基于Arduino的智能家居控制設(shè)計(jì)

基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)誠(chéng)信承諾書本人鄭重承諾：本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《基于Arduino的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。本人簽名：日期：北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要近年來(lái)，伴隨著智能手機(jī)的發(fā)展智能家居也快速升級(jí)，使用智能手機(jī)控制家電逐漸成為潮流，市場(chǎng)需求強(qiáng)烈，本文介紹了一種基于Arduino的智能化家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以ArduinoUNO為核心控制板，通過(guò)EDR藍(lán)牙協(xié)議連接模塊，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)和電器外圍電路的燈光提示等功能。本畢業(yè)設(shè)計(jì)基于易安卓平臺(tái)進(jìn)行了Android手機(jī)客戶端的軟件程序設(shè)計(jì)與開發(fā)。簡(jiǎn)單、高效、交互友好的Android客戶端與ArduinoUNO核心板進(jìn)行連接，形成了功能完善、擴(kuò)展性強(qiáng)的智能家居控制系統(tǒng)。ArduinoUNO核心板主要進(jìn)行控制信號(hào)與數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以及控制連接的各個(gè)功能模塊等功能。本設(shè)計(jì)改善了傳統(tǒng)家用電器等需要手動(dòng)地進(jìn)行接觸式控制的弊端，具有高效傳輸、操作簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)所采用的控制方式提高了家庭的舒適性和友好性，為實(shí)現(xiàn)便捷高質(zhì)量的生活提供了解決途徑。關(guān)鍵字：智能家居；Arduino；易安卓；EDR藍(lán)牙協(xié)議AdesignofanintelligenthomecontrolsystembasedonArduinoAbstractInrecentyears,withthedevelopmentofsmartphones,smarthomeisalsorapidlyupgraded.Usingsmartphonestocontrolhomeapplianceshasgraduallybecomeatrendwithstrongmarketdemand.ThispaperintroducesadesignschemeofsmarthomecontrolsystembasedonArduino.Thesystemadoptsmodulardesign,takesArduinounoasthecorecontrolboard,connectsthemodulethroughEDRBluetoothprotocol,andrealizesthefunctionsofintelligentswitchandlightpromptintheperipheralcircuitofelectricalappliances.ThegraduationprojectisbasedontheE4AforAndroidmobileclientsoftwaredesignanddevelopment.Thesimple,efficientandinteractiveAndroidclientisconnectedwithArduinounocoreboard,formingasmarthomecontrolsystemwithperfectfunctionsandstrongexpansibility.Arduinounocoreboardismainlyusedforsendingandreceivingcontrolsignalsanddataaswellasvariousfunctionalmodulesofcontrolconnection.Thedesignimprovesthedisadvantagesoftraditionalhouseholdappliances,suchasmanualcontactcontrol,andhastheadvantagesofhigh-efficiencytransmission,simpleoperationandstrongreliability.Thecontrolmethodadoptedinthisdesignimprovesthecomfortandfriendlinessofthefamily,andprovidesasolutionfortherealizationofconvenientandhigh-qualitylife.Keywords：Intelligenthomefurnishing;Arduino;E4A;EDRBluetoothprotocol北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄一、引言 一、引言（一）課題的背景1.課題的來(lái)源Arduino板既便宜又容易開發(fā)，許多創(chuàng)客都利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)想，在最近的疫情期間甚至有人使用它結(jié)合風(fēng)機(jī)造出了低成本的呼吸機(jī)，價(jià)格不足140元。對(duì)于一般的開發(fā)者DIY愛(ài)好者來(lái)說(shuō)再適合不過(guò)，智能家居又是近幾年非常熱門也是之后大趨勢(shì)的一個(gè)方向，所以我就想為什么不能把兩者合二為一呢，于是便有了此次的課題基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.研究的目的及其意義雖然智能家居在我們的視野中出現(xiàn)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但長(zhǎng)期以來(lái)，智能家居的形成并沒(méi)有真正意義上的雛形。從1984年開始，智能方面信息開始逐步應(yīng)用和融入到建設(shè)設(shè)備中，最先開始實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的是聯(lián)合技術(shù)公司，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在了城市地標(biāo)中，具體位置在康涅狄格州哈特福德，取得了空前的成果。通過(guò)此次開發(fā)，智能家居的開發(fā)才算正式起步，真正的融入到現(xiàn)代生活。經(jīng)歷了這么多年的發(fā)展壯大，智能家居的相關(guān)功能逐步發(fā)展提高，越來(lái)越完善，所應(yīng)用的場(chǎng)所也越來(lái)越廣泛，得到了大家的認(rèn)可。因此，這也增添了新的商機(jī)，加大了對(duì)智能家居系列產(chǎn)品的研發(fā)，進(jìn)一步提高了技術(shù)水平，相比以往推出了更了產(chǎn)品，使人們的選擇性大大提高，產(chǎn)品種類也愈加豐富。所以，此研究?jī)?nèi)容，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。智能家居的控制是極其重要的環(huán)節(jié)。其發(fā)展在于設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)，還有開發(fā)商的心理狀態(tài)，合同在當(dāng)今的時(shí)代不能太過(guò)為重，還是要做消費(fèi)者內(nèi)心所需要的產(chǎn)品，這樣才能考慮解決方案在智能方面的發(fā)展，考慮在解決方案方面提供瑣碎的智能家居解決手段。