python硬件编程智能家居_适合程序员的智能家居

前言

看到最近智能家居的讨论挺火，我也来分享下在智能家居这块的体会。我主要改造了我租的房子的室灯。主要实现功能有：监控室内环境，改装了室灯，光线暗的时候有人时自动开灯，光线亮自动灭灯,可红外用遥控器、手机客户端改变阈值。

材料

主控板：Arduino UNO/Mega2560（IO口多）

传感器：光敏电阻、DHT11温湿度传感器、串口WIFI模块、红外遥控探头、红外人体探测器、5V继电器（220V）

布线

室灯控制还是很简单的，控制电源即可。

首先使用继电器接管室灯的电线。

然后放置红外人体探测器，我把它朝向房间门口。

温湿度传感器、光敏电阻、wifi模块、红外遥控探头就比较随意了，合理放置就行。

程序开发

Arduino开发工具官方有提供，代码类似c语言，有很多第三方库，开发非常容易。最让我感到幸福的是VS也有相应的开发环境，有个插件叫做Visual Micro。

控制电路无非就是置数字IO口高电平或低电平。

光敏电阻测光很简单，使用模拟口测电阻值，如果需要精度更高更专业的可以买专门的测光模块。

通信方式多种多样，红外遥控、射频、蓝牙、wifi，坑爹的wp不支持蓝牙串口，所以我选用的是串口wifi，使用简单，模块有自己的配置页面，我配置成接入屋里的wifi网络+模块自建AP，并使用UDP模式发送广播。

具体代码附在下面。

原型

可以使用220v~5v变压器，这样就可以把主体放到灯罩里了，而且可以使用小点的板子。

扩展

Arduino这种类似积木的搭建方法非常适合咱们程序员自己DIY，不需要自己制作电路板。在这个室灯控制的基础上咱们在扩展一下思维：

加上红外发射头就可以控制相应的红外遥控设备，一个接收一个发射组合就是万能遥控器，多个发射器可以防死角

加上常用的2.4G或者低频段的无线模块，就可以实现无线设备间通讯（模块很便宜，有兴趣可以尝试鼠标、键盘、遥控车、航模通讯）

加个舵机，拉窗帘不在话下。

再大胆点，拆开电器找到电路板，接上线，使用Arduino的数字IO直接监控/控制电器电路板。

加上语音识别模块（目前的貌似都不太理想，相对Arduino有些重，这活交给家庭网关或者手机比较好）语音控制电器。

Arduino可以方便的实现控制电源、控制/监控带电路控制的电器的电路板。

憧憬一下当WP的Cortana成熟的时候，这些设备控制，Cortana都能根据我的习惯自动搞定，并支持语音控制，全时待命，未来生活啊~

最后附上我的Arduino代码：

#include

//UNO

//#define GM_dpin A5 //光敏电阻

//#define dht_dpin 2 //温湿度传感器

//#define wifiRx_dpin 5 //WIFI接收Rx

//#define wifiTx_dpin 6 //WIFI发送Tx

//#define HW_dpin 8 //红外遥控探头

//#define RSensor_dpin 10 //红外探测器人

//#define jdq_dpin 11 //继电器

//#define light_dpin 13 //指示灯

//2560

#define GM_dpin A15 //光敏电阻

//#define wifiTx_dpin 10 //WIFI发送Rx

//#define wifiRx_dpin 11 //WIFI接收Tx

#define dht_dpin 21 //温湿度传感器

#define HW_dpin 22 //红外遥控探头

#define RSensor_dpin 23 //红外探测器人

#define jdq_dpin 29 //继电器

#define light_dpin 13 //指示灯

int ADZ = 45; //暗度阀值

int LDZ = 175; //亮度阀值

bool IsJDQOpend = false;

bool IsAutoOpen = false;

bool IsPause = false;

IRrecv irrecv(HW_dpin);

decode_results results;

dht11 DHT;

