Smart Home Automation System

Abstract

يهدف هذا المشروع إلى تصميم وتطبيق نظام تحكم منزلي ذكي رخيص الثمن ومرن من حيث المزايا وقابل للتوسعة من حيث الحجم، اعتمادا على تكنولوجيا األردوينو و االتصال الالسلكي (Wi-Fi)، اضافة الى ذلك سيتم تطبيق مجموعة من االساليب التقنية و البرمجية بحيث يتم تخفيف االستهالك الكهربائي في المنزل و توفير أفضل تحكم باألحمال الكهربائية المنزلية، كما و سيكون الوصول للنظام ممكنا من أي مكان بالعالم و باي وقت كان. بشكل أساسي النظام سوف يعتمد على تكنولوجيا ولوحات األردوينو، في البداية قمنا بتحديد األجهزة المنزلية الكهربائية التي سيتم التحكم بها و عدد الغرف المنزلية ، ونوع المعلومات و البيانات التي سوف يقوم النظام بجمعها من البيئة الداخلية و على ما سبق، قمنا بتصميم دائرة كهربائية عامة قادرة على القيام بكامل و ً الخارجية للمنزل، بناء ظائف التحكم و جمع المعلومات من الحساسات الكهربائية المختلفة ، جميع هذه الدوائر الكهربائية سوف تكون متصلة بموقع على شبكة اإلنترنت و ذلك باستخدام االتصال الالسلكي ال (Wi-Fi)، من ثم يتصل هذا الموقع بالمستخدم عن طريق تطبيق ذكي يعمل على نظام األندرويد. في نهاية هذا المشروع تمكنا من إنتاج نموذج نهائي لنظام تحكم منزلي ذكي كامل بحيث يكون مطبق على وحدة سكنية محددة عملنا عليها كعينة د ارسية، بحيث يتم تعميم النظام الحقا لالستخدام المنزلي التجاري العام. حيث أن النظام النهائي قادر على التحكم باألدوات واألجهزة الكهربائية المنزلية المختلفة مثل: اإلضاءة والمخارج الكهربائية )المقابس( و وحدات التكييف و التبريد، كما و قادر على عرض االستهالك الكهربائي المنزلي اللحظي و توليد الطاقة الكهربائية من نظام الخاليا الشمسة المنزلي و درجة الحرارة و الرطوبة في كل غرفة على حدة، كما و يحتوي على نظام إنذار من الحريق و الغازات السامة و نظام اإلنذار من السرقة، كما و يمتلك النظام مجموعة من اآلليات التي تعمل على ترشيد االستهالك الكهربائي المنزلي. The aim of this paper is to design and implement a cheap, flexible, scalable Smart Home Automation System based on Arduino Technology and Wi-Fi connection, in addition to apply specific techniques for power consumption reduction and load management. The system will be accessible anywhere, anytime. The project will rely on Arduino Technology and NodeMCU boards, at the beginning we determined the electrical appliances to be controlled in the house, number of rooms to be controlled and type of information and data to be collected from indoor/outdoor environment, then we designed 3 general circuits that perform the whole process (master, indoor slave and outdoor slave), all will be connected to a cloud database that communicates with the user by an android application connected to the internet. At the end of this project, we produced a fully working system (prototype) for small presentation room as a case study that could be generalized for residual use. The system is able to control all home electrical units and appliances like: lights, sockets, HVAC (Heating, Ventilating and air conditioning) units, fire, gas and intruder siren systems, in addition to monitor the real time power consumption, a PV system generation and the current room's temperature and humidity. Furthermore, the system is able to reduce power consumption using predefined algorithms