基于微信控制的智能家居系統(tǒng)

張浩然+朱嘉塬+李陽智

摘 要：實(shí)現(xiàn)通過wifi模塊的遠(yuǎn)距離傳輸，我們可以利用Arduino作為主控，微信平臺(tái)作為媒介來實(shí)現(xiàn)。微信智能家居是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和wifi無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體、通過微信手機(jī)客戶端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化智能控制，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境的新型智能家居系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：wifi模塊、arduino、物聯(lián)網(wǎng)、微信平臺(tái)

由西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院雙e項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：20161818

Project 20161818 supported by Double E project， School of electrical engineering， Northwest University For Nationalities.

1、前言

隨著科技的發(fā)展，“物聯(lián)網(wǎng)”慢慢成了時(shí)下最流行的詞語。作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，它也是現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向，“物聯(lián)網(wǎng)”顧名思義就是將硬件和網(wǎng)絡(luò)相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的遠(yuǎn)程控制、硬件對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和傳輸。本作品的設(shè)計(jì)就是將物聯(lián)網(wǎng)移植于微信之上，用微信已經(jīng)成熟的管理界面來使設(shè)計(jì)便捷化，專業(yè)化，美觀化。

2、硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用的Arduino單片機(jī)，該單片機(jī)種類繁多，是優(yōu)秀的硬件開發(fā)平臺(tái)，在自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)都廣泛涉及。我們以arduino為核心，wifi模塊為媒介，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制。Arduino連接WiFi模塊并上電，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸。在搭建硬件模型的時(shí)候，我們采用了MVC模型，MVC模型是一種集模型（model）-視圖（view）-控制器（controller）的縮寫，一種軟件設(shè)計(jì)典范，用一種業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)、界面顯示分離的方法組織代碼，將業(yè)務(wù)邏輯聚集到一個(gè)部件里面，在改進(jìn)和個(gè)性化定制界面及用戶交互的同時(shí)，不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯。MVC被獨(dú)特的發(fā)展起來用于映射傳統(tǒng)的輸入、處理和輸出功能在一個(gè)邏輯的圖形化用戶界面的結(jié)構(gòu)。

圖1為智能家居系統(tǒng)的整體構(gòu)架圖，由圖，我們可以清楚的看到，以arduino為主腦的智能家居管理系統(tǒng)，從微信端上傳控制命令到云服務(wù)器，再又云服務(wù)器傳輸至WiFi模塊，從而控制單片機(jī)IO口的引腳狀態(tài)。完成基本的物聯(lián)網(wǎng)控制。我們亦可以從硬件檢測(cè)裝置中采集數(shù)據(jù)，上傳服務(wù)器，利用微信平臺(tái)實(shí)時(shí)觀測(cè)。

2、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和微信平臺(tái)的搭建

（1）注冊(cè)微信公眾平臺(tái)賬號(hào)

微信公眾平臺(tái)： https：//mp.weixin.qq.com/

（2）申請(qǐng)服務(wù)器/虛擬主機(jī)

此處多應(yīng)用騰訊云來完成設(shè)計(jì)。

（3）開啟開發(fā)者模式

微信公眾平臺(tái)有兩個(gè)模式，一個(gè)是編輯模式（傻瓜模式），簡(jiǎn)單但功能單一。另一個(gè)是開發(fā)者模式，可以通過開發(fā)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。兩個(gè)模式互斥，顯而易見，登錄微信公眾平臺(tái)并通過“高級(jí)功能”菜單開啟開發(fā)者模式。

（4）填寫接口配置信息

同樣是在“高級(jí)功能”菜單中配置，配置兩項(xiàng)參數(shù)。

圖二為數(shù)據(jù)傳輸流程圖，我們先從傳感器中獲取數(shù)據(jù)，讓我們的主板arduino獲取當(dāng)前狀態(tài)，再利用收發(fā)模塊將其推送至云端，與我們事先準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，選擇符合的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，處理完成后，將其推送至微信平臺(tái)。我們同樣可以從微信端發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過服務(wù)器，到我們的執(zhí)行器完成命令。

3、單片機(jī)工作流程

流程圖解析：

程序開始，系統(tǒng)初始化，傳感器采集數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合傳輸?shù)?602上顯示，之后檢測(cè)是否接收到服務(wù)器端傳來變化的數(shù)值，沒接收到回傳各項(xiàng)指標(biāo)，接收到則用單片機(jī)對(duì)指令進(jìn)行操作。

本系統(tǒng)包含了接收終端和發(fā)射終端兩個(gè)部分，無線通訊模塊使用以esp8266為芯片的WiFi無線通訊，Arduino單片機(jī)為本設(shè)計(jì)的主控芯片，另外，系統(tǒng)還包含溫濕度傳感器模塊、氣體傳感器模塊等。

4、結(jié)語

對(duì)于智能家居而言，微信無疑是一個(gè)時(shí)尚便利的終端應(yīng)用。微信平臺(tái)自身具有三個(gè)非常好的基本條件：一是成熟的平臺(tái)技術(shù)，二是龐大的用戶群，三是開放的用戶平臺(tái)，這三個(gè)條件讓微信成為智能家居系統(tǒng)的用戶控制終端奠定了優(yōu)勢(shì)。智能家居也是最需要人與物互動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)之一，微信在微信智能家居系統(tǒng)中就相當(dāng)于系統(tǒng)的“大腦”，用戶遠(yuǎn)程通過微信控制終端發(fā)送的指令后，利用wifi無線技術(shù)，向住宅內(nèi)的智能家居設(shè)備發(fā)出命令，讓家里的設(shè)備聽懂你的話，給你最人性化的的智能家居享受！

參考文獻(xiàn)：

[1]Massimo Banzi.愛上arduino [M].第三版.人民郵電出版社.2016：71-78

[2]宋楠，韓廣義.Arduino開發(fā)從零開始學(xué)[M].清華大學(xué)出版社.2014：83-97

作者簡(jiǎn)介：

張浩然，男（回族），河南洛陽人，西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院本科在讀生，研究方向：通信工程、物聯(lián)網(wǎng)