Интернет вещей и умный дом в Cisco Packet Tracer 7.

IOT — концепция пространства, в котором все из аналогового и цифрового миров может быть совмещено – это переопределит наши отношения с объектами, а также свойства и суть самих объектов. © Роб Ван Краненбург. 

По одному из определений, с точки зрения IoT, «вещь» – любой реальный или виртуальный объект, который существует и перемещается в пространстве и времени и может быть однозначно определен.
Интернет вещей – это не просто множество различных приборов и датчиков, объединенных между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к сети Интернет, а это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в котором общение производится между людьми и устройствами.

Компонеты та возможности которые предоставляет Cisco Packet Tracer для проектирования умных домов, умных городов (рис.1):

1 - сетевые устройства

2 - конечные устройства

3 - компоненты

4 - соединения

5 - другое

6 - соединение мультипользователя

Рисунок 1. Панель елементов

Рассмотрим конечные устройства и компоненты.

На вкладке конечных устройств, что изображена на рис.2, мы имеем несколько категорий: 

Рисунок 2. Конечные устройства

1 - Конечные устройства (ПК, смартфон, телефон, сервер, телевизор);

2 - дом, содержащие таковые елементы, изображенные на рис.3:

Елементы умного дома

• умный кондиционер;
• умная кофеварка;
• аккумулятор;
• блютуз динамик;
• детекторы карбона дио- и моноксида;
• умный вентилятор на потолке;
• умные двери;
• смарт-нагреватель;
• умные ворота;
• домашний динамик;
• умный увлажнитель;
• контроллеры влаги;
• умный полив газона;
• умная лампа;
• детектор движения;
• портативный музыкальный проигрыватель;
• вольтметр;
• датчик дыма;
• солнечная батарея;
• измеритель звуковой  частоты;
• контроллер температуры;
• умный термостат;
• умный водосток;
• датчик уровня воды;
• вебкамера;
• датчик ветра;
• умное окно.

Рисунок 3. Елементы умного дома

3 -  умный город, который включает в себя такие елементы (рис. 4):

• контроллер атмосферного давления;
• аккумулятор;
• блютуз-маячки;
• датчик карбон монооксида;
• умный вентилятор;
• машина;
• вольтметр;
• радио-метка;
• детектор радио-меток;
• LED-лампа;
• солнечная батарея;
• умный фонарь;
• датчик ветра. 

Рисунок 4. Елементы умного дома

4 - промышленные компоненты (рис. 5):

• аккумулятор;
• детектор кабона моно- и диоксида;
• датчик огня;
• пожарогаситель;
• умный нагреватель
• умный увлажнитель;
• вольтметр;
• радио-метка;
• детектор радио-меток;
• генератор сигналов;
• LED-лампа;
• солнечная батарея;
• контроллер температуры;
• термостат;
• детектор движения;
• умный водосток;
• датчик ветра;
• ветрогенератор.

Рисунок 5. Промышленные компоненты

5 - Энергосистема (рис.6):

• аккумулятор;
• вентилятор;
• вольтметр;
• солнечная батарея;
• датчик ветра;
• ветрогенератор;

Рисунок 6. Елементы энергосистемы

 Компоненты (рис. 7):

1. Платы MCU и SBC, умное устройство

С помощью плат можно запрограммировать умное устройство и создать свой компонент с новыми функциями

Рисунок 7. Компоненты

2. Исполнительные механизмы:

• кондиционер;
• лампа тревоги;
• пожаротушитель;
• тусклая лампа;
• напольный пожаротушитель;
• нагревающий елемент;
• LCD;
• LED;
• мотор;
• пьезо-динамик;
• цветной LED;
• сервомотор;
• умный LED;
• динамик.

Рисунок 8. Исполнительные механизмы

3. Сенсоры (рис. 9)

• сенсор давления;
• сенсор окружения;
• программируемый сенсор;
• сенсоры влажности;
• мембранный потенциометр;
• сенсор металла;
• сенсор движения;
• фото-сенсор;
• потенциометр;
• кнопка переключения;
• кнопку одноразового нажатия:
• переключатель;
• сенсор дыма;
• сенсор звука;
• сенсор температуры;
• постоянно нажимаемая кнопка;
• лезерный сенсор движения;
• детектор воды;
• сенсор воды;
• сенсор ветра.

Рисунок 9. Сенсоры

Для проэктирования умных домов или умных городов, сенсоры и прочие компроненты можно настраивать.

Умные устройства можно соединить друг с другом напрямую с помощью специального кабеля (рис. 10).

Рисунок 10. Кабель для соединения вещей

Проект умного дома

Пример умного дома содержит шлюз управления, термостат с кондиционером и нагревателем с контроллером температуры, кофеварку, динамик, окно, лампу. 

Шлюз управления содержит четыре вкладки настроек, среди которых - физический вид (рис. 12), который можно изменить.

Рисунок 11. Физический вид

Во второй вкладке находятся настройки IP, глобальные настройки и настройки интерфейсов, которые есть в шлюзе (рис. 14).

Рисунок 12. Вкладка настроек интерфейсов

 IP адрес и маску можно указать в настройках локальной сети (рис 13.)

Рисунок 13. Настройки локальной сети

Во вкладке настроек беспроводных интерфейсов можно указать SSID, ширину канала, зону покрытия, тип шифрования (рис. 14).

Рисунок 14. Настройки беспроводных интерфейсов

В панеле графического интерфейса мы можем включить НТТР или НТТРS  и добавлять файлы (рис. 15).

Рисунок 15. Панель графического интерфейса пользователя

Последний раздел задает свойства и аттрибуты устройства.

Рассмотрим стандартные вкладки умных устройств. Первая вкладка - спецификация (рис. 16)

В ней указаны функции и свойства устройства, его назначение. Ее можна редактировать.

Рисунок 16. Спецификация устройства

Вторая дополнительная вкладка  - настройки ввода-вывода. Там находится набор сетевых адаптеров, аналоговых и цифровых портов, беспроводных адаптеров (рис. 19).

Рисунок 18. Настройки ввода-вывода

Третья панель - панель настройки физического вида устройства и его компонентов.

Четверта вкладка - настройки (рис.20). Там находятся глобальные и сетевые настройки, там же можно настроить IP- адрес и адрес сервера, который будет управлять устройством.

Рисунок 19. Панель глобальных настроек       

В настройка беспроводной сети можно указать тип IP- адресации и аутентификации (рис.21).                                                                                                               

Рисунок 20. Панель беспроводных настроек     

Так же есть панель отображения устройства, на которой можно настроить параметры отображения интерфейсов, добавить к устройству новые компоненты (рис.22).

Рисунок 21. Настройка

Также есть панель программирования (рис.23). В ней находятся листинги кодов, которые можно изменять или добавлять свои

Рисунок 22. Панель программирования

Рисунок 23. Вкладка свойств и аттрибутов

Cisco Packet Tracer имеет большой набор компонентов и возможностей для проэктирования умных домов и городом, облегчая тем самым работу по платированию такой сети.