《基于Arduino与OneNET云平台的智能家居系统设计》11000字（论文）

基于Arduino与OneNET云平台的智能家居系统设计摘要：随着经济的日益发展，人们的物质生活也大大改善，对生活质量的要求也更加关注。因此，智能家居一问世就受到广大居民的青睐。本系统是基于Arduino与OneNET云平台的简易智能家居设计，主控模块采用ArduinoATMEGA2560开发板，数据采集模块包括DHT11数字温湿度传感器、MQ-2烟雾传感器、TSL2561光照强度传感器、CO/CF-1000一氧化碳传感器以及HC-SR501人体红外传感器，通过ESP8266无线网络模块将传感器所采集的信息传输至OneNET中国移动物联网开放平台，用户可通过手机对室内状态进行实时监控，及时掌握居家环境的各种信息。关键词：Arduino;传感器;网络模块;OneNET目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 页第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着科学技术的不断快速发展，物联网技术、计算机技术、无线通信技术等在人们的生活和工作中得到广泛的应用，给我们的生活方式带来了很大的便利。在“互联网+”的风潮和国家政策层面的大力支持与引导下，物联网应用技术得到快速的发展，在医疗卫生、数字农业、智能交通、家居生活等领域的应用也越来越广泛。近两年智能家居作为智慧城市的核心组成部分之一，如沐春风般地迅速发展起来，智能家居正在被越来越多的人所接受。在国内一些经济比较发达的城市，智能家居有一定的应用，但实现大众化还有一定的距离。传统的智能家居系统，因为采用的通信方式是有线的，因此它的信号传输比较稳定，传输的速度相对也较快，这个优点是无线通信所不及的。但是，它也有自身的弊端，那就是需要大量复杂的布线，成本比无线通信要高出很多，使用不够便捷，系统也不能很好地扩展。综合对比，无线通信技术以其价格低廉、低消耗、高灵活度的优势，逐渐占据智能家居的主流，被广泛应用。本文通过Wi-Fi等无线传输的方式，结合Arduino开发平台以及物联网云平台等技术，设计了一套适合大众的简易智能家居系统。1.2智能家居国内外研究现状1.2.1智能家居国外研究现状智能家居，在上个世纪八十年代以前，都只是科学家们提出的抽象概念，人们对“智能”一词显然是没有直观的认识，直到美国联合科技公司建成世界上第一栋智能建筑，智能家居才逐渐走入人们的视线。紧随其后，世界上的发达国家就投入到智能领域中来，尤其是智能家居，人们居家生活智能化将会是一个大趋势，因此，智能家居领域的发展非常快，欧美一些发达国家在智能家居系统中提出一个又一个具体方案，推动了智能家居的飞速发展。最早开始智能家居系统研发的是美国，他们的技术实力非常先进，以智能家居建筑为主，里面涵盖了很多智能高科技，最有名的当属比尔盖茨创建的“未来之屋”。“未来之屋”是通过网络将建筑内的所有家居设备都连接起来，控制中心只需要一台计算机，就能够对所有家居进行控制。它之所以能够成为代表性智能家居建筑，是因为它的技术和理念都比较超前，成为智能家居以及其他智能领域的教科书，是智能家居系统的引航者。随着科技的发展，智能家居不再成为一种遥不可及的“科技成品”，也逐渐走进大众家庭，人们对智能、舒适、便捷的家居生活开始关注起来，对各类智能家居的需求也越来越多。因此，众多的科技公司也纷纷加入到智能家居的开发中，整个智能家居市场的竞争开始激烈起来。比如苹果公司，在2014年研发了HomeKit智能家居平台，该平台支持所有苹果设备用户的使用，无论是手机、平板还是电话手表，都可以通过HomeKit来对室内所有智能家居进行控制。使用时，只需要将智能家居和iOS操作系统进行配对连接，便可以通过Siri命令进行语音操控，比如“关闭窗帘”、“打开空调”等等。另一家电子行业的巨头——谷歌，在2014年收购了Nest公司，自此也加入了智能家居的领域。