//SoftwareSerial WiFiPort(wifiRx_dpin, wifiTx_dpin);

void InitController(){

pinMode(jdq_dpin, OUTPUT);

digitalWrite(jdq_dpin, LOW);

pinMode(light_dpin, OUTPUT);

digitalWrite(light_dpin, LOW);

pinMode(RSensor_dpin, INPUT);

pinMode(GM_dpin, INPUT);

}

void closeLight(){

digitalWrite(light_dpin, LOW);

digitalWrite(jdq_dpin, LOW);

IsJDQOpend = false;

IsAutoOpen = false;

delay(2000);

}

void openLight(){

digitalWrite(light_dpin, HIGH);

digitalWrite(jdq_dpin, HIGH);

IsJDQOpend = true;

delay(2000);

}

void makePause(){

IsPause = !IsPause;

if (IsPause){

for (int i = 0; i < 5; i++)

{

digitalWrite(light_dpin, HIGH);

delay(100);

digitalWrite(light_dpin, LOW);

delay(100);

}

else{

digitalWrite(light_dpin, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(light_dpin, LOW);

}

//室灯控制器

void LightController(){

//接收红外遥控器信号

if (irrecv.decode(&results)) {

Serial.println(results.value, HEX);

if (results.value == 0xFFA25D){

//关灯

closeLight();

}

if (results.value == 0xFFE21D){

//开灯

openLight();

}

if (results.value == 0xFFC23D){

//暂停

makePause();

}

irrecv.resume();

}

if (IsPause)return;

//光敏电阻判断室内亮度

int valx = analogRead(GM_dpin);

//Serial.println(valx);

if (valx < ADZ){

//继电器如果是关的

if (!IsJDQOpend){

//红外人体检测

int val = digitalRead(RSensor_dpin);

if (val == 1)

{

//开灯

openLight();

IsAutoOpen = true;

}

else

{

return;

}

else{

if (valx > LDZ && IsJDQOpend && IsAutoOpen){

valx = analogRead(GM_dpin);

if (valx <= LDZ)return;

//环境亮，关灯

closeLight();

}

void setup(){

byte value = EEPROM.read(1);

if (value != 255)ADZ = value;

value = EEPROM.read(2);

if (value != 255)LDZ = value;

Serial.begin(115200);

Serial3.begin(115200);

InitController();

irrecv.enableIRIn();

delay(500);

Serial.println();

Serial.println("[---ZZY Hareware Startup---]");

}

void loop(){

LightController();

InfoQuery();

GetCommand();

}

long timespan;

void InfoQuery(){

unsigned long t = (micros() - timespan) / 1000000;

if (t < 1)return;

timespan = micros();

//信息查询

//光控信息

int valx = analogRead(GM_dpin);

//温湿度传感器

DHT.read(dht_dpin);

String msg = "VMZClub_Home HTP H";

msg += DHT.humidity;

msg += "T";

msg += DHT.temperature;

msg += "L";

msg += valx;

msg += "S";

msg += IsJDQOpend;

msg += "P";

msg += IsPause;

msg += "F";

msg += ADZ;

msg += "/";

msg += LDZ;

Serial3.print(msg);

Serial.println(msg);

}

void GetCommand(){

int cmd[10] = { -1 };

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

cmd[i] = Serial3.read();

if (cmd[i] == -1)break;

Serial.println((char) cmd[i]);

}

if (cmd[0] == -1)return;

switch ((char) cmd[0])

{

case 'L':

switch (cmd[1])

{

case '0':

closeLight();

break;

case '1':

openLight();

break;

}

break;

case 'P':

switch (cmd[1])

{

case '0':

IsPause = false;

break;

case '1':

IsPause = true;

break;

}

break;

case 'F':

switch (cmd[1])

{

case'A':

if (cmd[2] != -1) {

ADZ = cmd[2];

EEPROM.write(1, ADZ);

}

break;

case'L':

if (cmd[2] != -1){

LDZ = cmd[2];

EEPROM.write(2, LDZ);

}

break;

}

break;

}

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