A smart distributed automated and remote-controlled domestic System based on an ESP32 microcontroller and Wi-Fi communication

Abstract

The Project aims to design and implement an IoT application for the management of a smart home. In a way that is easy to implement, to help us monitor the status of the home and act on the devices remotely. To carry this out, several elements are needed: sensors, actuators and microcontrollers in the hardware part. In the software part, we will need an IDE to be able to program and compile the code. As well as a web page to monitor and control the status of the different actuators. Of course, it will also be necessary to use different types of communication to send and receive the data, based mainly on the Wi-Fi, HTTP and UDP protocols. The distribution of the home system will be as follows: a main room, called room 1, which will act as the main server and client number 1 in turn. This ESP32 will manage the monitoring and remote control centrally, through the web page that it will generate. Then, there are room 2 and room 3, one located in the bedroom and another one on the balcony. The sensors used in rooms 1 and 2 will be for light, temperature and motion detection. On the other hand, in room 3, the temperature sensor will be replaced by one for soil moisture. Control from the web page will only be possible if the manual mode is activated by means of a button. In case the manual mode is deactivated, the system will be automated. As a result, the actuators will turn on or off depending on whether motion is detected and the light and temperature levels received by the sensors. The automation will be distributed - each client will act on their own environment.

El Projecte té com a objectiu dissenyar i implementar una aplicació IoT per a la gestió d'una llar intel·ligent. De manera que sigui de fàcil implementació, per ajudar-nos a monitoritzar l'estat de l'habitatge i actuar sobre els dispositius de manera remota. Per dur això a terme, ens seran necessaris diversos elements: sensors, actuadors i microcontroladors a la part de hardware. A la part de software, necessitarem un IDE per poder programar i compilar el codi. Així com una pàgina web per monitoritzar i controlar l'estat dels diferents actuadors. Per descomptat, també serà necessari l'ús de diferents tipus de comunicació per poder enviar i rebre les dades, basant-nos principalment en els protocols Wi-Fi, HTTP i UDP. La distribució de sistema domèstic serà la següent: una habitació principal, anomenada habitació 1 que actuarà com a servidor principal i client número 1 a la vegada. Aquest ESP32 gestionarà el monitoratge i el control remot de manera centralitzada, per mitjà de la pàgina web que generarà. Després, estan les habitacions 2 i 3. La primera localitzada al dormitori i la segona al balcó. Els sensors utilitzats en les habitacions 1 i 2 seran de llum, temperatura i detecció de moviment. En canvi, a l'habitació 3, es substituirà el de temperatura per un d'humitat de terra. El control des de la pàgina web només serà possible si des de la mateixa s'activa el botó de mode manual. En cas que el mode manual estigui desactivat, el sistema serà automatitzat. De manera que s'encendran o apagaran els actuadors depenent de si es detecta moviment i dels nivells de llum i temperatura que rebin els sensors. L'automatització serà distribuïda, és a dir, cada client actuarà sobre el seu propi entorn.

El proyecto tiene como objetivo diseñar e implementar una aplicación domótica para la gestión de un hogar inteligente. De manera que sea de fácil implementación, para ayudarnos a monitorizar el estado de la vivienda y actuar sobre los dispositivos de manera remota. Para llevar esto a cabo, nos serán necesarios varios elementos: sensores, actuadores y microcontroladores en la parte de hardware. En la parte de software, necesitaremos un IDE para poder programar y compilar el código. Así como una página web para monitorizar y controlar el estado de los diferentes actuadores. Por supuesto, también será necesario el uso de diferentes tipos de comunicación para poder enviar y recibir los datos, basándonos principalmente en los protocolos Wi-Fi, HTTP y UDP. La distribución del sistema doméstico será la siguiente: una habitación principal, llamada habitación 1 que actuará como servidor principal y cliente número 1 a su vez. Este ESP32 gestionará la monitorización y el control remoto de manera centralizada, mediante la página web que generará. Después, están las habitaciones 2 y 3, la primera localizada en el dormitorio y la segunda en el balcón. Los sensores utilizados en las habitaciones 1 y 2 serán de luz, temperatura y detección de movimiento. En cambio, en la habitación 3, se sustituirá el de temperatura por uno de humedad del suelo. El control desde la página web solo será posible si desde la misma se activa mediante un botón el modo manual. En caso de que el modo manual esté desactivado, el sistema será automatizado. De manera que se encenderán o apagarán los actuadores dependiendo de si se detecta movimiento y de los niveles de luz y temperatura que reciban los sensores. La automatización será distribuida, es decir, cada cliente actuará sobre su propio entorno.