Розробка мобільного додатку для розумної будівлі (Building Management System)

Розробка мобільних додатків для розумного будівлі (BMS)

BMS-проекти починаються однаково: замовник показує схему будівлі з контролерами Siemens Desigo CC, Schneider Electric EcoStruxure або Johnson Controls Metasys та говорить «хочемо видіти все це у телефоні». За цим «все це» скриваються десятки протоколів, polling-цикли від 1 секунди до 15 хвилин, історична база на роки назад та вимога працювати навіть коли основний сервер BMS перезагружається.

Протоколи та шлюзи

Промислові BMS говорять на BACnet/IP, Modbus TCP/RTU, KNX/IP та LonWorks. Напрямку з них не ходять — між контролерами та REST/WebSocket API стоїть шлюз або middleware.

Типовий стек інтеграції:

Niagara Framework 4 (Tridium) — де-факто стандарт для великих об'єктів. Він умеє нормалізувати BACnet-об'єкти в єдиний REST API (/haystack/api/read?filter=bacnet) та віддавати WebSocket-стрім змін. Робота з Haystack API через Dart:

class HaystackClient {
  final Dio _dio;
  final String _baseUrl;

  HaystackClient(this._baseUrl, String username, String password) :
    _dio = Dio(BaseOptions(
      baseUrl: _baseUrl,
      headers: {
        'Authorization': 'Basic ${base64Encode(utf8.encode('$username:$password'))}',
        'Accept': 'application/json',
      },
    ));

  Future<List<HaystackRow>> read(String filter) async {
    final response = await _dio.get('/haystack/api/read',
        queryParameters: {'filter': filter});
    final grid = HaystackGrid.fromJson(response.data);
    return grid.rows;
  }

  Future<Map<String, dynamic>> readPoint(String pointId) async {
    final response = await _dio.get('/haystack/api/hisRead',
        queryParameters: {
          'id': '@$pointId',
          'range': 'today',
        });
    return response.data;
  }
}

Для об'єктів з MQTT-шлюзом (Node-RED конвертує BACnet → MQTT JSON) використовуйте mqtt_client у Flutter. Топіки організуйте по ієрархії будівлі: building/{buildingId}/floor/{floor}/zone/{zone}/{parameter}.

Архітектура даних реального часу

Найскладніший момент у BMS-додатку — не підключення, а управління потоком даних. Температура у 200 зонах оновлюється кожні 30 секунд, освітлення — за подією, енергоспоживання — кожну хвилину. Все це неможна переписувати при кожному перерисуванні UI.

Рішення — централізований DataHub на рівні додатка:

class BmsDataHub {
  final MqttClient _mqtt;
  final _streams = <String, BehaviorSubject<BmsPoint>>{};

  Stream<BmsPoint> watchPoint(String pointId) {
    if (!_streams.containsKey(pointId)) {
      _streams[pointId] = BehaviorSubject();
      _mqtt.subscribe('building/+/+/+/$pointId', MqttQos.atLeastOnce);
    }
    return _streams[pointId]!.stream;
  }

  void _onMessage(List<MqttReceivedMessage<MqttMessage>> events) {
    for (final event in events) {
      final topic = event.topic;
      final payload = MqttPublishPayload.bytesToStringAsString(
          (event.payload as MqttPublishMessage).payload.message);
      final point = BmsPoint.fromJson(jsonDecode(payload));
      _streams[point.id]?.add(point);
    }
  }
}

BehaviorSubject з пакета rxdart зберігає останнє значення — віджет, підписаний після приходу даних, одразу отримує актуальний стан без чекання на наступний цикл polling.

Інтерактивний план етажу

Замовники завжди хочуть план будівлі з живими даними. Конвертуйте DXF або SVG-план у SVG (через ODA File Converter для DXF), рендеріть через flutter_svg + InteractiveViewer. Точки датчиків — overlay поверх SVG з позиціонуванням за нормалізованими координатами:

class FloorPlanWidget extends StatelessWidget {
  final FloorPlan plan;
  final Map<String, BmsPoint> liveData;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return LayoutBuilder(builder: (context, constraints) {
      return Stack(children: [
        SvgPicture.asset('assets/floors/${plan.id}.svg',
            width: constraints.maxWidth),
        ...plan.sensors.map((sensor) => Positioned(
          left: sensor.x * constraints.maxWidth,
          top: sensor.y * constraints.maxHeight,
          child: SensorMarker(
            point: liveData[sensor.pointId],
            type: sensor.type,
          ),
        )),
      ]);
    });
  }
}

Маркери змінюють колір за порогами: зелений (норма), жовтий (попередження), червоний (аварія). Пороги беруть з BMS-конфігурації, не хардкодять.

Управління: запис значень в BACnet-точки

Читати простіше, ніж писати. Для командування BACnet-точками (setpoint температури, включення/выключення освітлення) через REST-шлюз:

Future<void> writePoint(String pointId, dynamic value) async {
  // Оптимістичне оновлення UI
  _hub.updateLocally(pointId, value);

  try {
    await _api.put('/haystack/api/pointWrite', data: {
      'id': '@$pointId',
      'level': 8,  // приоритет записи BACnet (1-16, нижче = вище приоритет)
      'val': value,
      'who': _authService.currentUser,
      'duration': 'PT0S',  // permanent
    });
  } on DioException catch (e) {
    // Откат при ошибке
    _hub.revertLocally(pointId);
    rethrow;
  }
}

BACnet Priority Array — деталь, яку ігнорують і потім не можуть зрозуміти, чому уставка температури не змінюється: контролер приймає команди, але вони перебиваються більш високим приоритетом з BMS-розписання (рівні 2-4). Рівень 8 — стандартний для ручного оператора.

Алерти та журнал событій

Аварійні события з BMS приходять через MQTT або WebSocket. Локальні push-сповіщення генеруємо через flutter_local_notifications, серверні push (коли додаток закритий) — через FCM з високим приоритетом (priority: high, content_available: true).

Журнал событій: SQLite через drift для офлайн-зберігання 30 днів історії, страничне завантаження з API для більш старих записів.

Розграничення прав

У реальних об'єктах різні користувачі видять різні етажі та зони. Права зберігаються на backend, мобільний клієнт запитує список доступних об'єктів при логіні та не будує маршрути до недоступних ресурсів. Спроба написати в заборонену точку → HTTP 403 → локальний откат + сповіщення користувачу.

Розробка мобільного BMS-клієнта з відображенням плану етажу, real-time даними через MQTT/WebSocket та управлінням setpoints: 8–12 тижнів. Повнофункціональна система з підтримкою кількох об'єктів, історичними графіками, алертами та розграниченням прав: 4–6 місяців. Вартість розраховується індивідуально після аналізу протоколів контролерів та вимог до інтеграції.