基于树莓派的智能家居系统

张高境¹，刘馨雨¹，郑百灵¹，李燚帆¹，刘仪萱²

（1.河南师范大学 河南 新乡453000：2.湖南第一师范学院 湖南 长沙 410205）

摘要:在5G时代到来之时，我们相关的网络延迟会越来越低，智能家居系统运行将更加高效及实用，同时，智能家居必将会迎来新的发展爆发点。树莓派有开源的特性，并且使用Linux系统，完美的作为我们家居系统的中枢点，同时我们运用无线网络技术来实现了家居的远程控制。树莓派的家居系统会让我们家庭变得越来越智能化，同时会不断的加入新的技术，实现家居的智能化。

关键词：树莓派；智能家居；智能化
【分类号】：TU855

1树莓派

树莓派是一种基于arm的微型电脑主板，以SD卡为内存硬盘，卡片的主板周围会有几个USB接口，可同时连接键盘，网线，鼠标，同时拥有视频模拟信号的电视输出等，它几有所有PC的基本功能，同时能支持python 作为主要的编程语言，同时也支持java 、c等

2树莓派的搭建

2.1准备工作

首先在自己的电脑中，下载树莓派系统的景象，然后我们需要在sd 卡中boot分区放一个ssh文件，以便于开启树莓派的ssh功能。这点需要注意，我们需要新建一个文本文档，命名为ssh,同时不能加后缀，否则会出错。下一步，进行安装与配置HA，需要用到root权限，而树莓派root账号本身没有默认开启，所以我们需要进行配置。这里我们需要putty，打开putty，输入树莓派的IP地址，使用pi进行账号登陆，密码默认的是raspberry ,进行sudo passed root 解锁root账户，执行此命令后，系统会提醒我们输入两次root的密码。输入完成后，我们输入sudo -i,这样我们就可以进入root账号了。

2.2 ssh允许root远程登录

需要先安装一个文本编辑器,我们可以输入sudo apt-get install vim,进行相应的下载，执行完成后，修改ssh配置文件，vim /etc/ssh/sshd_config,打开文件后按下i进入编辑模式，同时我们找到#PermitRootLogin prohibit-password,将其改成yes。 然后输入:wq，进行相关的保存，然后重启树莓派,reboot。

2.3 进行hassio 的安装

进入putty后，执行

Curl-sL-oinstall.sh https://raw.githubusercontent.com/neroxps/hassio_install/master/install.shchmod a+x install.sh./install.sh

然后切换到国内景象源，进行相关的下载，注意我们实验选择的树莓派3B+，所以我们在下载的时候，选择raspberrypi3,如果设备不同进行相关的下载。

2.4完成

下载完成后，即完成，设备访问的地址为您设备的IP：8123

3 相关设备的接入

我们力求所有智能设备能够集成于一个系统中，同时可以搭配多种智能硬件实现丰富的实用玩法，当家中Wi-Fi不稳定或者终端的时候，我们的智能家居也能进行正常的工作。

3.1无线开关

一个小型的自带电池的开关，可以贴在墙上或者家里的任何地方，通过单击，双击，长按实现不同的控制效果。使用场景范例单击开关落地灯，双击开关空调，长按关闭家中所有家电

3.2人体感应器

一个小型自带电池的人体传感器，只要有人经过就可以被识别。在电视机，门，床边，走廊，客厅等等地方设置人体传感器，感应到人体或宠物等移动后，联动控制家庭内其他智能设备

使用场景范例：

感应小夜灯：夜晚起床时，床边的人体感应器自动打开小夜灯

安防警戒：外出时开启警戒模式，家中一旦有人闯入，立刻联动网关发出声光警报，同时推送提醒

自动开关家电：设定特定时间段，当家中无人/有人时，自动开关热水器，空调，灯等设备

宠物监控：小狗/小猫偷跑出家门时，联动app推送，及时通知主人

3.3智能插座

一个可以远程控制开关的插座，可以通过homekit或者APP或者我们搭建的网站，进行智能插座的控制。

场景范例：一键关闭床头灯，有人经过，开启落地灯/台灯，热水器到指定的时间段内切断电源，已达到省电的效果。

3.4门窗传感器

一个小型自带电池的门窗传感器，只要门窗被打开或者关闭，即可识别并联动家里其他设备。

场景范例：在安防警戒模式下，有人闯入时，立刻联动网关，并发出声光警报，同时进行推送提醒。或者开门亮灯：打开家门，家内的指定灯具自动点亮。

3.5温湿度传感器

一个小型自带电池的温湿度大气压传感器，可以实时监控家中温湿度变化及大气压强，联动改善室内温湿度在家里温湿度偏离舒适区间时，通过联通空调自动调节室内温度，搭配智能插座等联动加湿器或其他电器，改善家中湿度。

场景范例：在儿童房中，将温湿度传感器放置后，可以联动电器进行室内温度湿度的改善。

3.6烟雾、天然气报警器

一个自带电池的天然气和烟雾报警器，一旦有烟雾或者天然气发生泄漏时，立即进行报警，同时联动各个设备，进行相应的处理。即使排除险情。

场景范例：出现险情时，报警器进行相关的报警，同时，通过智能设备打开排风扇，进行烟雾气体的排出。

3.7灯具类

可以智能控制的灯具，与家庭其他设备进行联动，可以通过自己的喜好进行相关的设置。

3.8储水式热水器

原本并不智能的热水器，我们通过加上智能插座，内部进行水位的定位处理，这时我们可以指定一段时间，自动打开智能插座，让其进行加热，当判定加热完毕后，自动断电，并播报现在热水器的状态。

4与现有设备的区别

通过我们集成化的智能家居系统，进行多方位的监控和服务，为我们的主人带来了丰富的体验。现有的设备我们不仅价格贵，而且需要下载不同的APP，在进行操作的时候，需要不断切换不同的APP，程序相当繁琐，所以，我们通过对不同设备进行相关的集成化，通过homekit进行相关的操作，达到快速，便捷地使用我们地智能家居。
5结语
    智能家居提升了我们生活质量，但是现在不断涌出地各式各样地智能家居，数以百计地APP，繁杂地操作让我们身心疲惫，但是通过我们地二次开发，把这些设备集成化，使其更好地服务我们。

参考文献：

[1] 张欣. 基于树莓派的智能家居控制系统设计研究[D].东北石油大学,2018.