-модули через Arduino.

        public void Program()         { weatherContext db = new weatherContext();             var serialPort = new SerialPort("COM3")             {                 BaudRate = 9600,                 Parity = Parity.None,                 StopBits = StopBits.One,                 DataBits = 8,                 Handshake = Handshake.None             };             serialPort.Open();             var reg = new Regex(@"[0-9]{2}\.[0-9]{2}\s[0-9]{2}\.[0-9]{2}");              List<DeviceDTO> deviceDTOs = new List<DeviceDTO>();             var userDevices = db.UserDevices.Where(d => d.UserId == 0);             foreach (var userDevice in userDevices)             {                 var device = db.Devices.Where(d => d.Id == userDevice.DeviceId).FirstOrDefault();                 if (device != null)                 {                     DeviceDTO deviceDTO = new DeviceDTO()                     {                         Id = device.Id,                         Status = device.Status,                         Name = device.Name                     };                     deviceDTOs.Add(deviceDTO);                 }             }             while (true)             {                 DeviceActivator(serialPort, deviceDTOs);                 string message = serialPort.ReadExisting();                 Console.WriteLine("message is: " + message);                 var match = reg.Match(message);                 IFormatProvider formatter = new NumberFormatInfo { NumberDecimalSeparator = "." };                 if (match.Success)                 {                     string a = message.Substring(0, 5);                     double humidity = double.Parse(a, formatter);                     double temperature = double.Parse(message.Substring(6, 5), formatter);                      List<MeteringWriteDTO> meterings = new List<MeteringWriteDTO>();                     var meteringTemperature = new MeteringWriteDTO()                     {                         Id = meteringCount + 1,                         Date = DateTime.UtcNow,                         Value = temperature,                         SensorId = 0,                     };                     meterings.Add(meteringTemperature);                     var meteringHumidity = new MeteringWriteDTO()                     {                         Id = meteringCount + 1,                         Date = DateTime.UtcNow,                         Value = humidity,                         SensorId = 1,                     };                     meterings.Add(meteringHumidity);                     SetSecondMetering(meterings);                     Console.WriteLine(message + DateTime.UtcNow + '\n');                     System.Threading.Thread.Sleep(1000);                 }                 if (DateTime.UtcNow.Second == 0)                 {                     SetMinuteMetering();                 }                 if (DateTime.UtcNow.Minute == 0 && DateTime.UtcNow.Second == 0)                 {                     SetHourMetering();                 }                 if (DateTime.UtcNow.Hour == 0 && DateTime.UtcNow.Minute == 0 && DateTime.UtcNow.Second == 0)                 {                     AddDay();                 }             }         }

На сервере развернулась небольшая база данных на PostgreSQL.

Таблица, куда пишутся данные с датчиков выглядит так:

Также есть таблица, хранящая информацию об устройствах:

И с этого момента началось создание клиент-серверного приложения на ASP.NET Core, которому предстояло попасть на сервер. Главная страница сейчас выглядит так:

Как видим, всё кратко и ёмко. Можно изменить статус устройства и посмотреть показания датчиков за определённый промежуток времени.

Итоги

Тестируем, что получилось:

Всё работает! Вентилятор запускается и выключается почти без задержек.

Планируется добавить графики с показаниями датчиков, систему авторизации, чтобы другие пользователи могли развернуть эту систему у себя дома. Можно легко настроить значения, при которых устройства будут включаться автоматически. Также количество датчиков и устройств предполагается увеличить.

Если заинтересовал проект, то могу сделать отдельные статьи по каждому шагу разработки.