它利用自己强大的搜索引擎技术，将人工智能和语言处理技术融合在一起，然后融入到GoogleHome中，这样就可以通过语音来控制智能家居设备。1.2.2智能家居国内研究现状与欧美发达国家相比，我国的智能家居起步较晚，技术和应用都还在初级阶段。不过在近几年，随着我国经济不断提升，科技实力也随之提高，我国智能家居市场急剧扩大，各大科技公司以及互联网企业将目光投向了智能科技，就连传统的家电企业也开始加入，所研发出来的产品都加以“智能”冠名，比如智能扫地机、智能咖啡机等等，这足以说明智能家居的市场前景是非常光明、利好的。其代表有，海尔公司推出的U-home智能家居系统，美的智慧家居M-Smart系统以及移动、阿里的智能家居平台等等。国内的智能家居行业充分汲取了国外的先进技术，然后进行研究创新，使智能家居技术在短短时间内呈飞跃式发展。总结我国智能家居的发展历程，可以分为三个阶段：第一阶段：智能家居设备单品智能化，就是可以通过客户端对家庭内的单个智能家居设备进行远程控制，比如空调、电灯、电扇等，各电气设备之间不能够互通。第二阶段：这里指的是只能家居设备之间可以进行感应，可以实现自动调节的功能，也可以实现多种控制效果。例如：温湿度传感器和空调、加湿器三者之间的互动，当室内温度（湿度）达到所设定的值空调（加湿器）自动开启或者关闭；光照传感器和照明设备、自动窗帘三者之间的互动，当室内光照值达到预定值可以自动开启或者关闭照明设备（窗帘）。第三阶段：系统实现智能化。这里是指智能家居设备之间可以实现信息互通，不用人为再去操作，只要传感器采集到的信息进行互通，其他设备就会自己开启，比如：当厨房的油烟机发现油烟量太大，客厅和卧室的净化器就会自动开启去除异味、吸附油烟功能。1.3文章结构本论文设计的是基于Arduino与OneNET云平台的简易智能家居系统，该系统通过各类传感器，将室内所采集到的信息通过无线网络技术进行数据传输，实现了居家环境的舒适、安防等智能化。第一章：绪论部分。该部分主要介绍了智能家居的研究背景以及国内外的发展现状，并对该设计的文章结构进行简要概述。第二章：系统总体设计及相关技术分析。是对该系统的设计原则及要实现的具体功进行分析，并详细阐述了智能家居系统设计所涉及到的相关技术，主要包括Arduino开发板和物联网云平台的介绍。第三章：智能家居控制系统硬件设计。该部分分为几大模块，首先是系统整体结构，其次是数据采集模块，然后是无线传感网络模块、主控模块、以及电源模块等，对每一个硬件模块的原理图进行分析。第四章：智能家居控制系统软件设计。分析软件功能设计，绘制整体系统流程图，结合硬件模块进行相应的软件程序的编写，实现硬件模块的具体功能。第五章：智能家居控制系统的检测与调试，对智能家居控制系统整体进行测试，保证智能家居控制系统可以正常运行。第二章系统设计原则与相关技术分析2.1系统的设计原则随着“互联网+”时代的到来，越来越多的领域开始进入智能化，无论是企业生产还是个人居家生活，物联网以及无线通信技术都无处不在。农业方面有智能大棚，生活方面有智能家居，交通方面有智能避障小车等等。智能家居之所以更受人们的关注是因为人们对生活质量的要求越来越高，舒适、便捷、环保等，这是当下人们对居家环境的需求。因此，智能家居的发展具有广阔的前景。为了满足人们对居家的需求，智能家居系统在开发设计过程中要注意一下几个原则：首先是稳定原则，任何一个产品，如果其性能不够稳定，它的功能就不能够保证稳定实现，势必会影响用户的体验，逐渐就被市场淘汰。其次是简易操作原则，一个新产品的研发，其目的就是为了使用，如果操作繁琐或困难，就失去了它本身的意义，尤其是“智能化”产品，讲究的就是操作便捷，容易上手。第三是普适性原则，即适合普通大众的智能家居设计，无论是其功能还是成本，都要考虑普通家庭的实际需求和经济承受能力，以实用为出发点，避免华而不实的功能，满足普通家庭的使用要求。第四是可扩展性原则，智能家居系统必须要具备可扩展性，因为面对的智能家居设备是在不断地更新和升级的，且不同厂家的智能产品其自身的技术都会有所差异，如果系统不可兼容和扩展，在使用过程中遇到损坏且其同类产品又不能代替时，就会造成很大的损失，使用起来也不方便。