基于树莓派的智能家居概念实现

基于树莓派的模拟智能家居系统实现随着现代信息技术朝着智能化和无线化的趋势发展，智能家居的概念便被提出并渐渐走进人们视线中来。此模拟智能家居系统需要一个中央控制器，红外传感器，压力传感器，声控传感器，摄像头等设备。 此次中央控制器可以用任意一台计算机来实现，但是考虑到成本和功耗，我们选用树莓派（Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为RPi，或者RasPi/RPi)是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，其系统基于Linux）。它是一个微型的嵌入式设备，具有cpu，音频接口，视频接口，网口，usb口以及丰富的扩展接口。它本身就是一台基于Linux系统的小型计算机，可以进行复杂的数据处理运算和多设备控制。由于其功耗低，便携，可以多任务操作，因此作为此次模拟系统的中央控制器。 对于家庭防盗门的控制，可以用摄像头和树莓派组成的系统来实现人脸识别控制防盗门开关的功能。当有人进入防盗门摄像头采集区域的范围，摄像头可以将来访者的头像进行采集，然后通过无线设备传给中央控制器，也就是树莓派，利用树莓派里的图像识别系统，来判断来访者是否为家庭主人或者陌生人。如果是主人，树莓派会通过无线发送开门的信号给防盗门，防盗门就会自动打开。如果是图像识别系统识别为陌生人，就可以从树莓派里面存储的联系方式来通知主人有陌生人来访。现在的图像识别系统可以准确分辨真人与照片，即使陌生人通过照片来伪装，也可以被识别出。当然为了双保险，可以在防盗门安装一个红外传感器，可以将门前的物体的体表温度数据传送给中央控制器进行判断，由此可以区分假体与真人。 家电系统的开关，可以用声控传感器和树莓派来实现。该系统实现的前提就是假设所有的电器都有一个无线发射装置和控制开关。当主人想要打开任何一个电器的时候，可以通过语音命令来向树莓派发送信号。比如需要打开电视，当树莓派外接的声控传感器接收到开电视的语音信号，会通过里面的语音识别系统来判断需要打开哪个电器，当判断为电视机的时候，会通过树莓派的无线装置给电视机的无线装置发送一个打开命令，然后电视机就会打开。由此也可以开发出通过声控来实现换台和节目推荐等更加人性化和智能化的操作。 对灯和窗帘等外设的控制与对家电的控制类似，可以增加红外传感器，这样当红外传感器感应到有物体的时候，就会来控制灯的开关。这些逻辑的判断以及用声控传感器还是红外传感器来工作完全可以用软件控制去实现。 对于地暖和中央空调的控制。我们可以在所有的地面分布好压力传感器，可以以网状结构进行分布，树莓派会定时对地面所有的压力传感器的信息进行采集并处理，可以分析出哪些房间的哪些地方人经过的频率最高，可以通过控制局部地区的地暖和空调的方法来制冷或者制热，由此减少其他房间或者其他角落没人时，而地暖或者空调仍然工作对能源的浪费，达到节能的功效。此图中圆圈代表分布的压力传感器，我们通过圆圈的大小来表示此片区域压力的大小，图上所示，右下角区域压力略大，证明次数经常有人活动，由此我们可以控制房间1右下角区域的温度，来实现温控，而房间1其他区域可以以较小的温度控制予以辅助，房间2压力传感器显示没有人经过，所以不对房间2进行温控，由此我们来实现节能。之所以定时进行压力采集，是为了区分家具或者其他静止物体对压力传感器造成的干扰和误判，如果一定区域长时间处于压力状态，我们可以判断此处有家具，进而不需要对此区域进行温度调节。 健康外设的控制。由于现在智能手环和智能手表的出现及利用一些家用的体重计，血压计等等，我们可以将这些传感器的数据进行采集然后发送到树莓派进行处理。比如体重计的数据。我们可以采集体重计一个月的数据，进行分析，将被测人的体重曲线表示出来，来提示被测人最近体重变化情况，控制饮食。或者可以将带睡眠监测功能智能手环的睡眠数据传到树莓派进行分析和统计，来告知被测人最近一段时间睡眠质量，进行合理调整总结