PDF de programación - Aplicaciones orientadas a la domótica con Raspberry Pi

Trabajo Fin de Grado
Grado en Ingeniería de las Tecnologías de
Telecomunicación



Aplicaciones orientadas a la domótica con
Raspberry Pi

Autor: Claudio González Domínguez

Tutor: Bernardo Palomo Vázquez

Equation Chapter 1 Section 1

Departamento de Ingeniería Electrónica
Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2015



























































Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación

Trabajo Fin de Grado







Aplicaciones orientadas a la domótica con

Raspberry Pi



Autor:

Claudio González Domínguez





Tutor:

Bernardo Palomo Vázquez







Departamento de Ingeniería Electrónica

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2015



























iii



























































































Trabajo Fin de Grado: Aplicaciones orientadas a la domótica con Raspberry Pi













Autor: Claudio González Domínguez

Tutor: Bernardo Palomo Vázquez





El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:

Presidente:







Vocales:









Secretario:

Acuerdan otorgarle la calificación de:













Sevilla, 2015







v



El Secretario del Tribunal































































































































































A mi familia

A mis maestros



vii





















































































Agradecimientos

En primer lugar, quiero agradecer a mi tutor Bernardo Palomo Vázquez, por darme la oportunidad de realizar
este trabajo fin de grado y por la ayuda y dedicación durante el desarrollo del mismo.

También, dar las gracias a todos mis profesores y compañeros durante todos los años de estudio por ayudarme
a adquirir los conocimientos para poder realizar este proyecto.

Finalmente, agradecer a mi familia y amigos por apoyarme y animarme durante estos meses de dedicación
continua a este trabajo.

Claudio González Domínguez

Sevilla, 2015





ix











































Resumen

Este trabajo final de grado consiste en diseñar y construir una aplicación orientada a la domótica con la placa
Raspberry Pi. En concreto un sistema de seguridad, el cual es posible administrar remotamente y que
funcionará tanto manual como automáticamente. Se explicará en que consiste la Raspberry Pi y cual es su
estructura. Se verán los sistemas operativos más usados.

En cuanto a la aplicación, se explicarán cuales han sido los componentes elegidos para desarrollar el trabajo y
los motivos de esa elección, el montaje y configuración de estos y el funcionamiento del sistema completo.

Se mostrará la interfaz de usuario implementada para la aplicación y se explicará como usarla así como los
pasos necesarios para programarla.

En definitiva se verá cómo se puede construir con una pequeña placa un sistema de seguridad que detecte la
presencia de intrusos y cómo poder vigilar una habitación desde cualquier lugar con conexión a internet.

Además se estudiarán varias posibilidades para mejorar la aplicación en general.















































xi























































































Abstract

This final degree project consists of designing and building an application oriented to home automation with
Raspberry Pi board. In particular a security system, which can remotely manage and operate both manually
and automatically. It will explain that the Raspberry Pi consists and what is its structure. The most used
operating systems will be seen.

As to the application, this document will explain which components have been selected to develop the work
and the reasons for that choice, installation and configuration of these and operation of the entire system.

It will be shown the user interface for the application implemented and shall be explained how to use it and the
steps required to program.

Ultimately it will be seen how to build a security system that detects intruders with a small board and how to
monitor a room from anywhere with internet access.

In addition, several possibilities will be explored to improve the application in general.

-Translation by google-













































xiii











































































Índice

ix

xi

xiii

xv

xvii

xix

xxi

1
2
3

5
6
8
9
9
9
10
10
10
10
10
10
11
12

13
13
13
14
15
16
17
18
19
21
22
25
25
27
27
32

Agradecimientos

Resumen

Abstract

Índice

Índice de Tablas

Índice de Figuras

Notación

1.

Introducción

1.1. Objetivos Del Proyecto
1.2. Motivaciones

2. Raspberry Pi

2.1. Hardware

2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
2.1.5.
2.1.6.
2.1.7.
2.1.8.
2.1.9.
2.1.10.

Puertos USB
Pines GPIO
Conector DSI
Conector CSI
Almacenamiento
Puerto Ethernet
Alimentación
Salidas de audio
Conector HDMI

Broadcom BCM2835

2.2.

Software

2.2.1.

Instalación del Sistema Operativo

3. Diseño e implementación de la aplicación

3.1.

Componentes

Raspberry Pi. Modelo B+
Cámara

3.1.1.
3.1.2.
3.1.3. Micro Servo SG90
3.1.4.
3.1.5.
3.1.6.

Sensor PIR
Relés
Adaptador USB Wifi

3.2. Montaje

3.2.1.

