適合程序員的智能家居

前言

看到最近智能家居的討論挺火，我也來分享下在智能家居這塊的體會。我主要改造了我租的房子的室燈。主要實現功能有：監控室內環境，改裝了室燈，光線暗的時候有人時自動開燈，光線亮自動滅燈,可紅外用遙控器、手機客戶端改變閾值。

材料

主控板：Arduino UNO/Mega2560（IO口多）

傳感器：光敏電阻、DHT11溫濕度傳感器、串口WIFI模塊、紅外遙控探頭、紅外人體探測器、5V繼電器（220V）

布線

室燈控制還是很簡單的，控制電源即可。

• 首先使用繼電器接管室燈的電線。
• 然后放置紅外人體探測器，我把它朝向房間門口。
• 溫濕度傳感器、光敏電阻、wifi模塊、紅外遙控探頭就比較隨意了，合理放置就行。

程序開發

Arduino開發工具官方有提供，代碼類似c語言，有很多第三方庫，開發非常容易。最讓我感到幸福的是VS也有相應的開發環境，有個插件叫做Visual Micro。

• 控制電路無非就是置數字IO口高電平或低電平。
• 光敏電阻測光很簡單，使用模擬口測電阻值，如果需要精度更高更專業的可以買專門的測光模塊。
• 通信方式多種多樣，紅外遙控、射頻、藍牙、wifi，坑爹的wp不支持藍牙串口，所以我選用的是串口wifi，使用簡單，模塊有自己的配置頁面，我配置成接入屋里的wifi網絡+模塊自建AP，並使用UDP模式發送廣播。
• 具體代碼附在下面。

原型

可以使用220v~5v變壓器，這樣就可以把主體放到燈罩里了，而且可以使用小點的板子。

擴展

Arduino這種類似積木的搭建方法非常適合咱們程序員自己DIY，不需要自己制作電路板。在這個室燈控制的基礎上咱們在擴展一下思維：

• 加上紅外發射頭就可以控制相應的紅外遙控設備，一個接收一個發射組合就是萬能遙控器，多個發射器可以防死角
• 加上常用的2.4G或者低頻段的無線模塊，就可以實現無線設備間通訊（模塊很便宜，有興趣可以嘗試鼠標、鍵盤、遙控車、航模通訊）
• 加個舵機，拉窗簾不在話下。
• 再大膽點，拆開電器找到電路板，接上線，使用Arduino的數字IO直接監控/控制電器電路板。
• 加上語音識別模塊（目前的貌似都不太理想，相對Arduino有些重，這活交給家庭網關或者手機比較好）語音控制電器。

Arduino可以方便的實現控制電源、控制/監控帶電路控制的電器的電路板。

憧憬一下當WP的Cortana成熟的時候，這些設備控制，Cortana都能根據我的習慣自動搞定，並支持語音控制，全時待命，未來生活啊~

最后附上我的Arduino代碼：

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

//UNO
//#define GM_dpin A5             //光敏電阻
//#define dht_dpin 2            //溫濕度傳感器
//#define wifiRx_dpin 5            //WIFI接收Rx
//#define wifiTx_dpin 6            //WIFI發送Tx
//#define HW_dpin 8                //紅外遙控探頭
//#define RSensor_dpin 10        //紅外探測器人
//#define jdq_dpin 11            //繼電器
//#define light_dpin 13            //指示燈

//2560
#define GM_dpin A15             //光敏電阻
//#define wifiTx_dpin 10        //WIFI發送Rx
//#define wifiRx_dpin 11        //WIFI接收Tx
#define dht_dpin 21                //溫濕度傳感器
#define HW_dpin 22                //紅外遙控探頭
#define RSensor_dpin 23            //紅外探測器人
#define jdq_dpin 29                //繼電器
#define light_dpin 13            //指示燈

int ADZ = 45;                //暗度閥值
int LDZ = 175;                //亮度閥值

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);
    }
}

//室燈控制器
void LightController(){
    //接收紅外遙控器信號
    if (irrecv.decode(&results)) {
        Serial.println(results.value, HEX);
        if (results.value == 0xFFA25D){
            //關燈
            closeLight();
        }
        if (results.value == 0xFFE21D){
            //開燈
            openLight();
        }
        if (results.value == 0xFFC23D){
            //暫停
            makePause();
        }
        irrecv.resume();
    }

    if (IsPause)return;
    //光敏電阻判斷室內亮度
    int valx = analogRead(GM_dpin);
    //Serial.println(valx);
    if (valx < ADZ){
        //繼電器如果是關的
        if (!IsJDQOpend){
            //紅外人體檢測
            int val = digitalRead(RSensor_dpin);
            if (val == 1)
            {
                //開燈
                openLight();
                IsAutoOpen = true;
            }
            else
            {
                return;
            }
        }
    }
    else{
        if (valx > LDZ && IsJDQOpend && IsAutoOpen){
            valx = analogRead(GM_dpin);
            if (valx <= LDZ)return;
            //環境亮，關燈
            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();
    //信息查詢
    //光控信息
    int valx = analogRead(GM_dpin);
    //溫濕度傳感器
    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;
    }
}