Hệ thống nhà thông minh: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tài liệu hướng dẫn này sẽ giúp giải thích cách thiết lập và sử dụng Hệ thống Nhà thông minh của chúng tôi bằng cách sử dụng phần mềm Matlab và phần cứng Raspberry Pi. Vào cuối hướng dẫn này, bạn sẽ có thể sử dụng đầy đủ sản phẩm của chúng tôi một cách dễ dàng!

Bước 1: Bước 1: Các bộ phận và vật liệu cần thiết

• Raspberry Pi
• Bảng mạch (x2)
• Cảm biến chuyển động PIR
• Mô-đun LCD
• Đèn LED
• Tụ điện
• Máy ảnh Raspberry Pi
• Động cơ Servo Micro
• Dây kết thúc đôi (20)

Bước 2: Bước 2: Tuyên bố vấn đề

Các vấn đề mà sản phẩm của chúng tôi đang cố gắng giải quyết là điều khiển ánh sáng thủ công, điều khiển nhiệt độ trong nhà và hiệu quả năng lượng. Chúng tôi tập trung vào lượng năng lượng mà một ngôi nhà trung bình sử dụng và chúng tôi muốn tìm cách giảm mức sử dụng năng lượng. Việc để đèn sáng và nhiệt độ bộ điều nhiệt không cần thiết dẫn đến việc sử dụng năng lượng không cần thiết rất cao. Đèn sẽ được kích hoạt chuyển động đến nơi chúng tắt khi phòng trống và bộ điều nhiệt sẽ điều chỉnh thành nhiệt độ hiệu quả với môi trường dựa trên việc đọc nhiệt độ ngoài trời.

Bước 3: Bước 3: Cấu hình cảm biến chuyển động

Cảm biến chuyển động được kết nối với chân nguồn 3,3V, chân nối đất và chân kỹ thuật số mà bạn chọn. Chúng được kết nối tương ứng với các cổng VCC, GND và OUT trên cảm biến chuyển động. Cảm biến chuyển động sẽ phát hiện khi có người ở gần và kích hoạt đèn LED để báo rằng đèn đã được bật. Khi không còn phát hiện chuyển động, đèn LED sẽ tự tắt. Mã như sau:

trong khi đúng

motionDetected = readDigitalPin (rpi, 3);

if motionDetected == 1

writeDigitalPin (rpi, 16, 1)

khác

writeDigitalPin (rpi, 16, 0)

kết thúc

kết thúc

Bước 4: Bước 4: Hiển thị mô-đun LCD

Màn hình LCD lấy dữ liệu nhiệt độ từ thông tin thời tiết trực tiếp được cung cấp từ internet. Sau đó, mô-đun LCD hiển thị giá trị nhiệt độ hiện tại. Trong Matlab, nhiệt độ được đọc và sau đó đi qua vòng lặp if để xác định mức độ cần điều chỉnh cài đặt nhiệt độ trong nhà. Mã như sau:

url = 'https://forecast.weather.gov/MapClick.php? lat = 35.9606 & lon = -83.9207 & FcstType = json';

data = webread (url);

a = data.currentobservation. Temp;

fprintf ('Nhiệt độ ngoài trời là% s / n', a)

x = str2num (a);

nếu x> 80

fprintf ('Vặn bộ điều nhiệt xuống 15 độ')

writeDigitalPin (rpi, 26, 1)% bật đèn

elseif x> 75 && x <80

fprintf ('Tắt máy điều nhiệt / n')

writeDigitalPin (rpi, 26, 1)% bật đèn

elseif x 55

fprintf ('Xoay bộ điều nhiệt lên 10 độ / n')

writeDigitalPin (rpi, 26, 0)% tắt đèn

elseif x 45

fprintf ('Vặn bộ điều nhiệt lên 20 độ / n')

writeDigitalPin (rpi, 26, 0)% tắt đèn

elseif x 40

fprintf ('Xoay bộ điều nhiệt lên 25 độ / n')

writeDigitalPin (rpi, 26, 0)% tắt đèn

elseif x 30

fprintf ('Vặn bộ điều nhiệt lên 35 độ / n')

khác

fprintf ('Vặn bộ điều nhiệt lên đến 65 độ / n')

kết thúc

Bước 5: Bước 5: Mô-đun Servo động cơ

Mô-đun Motor Servo là đại diện cho khả năng đóng mở rèm. Khi ngôi nhà cần được làm mát, rèm sẽ đóng lại để thoát nhiệt ít hơn. Khi ngôi nhà cần được sưởi ấm, rèm sẽ mở ra để làm ấm nhanh hơn. Servo quyết định việc cần làm bằng cách nhận đầu vào từ người dùng tương tác với một menu tùy chọn. Mã cho động cơ như sau:

s = servo (rpi, 3)

writeDigitalPin (rpi, 4, 1)

writePosition (s, 45)

temp_sys = menu ('Bạn cảm thấy thế nào?')% temp điều chỉnh

nếu temp_sys == 1% nóng

writeDigitalPin (rpi, 26, 1)% bật đèn

writePosition (s, 0)% lần lượt động cơ CW / CCW

đóng rèm, tắt đèn

elseif temp_sys == 2% lạnh

writeDigitalPin (rpi, 26, 0)% tắt đèn

writePosition (s, 180)% lần lượt động cơ CCW / CW

mở rèm, bật đèn

elseif temp_sys == 3% vừa phải

fprintf ('Duy trì trạng thái nhiệt độ. / n')

kết thúc

Bước 6: Bước 6: Camera cảm biến chuyển động

Máy ảnh cảm biến chuyển động chụp ảnh những người ra vào phòng. Chúng tôi đã chọn đây là một tính năng bảo mật bổ sung cho những ai tò mò về những ai đã ở trong nhà của họ. Khi cảm biến chuyển động phát hiện chuyển động, mã Matlab sẽ ra lệnh cho camera chụp ảnh và hiển thị hình ảnh đó. Mã như sau:

i = 0

rõ ràng cam

cam = cameraboard (rpi);

trong khi tôi == 0

ảnh chụp nhanh (cam); % bộ đệm hình ảnh rõ ràng

img = ảnh chụp nhanh (cam);

hình ảnhc (img);

kết thúc