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 <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;
    }
}