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IoT智慧生活

客戶成功故事與項目成功案例

智能家居開源硬件開發平臺


智能家居產品已經快速融入到我們生活中,比如早上可以被舒緩的音樂叫醒起床,比如可以隨心控制的智能燈光,中央控制,人到燈亮,人走燈滅的系統,智能門鎖、可視對講等,這些都在我們的生活發揮著重要的作用。智能家居通常可以設定為一個綜合性的管理系統,具有智能化、信息化、節能化以及人性化等特點。

當下比較有名的智能家居系統有小米推出的米家系統(以小米制造的智能硬件與手機APP為中心),蘋果公司的HOME?KIT(授權第三方廠家生產兼容的智能硬件)等等。小米,蘋果等大型公司有著強大的技術優勢,并且推出的智能家居產品已經初步形成了一定的市場規模。近年來,網絡開源硬件領域也出現了大量針對控制家電的開源程序,利用自帶的類庫就可以開發出一個簡單的手機控制LED燈或是實現手機遙控空調;在智能家居社區論壇上有很多智能家居參考案例。但是其所采取的實現手段千差萬別,又比較零散。僅僅就通信方式來說,就有藍牙通信、WiFi通信、zigbee通信、串口通信等等。本文選取網絡硬件開源平臺,進而降低程序編寫的難度,快速實現了智能化的智能家居系統。

本文將專注于構建一個家電控制平臺,采用開源的硬件平臺通過手機APP實現對室內燈光,溫度,濕度等參數的控制。智能家居目前是一個具有發展潛力的新生產業,今后隨著智能家居產品的推廣普及的進一步落實,消費需求愈發多樣化,智能化。因此,智能家居市場的消費潛力必然是巨大的,產業前景光明。

基于硬件開源平臺的智能家居控制系統

智能家居系統綜合各項常規技術(比如智能控制技術、線性系統技術、布線技術、網絡技術、音頻智能技術等)實施有機集成,不斷提高智能家居系統的簡潔方便。本文設計的基于硬件開源平臺的智能家居控制系統主要技術方案是首先完成網絡開源硬件平臺搭建,同時編寫開源控制程序與手機端的操控軟件。該系統的硬件構成為:控制主板,傳感器模塊,家用電器,繼電器/無線開關/智能插座模塊(用于控制非紅外遙控家電),紅外信號發射模塊(用于控制紅外遙控家電),藍牙模塊(用于構建藍牙內網),傳感器模塊(收集室內信息),WiFi模塊(連接外網)。整個產品的工作原理是:傳感器收集室內信息傳給主板,通過外網與手機交互,返回指令信息,通過藍牙內網傳遞信息給紅外信息發射模塊和繼電器/無線開關/智能插座模塊,從而控制家電。藍牙內網由主板(上位機)、下位機、HC-05藍牙模塊組成。開源硬件平臺與藍牙模塊通過串口連接,藍牙模塊間進行無線通訊。針對不同的功能,合理運用網絡上的開源類庫,開發手機端時將仔細研討人性化操作界面設計方案,盡可能讓軟件容易上手,較好的控制了軟硬件成本,易實現價格低廉、性能較為優越的智能家居系統。

本文設計的基于開源硬件平臺的智能家居系統具有較多優勢與特點,具體如下:1)利用網絡開源硬件開發平臺,成本更低,研發周期更短,程序修改調試更容易,新功能開發也比較便利,后期軟件維護難度較低。舉個例子,如果產品的開發硬件開源板出了故障,用戶甚至不需要電子技術基礎,按提示購入一塊新板并按指示燒寫程序到板上即可。2)遠距離通信與近距離通信相結合,有線通信與無線通信相結合,可以靈活調整下位機,上位機數量,改進室內網絡結構。避免單一通信方式帶來的安全性問題。3)不需要購買昂貴的配套的智能家電,適應性較強,大大降低了消費者的支出,尤其是住宅里電器較多的情況。不僅可以在手機端控制,也可以通過電腦訪問網站控制,比起米家系統還有HOMEKIT系統更加靈活方便。

結語

本文設計了一套基于開源硬件平臺的智能家居系統,通過網絡化綜合智能控制和管理,實現全新家居生活體驗。根據國務院發布的新一代人工智能發展規劃,到2020年底,中國在人工智能(AI,Artificial Intelligence)相關核心領域的主要產業值達到1萬億元,帶動相關產業規模超過10萬億元。在這其中,家居作為與大眾日常生活聯系最緊密的產業之一,無疑是人工智能產業發展的一個重點。智能家居產品現在已經成為了家居行業的發展的重要趨勢,智能家居產品技術的水平的不斷提高,以及安裝工藝的不斷累積,可以讓更多的用戶看到智能產品的優質性能。