第五是可维护性原则，产品的使用都有自身的期限，或者是在使用过程中出现意外故障，智能家居系统要能够实现及时的维护，保证系统正常运行。2.2物联网相关技术最近几年，在互联网技术蓬勃发展的促进之下，无线通信技术的应用范围也日益扩大，并且展现出了较为突出的应用效果。从本质意义上来讲，无线通信技术实质上是短距离通信领域的一个分支，在实际生产生活之中，短距离无线通信技术的应用范围更为广泛、应用效果更为突出，但是系统在工作过程之中会向外传输一些小量的突发信号，特征数量非常少，并且需要信号进行实时传输。基于此，人们期望选取一些综合成本低、传输质量高、功耗低的通信技术。现阶段，在无线通信领域之中，应用较为普遍的无线短距离通信技术包括多种，具体分析如下：（1）蓝牙技术（Bluetooth）1999年，IBM、因特尔等多家企业经过大量的研究分析以及论证，研发出一种新型短距离传输技术，即蓝牙技术（Bluetooth）。对于蓝牙传输来讲，其实质上应用范围最为广泛的一种无线短距离传输技术，大部分手机中均配设了蓝牙技术，其主要是利用快跳帧、短包技术等进行数据传输，其工作频率一般保持在ISM（2.4GHz）左右，而最高传输速率可以达到1Mbps左右，能够在多种设备间实现高效化传输，提高了移动设备之间的通信效率，例如车载蓝牙、手机蓝牙等。蓝牙技术具备诸多突出性优点，如速率快、简单便捷等。在智能家居领域之中，蓝牙技术的应用不是特别广泛，主要是由于该技术的通讯距离非常短，一般需要在10m之内进行传输，若超过该距离，那么将会出现中断。另外，蓝牙技术的网络结构较为复杂，族网络灵活性也比较差，这些缺点对蓝牙技术的发展、推广等均产生了严重阻碍。（2）红外技术（IrDA）对于红外技术来讲，其最大特点便是传输速率快，主要是利用是红外线实现数据传输的目的，传输速率最高可以达到16Mbps左右。一般情况下，红外线信号、设备之间的距离需要保持在10m范围之内，并且无任何障碍以及遮挡物。另外，红外技术具备安全性高、综合成本低、稳定性强等优势，但是基于其传输距离有限、并且无法穿越障碍，所以应用范围也比较小，不适宜在智能家居系统之中进行推广应用。（3）射频识别技术（RFID）对于射频识别技术来讲，其主要是利用无线电讯号对一些特定目标进行高效化识别，然后在此基础之上对有关数据进行读写，进而实现无线自动识别的目的。对于无线电讯号来件，其一般是利用电磁场进行发射，核心作用是把信息数据从某一个物体之上快速传输给另外一个物体，进而达到两个物质的高效化识别。在科学技术水平飞速化发展的时代环境之下，物体可以利用电磁场所蕴含的能量对数据进行高效化传输，无需通过外部电池，具备节能环保的特征。一般情况下，需要把信息直接存储于标签之中，将两个物体进行接近，便可以由此实现快速化数据读取的目的，在日常中发挥了重要作用，比如饭卡、门禁卡等。但是该项技术也具备一些明显缺点，例如极易受到外部磁场的影响，并且也会消磁，安全性无法得到保障。（4）Wi-Fi技术(WirelessFidelity)从严格意义上来讲，Wi-Fi技术主要是将IEEE802.11为基础，经过多次优化以及改进之后而发展的一种无线通信协议，其对物理层、MAC层进行了精准化定义，同时还把TCP/IP协议直接定义为网络层的一个特殊性协议。对于WiFi技术来讲，其历经多年发展，研发出了诸多版本，如IEEE802.11a、IEEE802.11b等。现阶段，IEEE802.11b版本的应用范围最广，传输效果最佳。另外，对于IEEE802.11b版本，在2.4GHZ频段上进行传输，可以在100m范围内进行高效化传输。与此同时，还可以实现一点对多点的高效化传输，利用中间节点进行高效化协调，以此实现快速化传输数据的目的，当附近产生一些干扰信号时，还可以利用调整带宽的形式进行处理，以此提升数据传输的安全稳定性。对于该技术来讲，其组网形式非常灵活，并且数据传输速率非常快，但是该技术也具备一个显著化的缺点，即协议栈的开发过程较为繁琐、开发周期长，并且功耗非常高。