Details

Данная работа посвящена проектированию и созданию программно-аппаратной системы управления умными шторами с использованием мобильного приложения. Основной целью стало создание универсального Android-приложения, обеспечивающего управление шторами через Wi-Fi, а также реализация голосового управления с использованием возможностей распознавания речи и интеграции с внешними системами автоматизации. В ходе выполнения работы были решены следующие задачи: 1. Проведен анализ существующих решений в области автоматизированных штор и мобильных интерфейсов управления. 2. Разработана и собрана система управления шторами на базе Arduino Nano и ESP8266. 3. Реализовано сетевое взаимодействие через MQTT-протокол и REST API. 4. Разработано Android-приложение с вкладками управления, статуса, конфигурации и голосового ввода. 5. Проведено тестирование системы, включая автоматическое обнаружение устройств, стабильность связи и работу голосового управления. Работа выполнена на основе самостоятельного изучения принципов построения IoT-систем, особенностей протокола MQTT, архитектуры Android-приложений и интеграции голосовых интерфейсов. Полученная система обеспечивает надёжное управление шторами с возможностью ручного, голосового и сценарного (через MQTT) взаимодействия, отличается стабильностью, адаптивностью и возможностью масштабирования под другие компоненты умного дома.

This work is dedicated to the design and development of a hardware-software system for smart curtain control using a custom mobile application. The primary goal was to create a universal Android application enabling control of curtains over Wi-Fi and to implement voice command support via built-in speech recognition and integration with external smart home systems. The following tasks were addressed during the course of the work: 1. An analysis of existing smart curtain solutions and mobile control systems was conducted. 2. A curtain automation system was designed and assembled using Arduino Nano and ESP8266 modules. 3. Network interaction was implemented using the MQTT protocol and a REST API. 4. A multifunctional Android application was developed, featuring control, status monitoring, configuration tabs, and voice input support. 5. The system was tested in terms of device discovery, connection stability, and voice command handling. The project was carried out through independent study of IoT architecture, MQTT communication protocols, Android application development, and voice interface integration. The resulting system offers reliable control of curtains through manual, voice, and automated (MQTT-based) interaction, while being stable, flexible, and extensible for broader smart home applications.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ
  • Xiaomi Mijia Smart Curtain
  • Возможности: управление через MiHome, голосовой контроль Google Assistant и Amazon Alexa, автоматические сценарии по времени и уровню освещённости.
  • Цена: 16 000 ₽.
  • Преимущества: лёгкая интеграция в экосистему Xiaomi, высокая надёжность.
  • Рекомендации: оптимальный выбор для пользователей, уже обладающих устройствами Xiaomi.
  • Электрокарниз Izba Tech
  • Возможности: голосовое управление через Яндекс Алису, поддержка Zigbee, создание автоматических сценариев.
  • Цена: 15 000 ₽.
  • Преимущества: гибкость в настройке сценариев, простота монтажа и надежность.
  • В целом современные электрические карнизы обеспечивают автоматизированное управление освещением и конфиденциальностью, однако большинство из них являются закрытыми решениями с ограниченным набором функций и без возможности редактирования исходного кода.
  • 1.2. Сравнительный анализ протоколов связи
  • 1.3. Сравнительный анализ MQTT брокеров
  • 1.4. Сравнительный анализ голосовых помощников
  • 1.5. Обзор проектного решения
• ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА
  • 2.1. Проектирование механической части проекта
  • 2.2. Проектирование управляющей части проекта
  • 2.3. Проектирование топологии проекта
• ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ, ИНТЕГРАЦИЯ И НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ
  • 3.1 Настройка, тестирование и отладка системы
  • 3.2 Создание и настройка сервера MQTT
  • 3.3. Разработка программного обеспечения для контроллеров системы
    • 3.3.1 Разработка кода для основного контроллера
    • 3.3.2 Разработка кода для контроллера связи
  • 3.4. Настройка навыка «Домовенок Кузя»
  • 3.5 Разработка мобильного приложения для управления «Умными шторами»
    • 3.5.1 Интерфейс приложения
    • 3.5.2 Логика приложения
  • 3.6 Тестирование работы системы
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1. КОД ARDUINO NANO
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2. КОД ARDUINO ESP8266
• ПРИЛОЖЕНИЕ 3. КОД ANDROID ПРИЛОЖЕНИЯ