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

 [[114640]]

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***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~

***附上我的Arduino代码：

#include <EEPROM.h>  
#include <IRremote.h>  
#include <dht11.h>  
   
//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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