（5）ZigBee技术对于ZigBee技术而言，其是在IEEE802.15.4标准的基础之上经过多次优化以及改进之后而研发出的一种新型技术，其具备功耗低、复杂度低、成本低等诸多突出性优点。一般情况下，对于ZigBee技术来讲，其可以在三个频段上进行工作，即2.4GHz、915MHz、868MHz，其传输距离约为75m，但是利用调整ZigBee模块的形式可以进一步延长其通信距离。ZigBee技术所应用的组网形式可以实现自我管理的目的，并且其功耗非常低，能够利用路由节点进行高效化扩展，建构一个较为稳定、高效的无线局域网络，所以其通常被应用在数据传输速率不太高的场合，可以发挥出较为突出的应用效果。2.3Arduino开发板分析ArduinoMega2560开发板是目前应用范围较广、效用效果较佳的一种是开源硬件，在提高物联网系统综合性能方面发挥着重要作用。由于该开源硬件得到了极为广泛化的应用，所以有很多人员会在网络平台上针对该方面分享一些开发经验，当在开发应用过程中面临一些难题时，也可以在社区之中快速找出问题解决方案。当对智能家居物联网系统进行开发以及设计的过程之中，若选用ArduinoMega2560开发板，那么不但需要对上述两方面因素进行综合性考量，还需要对其它因素进行分析，例如文档资料、接口、成本等，下图1详细展示了该开发板的外观结构，具体如下：图1ArduinoMega2560开发板ArduinoMega2560在具体应用过程中还包含诸多特性，具体为：JTAG支持编程，可以快速对各方面问题进行处理；闪存较大，能够在极短的时间范围内对一些大体积程序进行快速化处理；可以与其它类型的模块进行互联互通，应用范围广泛等。从严格意义上来讲，对于ArduinoMega2560来讲，其实质上是以ArduinoMega为基础而开发的一个新型产品，通常被应用在一些相对较为复杂的项目之中。2.4物联网云平台对于物联网云平台来讲，其实质上就是一个大数据处理中心，可以实现诸多较为丰富的物联网服务功能，在物与物之间的对信息数据进行高效化传输。从数据层面上进行分析，物联网平台是系统的核心所在，云平台、传感器之间应当做好各方面联系，并且还要将各类信息数据快速反馈给用户端。换而言之，对于云平台来讲，其可以接收到传感器节点采集的信息，与此同时，云服务器还可以提供一个高端化、稳定化的通信接口，确保用户可以利用该接口发送指令，对云平台之中所存储的信息数据进行快速化查询，利用指令来控制传感器节点。对于诸多物联网方案提供商来讲，其在研究设计方面也提出过诸多云平台方案，但是对于所提供的方案、问题解决思路来讲，仅能对一些特定化问题进行处理，并未对外进行公布。但是对于物联网公共云平台来讲，无论是在开发阶段，还是在服务器集群架设阶段，均提出了相对较为完善化、合理化的方案，对于广大开发者来讲，系统设计以及搭建效率得到了极大地提升，并且各方面成本也明显降低。本文在研究分析的过程之中，引入了物联网公共云平台，选用移动物联网开发设备云平台OneNET。第三章智能家居控制系统硬件设计3.1智能家居控制系统总体结构本文设计了一款智能家居控制系统，应用了Arduino技术，可以实现对居家环境的动态化监测，进而实现防火防盗等诸多功能，并且还可以与物联网平台进行对接，以便进行远程操控。若根据目前的电子产品开发思路，需遵循低功耗、小型化等要求，所以本文在进行设计的过程之中，综合多方面因素考虑，选用了Arduino电子开发板，而在无线通信技术方面，则选用了Wi-Fi技术，利用无线通信技术与物联网平台进行互联互通，进而实现对家电设备的高效化控制，并及时显示各类报警信息数据。下图3.1详细展示了本文所设计系统的整体架构，详情如下：图3.1智能家居控制系统框图3.2数据采集模块3.2.1温湿度传感器模块图3.2DHT11温湿度检测模块在环境监测系统设计方面，本文选取了DHT11数字温湿度传感器，其是把数字信号采集、温湿度传感技术进行深度融合，不但拥有相对比较高的安全可靠性，并且应用寿命也比较长。