Diagrama de conexiones

3.3.
3.4.

Entorno Web
Configuración

3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.

Raspberry Pi Camera
Adaptador Wifi
Servidor PHP
Servicio NO-IP



xv



3.4.5. Motion
3.4.6.
Yowsup

3.5.

Funcionamiento

3.5.1.
3.5.2.

Servidor PHP + Base de datos
PHP + Python

4. Conclusiones

4.1.

Posibles mejoras futuras

Referencias

Anexo A: Código interfaz de usuario

33
33
34
34
36

45
45

49

51







































































Tabla 2–1 Modelos Raspberry Pi

Tabla 2–2 Elementos Raspberry Pi. Modelo B+

Tabla 3–1 Características Raspberry Pi. Modelo B+

Tabla 3–2 Características Raspberry Pi Camera

Tabla 3–3 Cracterísticas Micro Servo SG90

Tabla 3–4 Características sensor PIR KC7783

Tabla 3–5 Especificaciones adaptador Wifi TL-WN725N


ÍNDICE DE TABLAS

7

8

13

14

15

16

18











































xvii



































































ÍNDICE DE FIGURAS

2

5

6

7

8

9

12

14

15

16

17

17

18

19

19

20

20

21

22

22

23

23

24

24

25

26

26

28

29

30

30

31

31

32





Figura 1-1 Diagrama domótica

Figura 2-1 Logo Raspberry Pi

Figura 2-2 Primer prototipo Raspberry Pi

Figura 2-3 Elementos Raspberry Pi. Modelo B+

Figura 2-4 Diagrama LAN9514

Figura 2-5 Pines GPIO

Figura 2-6 Captura programa Win32 Disk Imager

Figura 3-1 Raspberry Pi. Modelo B+

Figura 3-2 Raspberry Pi Camera

Figura 3-3 Micro Servo SG90

Figura 3-4 Sensor PIR KC 7783

Figura 3-5 Módulo 4 relés

Figura 3-6 Adaptador USB Wifi TL-WN725N

Figura 3-7 Caja de registro

Figura 3-8 Orificios sujeción caja de registro

Figura 3-9 Vista anterior sistema final

Figura 3-10 Vista superior sistema final

Figura 3-11 Diagrama de conexiones

Figura 3-12 Conexión Raspberry Pi Camera

Figura 3-13 Página de inicio

Figura 3-14 Modo de operación

Figura 3-15 Página aviso activación

Figura 3-16 Página de streaming

Figura 3-17 Página de control

Figura 3-18 Conexión cámara a Raspberry Pi

Figura 3-19 Menú de configuración Raspberry Pi

Figura 3-20 Submenú de configuración Raspberry Pi Camera

Figura 3-21 Fichero /etc/php5/apache2/php.ini

Figura 3-22 Interfaz phpMyAdmin

Figura 3-23 Interfaz phpMyAdmin (Crear base de datos)

Figura 3-24 Interfaz phpMyAdmin (Crear tabla)

Figura 3-25 Interfaz phpMyAdmin (Campos tabla)

Figura 3-26 Interfaz phpMyAdmin (Insertar usuario)

Figura 3-27 Fichero /etc/init.d/noip2



xix



Figura 3-28 Funcionamiento servidor web

Figura 4-1 Batería recargable

Figura 4-2 Conexiones dispositivos a módulo de relés

Figura 4-3 Zumbador 12V

Figura 4-4 Raspberry Pi NoIR Camera

Figura 4-5 Imagen tomada Pi NoIR Camera

Figura 4-6 Imagen tomada Raspberry Pi Camera


35

46

46

47

47

48

48





















































Notación

Trabajo Fin de Grado

HyperText Markup Language (Lenguaje de marcas de hipertexto)

PHP Hypertext Pre-processor

General Purpose Input/Output (Entrada/Salida de Propósito General)

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (Transmisor-Receptor Asíncrono
Universal)

Bus de comunicaciones en serie. Inter-Integrated Circuit (Inter-Circuitos
Integrados)

Serial Peripheral Interface (Bus de Interfaz de Periféricos Serie)

WI-FI. Nombre comercial comunicación inalámbrica.

Universal Serial Bus

Passive Infrared (Sensor Infrarrojo Pasivo)

High-Definition Multimedia Interface (Interfaz multimeda de alta definición)

No Infrared (No emplea filtro infrarrojo)

Single Board Computer (Ordenador de placa reducida)















































xxi

TFG

HTML

PHP

GPIO

UART

I2C

SPI

WIFI

USB

PIR

HDMI

NoIR

SBC