DHT11温湿度传感器包含NTC测温元件、电阻式感湿原件，而本文在设计过程中为了实现高效化控制，还外接了一个单片机。发送开始信号后，DHT11的模式便由低转高，对于DATA引脚来讲，其将会对外输出40bit数据，此时便会对相关信息数据进行采集。当工作模式调整为“从模式”时，DHT11传感器便会收到开始信号，同时还会对温湿度信息进行高效化采集，并由此实现一次触发动作。信息采集工作结束后，工作模式便会自动调整为低功耗。3.2.2烟雾传感器模块2本文所设计的系统在烟雾信息采集模块主要选用了MQ-2烟雾传感器，以此对室内火灾信息进行实时监控以及采集。对于MQ-2烟雾传感器来讲，对于一些易燃物品的烟雾具备非常高的灵敏度，如烷类气体、液化气等，因此可以对室内火灾进行高效化监控。对于此传感器来讲，主要是利用Sn0生产加工其气敏材料，对于此种材料来讲，其电导率非常低。一般情况下，无论是在家庭防火方面，还是在工业生产方面，该烟雾传感器的应用范围均非常广泛，下图3.3详细展示了MQ-2烟雾传感器电路原理，具体如下：2图3.3MQ-2烟雾传感器电路原理图当对MQ-2烟雾传感器进行安装的过程之中，还需要对安装地点、火源发生概率高地点之间的距离进行把控。如果安装距离相对较近，那么传感器会在极短的时间内感应到浓度较高的烟雾，由此产生误报警问题。反之，若安装距离较远，那么所感应到的烟雾浓度较弱，无法第一时间进行报警，所以要结合实际情况选定恰当的安装距离。3.2.3光照强度传感器模块在光照系统方面，综合多方面因素考虑之后，选用了TSL2561型光照强度传感器，对该传感器来讲，其具备下列五个方面的特征，具体如下：（1）可以实现中断申请，若光照强度高于门限值，那么此传感器便会触发中断申请功能。（2）可以利用编程的形式对数字量输出频率、模拟量增益进行高效化分析以及调整。（3）对于数字输出接口来讲，其满足12C总线协议。（4）外观结构较小，功耗也非常低。（5）当外部出现工频干扰信号时，可以对其进行抑制，减少不良影响。下图3.4详细展示了TSL2561与arduino连接电路图，具体如下：arduino3.2.4一氧化碳传感器在一氧化碳监测方面，本文所设计系统综合多方面因素考虑，最终决定选用CO/CF-1000传感器实现该方面功能，其属于一种电流型传感器。在具体工作应用的过程之中，为了更好地进行模/数转换部分量化，还必须要结合实际情况对电压信号急性放大处理，下图3.5详细展示了放大电路，具体如下：图3.5一氧化碳传感器信号放大电路图3.2.5人体红外传感器模块在人体红外感应模块，本文在进行设计的过程之中对多方面因素进行了综合性考量，最终决定选用HC-SR501，其具备灵敏度极高的特征，应用范围也非常广泛。下表3.1详细列出了HC-SR501的各项参数，具体如下：表3.1 HC-SR501人体红外感应模块电气参数产品型号HC−SR501人体感应模块工作电压范围直流电压静态电流<50uA电平输出高触发方式L延时时间0.5−200S（可调）可制作范围零点几秒−几十分钟封锁时间2.5S（默认）可制作范围零点几秒−几十秒电路板外形尺寸32mm∗24mm感应角度<100度锥角工作温度−15−+70度感应透镜尺寸直径：23mm（默认）产品型号HC−SR501人体感应模块其具备下列七个方面的特征，具体如下：自动感应：当有人进入到感应范围时，电路将转变为高电平，反之，若人离开感应区，电路将自动转变为低电平状态。（2）输出高电平信号：可与各类电路进行对接。（3）光敏控制：利用光敏控制功能能够在光照较强的时间区间内不会自动产生感应信号。（4）低功耗：静态电流一般在50微安之下，拥有较为突出的节能效果。（5）工作电压范围：在4.5V-20V区间内。（6）触发方式：主要可以分为两种类型，其一是重复触发方式、其二是不可重复触发方式。对于前者来讲，当输出高电平信号之后，处在延迟时间区间内，如果感应范围内有人进入，那么将继续保持高点平状态，一直到人离开感应区之后，才会转变为低电平状态。（7）温度补偿：当温度处于30℃-32℃区间内，探测距离便会渐渐变短，而对于温度补偿功能来讲，可以对其进行补偿处理。3.3无线传感网络模块在整个智能家居室内环境监测系统之中，无线传感网络是最重要、最核心的一个模块，其主要功能是采集室内环境参数。本文在对系统进行设计的过程之中，综合多方面因素考虑，最终决定选用WiFi模块，将核心主控板、网络进行高效化对接，而对于智能是家居物联网控制系统来讲，可以把WiFi、Arduinomega2560进行深度融合，实现各方面通信功能。对于WiFi模块来讲，其主要应用ESP8266模块，其具备成本低、性能高的特点。现阶段，对于大多数厂家来讲，关于ESP8266芯片的开发已经较为成熟，而开发者可以在此基础之上以较低的成本成功设计出一些具备个性化功能的智能产品，对于该芯片来讲，其不但可以应用AP模式下，同时还可以应用在Station模式、混合模式下。对于本文所设计的系统来讲，主要是通过AT指令开展相关控制工作，下图3.6详细展示了WiFi模块的电路，具体如下：图3.6WiFi模块电路3.4主控模块在主控模块设计方面，选用了ArduinoATMEGA2560R3开发板，其拥有USB接口，可以实现54路数字输入输出功能，被广泛应用于IO接口相对较多的电子设备系统方面。对于该开发板来讲，主要应用了ATmega2560处理器，拥有54路数字输入与输出口，配设了晶体振荡器、USB接口、复位按钮、电源插座等。下图3.7、图3.8分别展示了该开发板的实物图以及电路图，具体如下：图3.7ArduinoATMEGA2560R3开发板实物图图3.8ArduinoATMEGA2560R3原理图3.5继电器模块和LED灯对于继电器模块来讲，其核心作用便是对信号进行高效化传输，并且还可以对多个电路进行实时控制。而对于LED来讲，其是把电能转变为一种可见光。对于这两个模块而言，均可以通过APP进行直接操控，当OneNET网站发出控制指令之后，单片机会根据所接受的信号指令来对两个模块进行操控。3.6电源模块对于CC2530来讲，其一般是在2.0-3.6V区间内工作，而对于电源电路来讲，其能够为传感器节点提供一个非常稳定的3.3V电源，下图3.9详细展示了电源模块的电路，具体如下：图3.9电源模块电路第四章智能家居控制系统软件设计4.1系统流程ArduinoSensorSheildV2.0利用串口将AT指令快速发出，并由此对ESP8266WiFi模块进行高效化操控。当模块在成功开机之后，便会对附近网络进行自动搜索，并与定义过之后的网络进行连接，当成功连接上WiFi后，将会直接与OneNET网站进行TCP连接，把采集的信息直接发送于OneNET网站。OneNET网站接收到信息数据之后，将会对其进行可视化处理，并且将发送控制指令的功能添加其中，单片机接收到控制指令后，控制模块也会自动响应。下图4.1详细展示了系统初始化流程，具体如下：图4.1系统初始化流程图4.2主控程序设计对于主控制模块程序来讲，其包含多方面内容，例如无线Wi-Fi模块串口图形化程序、LCD1602液晶屏图形化程序程序等。传感器模块对稳定是否在合理区间内进行分析以及判定，若超出正常范围，立即判断烟雾数值，若同样超出设定值，那么还会对火焰传感器数值进行分析，若其也高于设定值，那么表明监测环境内产生了火灾，并立即利用Wi-Fi模块发送报警信号。若温度值在设定区间内，那么将会对光敏电阻数值进行判定，若其超出预设范围，那么还要对是否为晚上进行分析以及判断，若已经达到了夜晚，那么需要对热释电传感器的数据进行分析以及对比，若高于预设区间，那么表明有人进入到监测范围内，并立即利用Wi-Fi模块发送盗窃信号，同时进行报警。无线接收节点模块程序流程图如下图所示：图4.2主控模块程序流程图4.3数据采集流程图4.3传感器数据上传流程（1）温湿度传感器代码如下：使用DHT11温湿度传感器的库<dht11.h>，intchk=DHT11.read（DHT11PIN）;//串口调试DHT11输出信息

DebugSerial.print（"Readsensor："）;switch（chk）{caseDHTLIB_OK：DebugSerial.println（"OK"）;

break;

caseDHTLIB_ERROR_CHECKSUM：

DebugSerial.println（"Checksumerror"）;

break;

caseDHTLIB_ERROR_TIMEOUT：

DebugSerial.println（"Timeouterror"）;

break;

default：

DebugSerial.println（"Unknownerror"）;

break;

}（2）火焰传感器部分程序代码如下：intflams=A5;intBeep=8intval=0Voidloop(){pinMode(BeepOUTPUT);pinMxle(flams,INPUT);Serial.begin(9600);}voidloop(){Val=analogRead(flame);Aerial.prinin(val);If(val>=600){digitalWrite(Beep,HIGH);}else{digitalWrite(Beep,LOW);}}（3）烟雾传感器部分程序代码如下：intsmoke=6intthief=7intBeep=8voidsetup(){pinMode(smoke,INPUT);pinMode(thief,INPUT);pinMode(Beep,OUTPUT);}voidloop(){if((digitalRead(smoke))||(!((digitalRead(thief))))){digitalWrite(Beep,HIGH);}else{digitalWrite(Beep,LOW);}}

（4）使用ESP8266连接路由器，将数据发送到OneNET服务器。

if（sendCommand（"AT＼r＼n"，"OK"，1000，10）==Success）;

elseESP8266_ERROR（5）;

clrEsp8266RxBuffer（）;

if（sendCommand（"AT+CWMODE=1＼r＼n"，"OK"，3000，10）==Success）;

elseESP8266_ERROR（7）;

clrEsp8266RxBuffer（）;

charcmd[50];

strcpy（cmd，"AT+CWJAP=＼""）;

strcat（cmd，ssid）;

strcat（cmd，"＼"，＼""）;

strcat（cmd，password）;

strcat（cmd，"＼"＼r＼n"）;

if（sendCommand（cmd，“OK”，20000，10）==Success）;

elseESP8266_ERROR（8）;

clrEsp8266RxBuffer（）;4.4系统云平台搭建各传感器将室内所采集到的信息传至主控模块，在经过wifi与ONENET的互通对接。此过程简单便捷，只要在ONENET平台上注册个人账号即可，然后完善用户信息，设置登录账号和密码。ONENET平台有两种登录方式，一是“个人用户”，一是“企业用户”，用户选择“个人用户”进入平台主页，然后进入开发者的管理页面，在该位置可以添加我们的个人项目，在进行开发过程中，根据个人的自相关协议找到适合该产品的开发方式，我们可以发现系统会对我们的设备进行提示，包括“设备接入方式”和“设备接入协议”，为了防止个人信息泄露，平台提供了两种协议连接，即公开和私有。项目流程图如下：图4.4项目的流程第五章智能家居控制系统调试与测试5.1系统组装与调试对于智能是家居物联网控制系统来讲，其是由多个模块共同构成，所以只有保证各个模块正常工作才可以确保系统功能顺利实现，若某一个模块产生了问题，那么将会对整个系统的运行产生不良影响。所以，当对智能家居物联网控制系统进行组装、调试的过程之中，必须要严格按照各步骤、各标准进行操作，首先把Arduino主控板、各传感器、各执行器进行组装以及连接，并对各个接口进行仔细检查，防止出现漏接、短接等问题。当各接口全部无误之后，需要进行充电，并且还要观察各模块的指示灯是否正常，是否出现烟雾、异味等，若出现异常问题要进行立即断电，排除故障点，并再次与新模块相连。Arduinomega2560实质上是整个系统的“大脑”，不但需要与控制部门相连，同时还需要与ZigBee模块相连，极易出现错接以及漏接等问题，所以在进行连接的过程之中需要严格按照各方面要求以及标准进行操作，并且连接完成之后还要对各线路的连接情况进行复查，必须要确保各接口的连线准确无误。Arduino系列主板通常是附带有过载保护功能，若电源指示灯突然熄灭，则表明电路某处功率过高，由此而导致一些异常问题，所以必须要对电源进行再次检查，并排除故障点。5.2系统调试与测试本文在进行研究分析的过程之中，为了确保所设计的系统的可行性以及安全性，当设计工作结束之后，还开展了系统调试以及测试工作，以此来对系统的各项功能进行分析以及判断，由此找出系统中所存在的错误，并及时对其进行修正，以便完善系统各项功能。首先，将智能家居物联网控制系统放置于模拟场景之中，对室内环境温度、人体红外信号、烟雾等多个参数进行实时监测，其中主要应用9V锂电池进行供电，主要是对系统是否能够实现各项功能进行判断，若系统出现错误，要及时进行更正。下图5.1、图5.2详细展示了实物图，具体如下：图5.1报警单元模块图5.2开发板连接测试首先，通过数据线把单片机、PC机直接相连，并开启手机热点，将其与系统相连，并且设定间隔500ms发送一次信息数据，所以单片机每间隔500ms将