對(duì)于智能家居來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗嬖谟休^高科技含量的控制系統(tǒng)，所以它區(qū)別于普通的商品交易，準(zhǔn)確的說(shuō)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它關(guān)聯(lián)到很低技術(shù)方面的人，比如說(shuō)信息、芯片、機(jī)械等領(lǐng)域，所有的這些構(gòu)成智能家居的核心也就是控制系統(tǒng)，最終目的是實(shí)現(xiàn)便捷生活。想要擁有一個(gè)優(yōu)秀的控制系統(tǒng)，這可不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事，需要有準(zhǔn)確的發(fā)展思路，要以簡(jiǎn)單、便捷、好用為原則，來(lái)方便人們的生活習(xí)慣，這是最重要的，要有大量的技術(shù)手段來(lái)達(dá)成。隨著人們生活水平的不斷提高，生活節(jié)奏的加快，人們不斷的對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，越來(lái)越注重家庭生活中每個(gè)成員的舒適、安全和便利，因此從市場(chǎng)需求的角度來(lái)說(shuō)，智能家居必然是前景廣闊[1]。因此設(shè)計(jì)一個(gè)符合國(guó)家國(guó)情和規(guī)范的集遠(yuǎn)程控制和本地智能家居的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和迫切性[2]?？偟膩?lái)說(shuō)，智能家居的“心臟”就是控制系統(tǒng)，它的好壞直接關(guān)系著智能家居所達(dá)到的水平，影響這個(gè)行業(yè)的最終發(fā)展。目前來(lái)看，要想實(shí)現(xiàn)智能家居的跨越式發(fā)展，將系統(tǒng)集成起來(lái)是關(guān)鍵所在，需要有簡(jiǎn)單的特性和符合市場(chǎng)需求，集成系統(tǒng)將發(fā)展成為“綠色”系統(tǒng)。在中國(guó)，它不僅是智能家居產(chǎn)品，更是家居實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的解決手段。上世紀(jì)90年代末，中國(guó)的智能社區(qū)正在成長(zhǎng)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的智能住宅起源于北京、上海、浙江等發(fā)達(dá)地區(qū)，并通過(guò)逐年發(fā)展，正在向內(nèi)陸進(jìn)軍。伴隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)成為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，發(fā)展前景廣闊。與此同時(shí)我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，智能家居的發(fā)展國(guó)外要領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未制定成體系。目前，我國(guó)一些較為成熟的智能家居方案：海爾E-Home、EHome數(shù)字家庭，正在集中力量對(duì)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，來(lái)滿足市場(chǎng)需求，簡(jiǎn)化使用方式，降低成本，通過(guò)不懈努力，智能家居技術(shù)得到迅猛發(fā)展。他們主要采取的是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的方式，并且一點(diǎn)帶面為手段以互聯(lián)網(wǎng)+模式進(jìn)行連接將智能管理充分積極，并且將社區(qū)網(wǎng)格化管理加入?？梢灾悄苎由斓缴鐓^(qū)活動(dòng)室的原居民的具體方面，建立安全便捷、高端舒適、滿足個(gè)性化的家居空間。隨著逐年發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)者將智能家居的安全性作為重點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，使其安全信能大大提高，真正融入到了市場(chǎng)之中。這是一種互動(dòng)，并能夠控制通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的各項(xiàng)制度，協(xié)議，信息和內(nèi)容的獨(dú)立模塊單元的智能家居平臺(tái)的能力。人們生活中越來(lái)越離不開電器，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能生活的概念發(fā)展日益流行，電子方面的技術(shù)正在跨越式發(fā)展，隨著對(duì)家電的要求逐步提高，普通的機(jī)械化已經(jīng)脫離人們的需要。家電智能控制有諸多好處，可以提供與外界溝通的手段，節(jié)約時(shí)間、降低成本，方便人們的生活，因此智能系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展空間。隨著自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定發(fā)展有很大的提高。便捷化、自動(dòng)化、智能化是家電發(fā)展的三大目標(biāo)，智能家居技術(shù)也逐步向高效率、高操作性、高安全性發(fā)展。目前，各種智能化技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，可應(yīng)用于家用設(shè)備，如恒溫保濕器、空氣過(guò)濾器等，雖然目前技術(shù)發(fā)展較為迅速，但是還存在一定的問(wèn)題急需解決。3.國(guó)內(nèi)發(fā)展概況與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)起步較晚[3]。1994年智能家居設(shè)備首次從美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口。它的發(fā)展歷程不長(zhǎng)，真正進(jìn)入消費(fèi)者的視野中是從21世紀(jì)開始，中國(guó)才有相關(guān)業(yè)務(wù)的公司，通過(guò)研究中國(guó)在智能家居產(chǎn)業(yè)方面的發(fā)展可以分為以下幾個(gè)階段：①萌芽階段：整個(gè)行業(yè)還處于了解產(chǎn)品和初識(shí)概念的階段。國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專業(yè)的智能家居制造商，只有部分美國(guó)的概念產(chǎn)品由個(gè)別制造商銷售[4]，實(shí)際效果更傾向于“家居自動(dòng)化”[5]。②徘徊階段：這一階段，大量企業(yè)開始建設(shè)智能家居。雖然在功能上取得了一定程度的“智能”，但多數(shù)廠家盲目夸大自己的實(shí)際作用，使得用戶的體驗(yàn)很差，許多廠家在這一時(shí)期就已經(jīng)死亡[6]。③一體化發(fā)展階段：近些年來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)的研究逐步成熟，商業(yè)化應(yīng)用愈來(lái)愈廣，這也就促成了網(wǎng)絡(luò)可以與電視，電腦，冰箱等家用電器的深度結(jié)合，為智能家居的發(fā)展提供了有利的條件。并且生產(chǎn)與研發(fā)可以形成固定的模式，可以加大生產(chǎn)的規(guī)模，因?yàn)樯a(chǎn)的產(chǎn)品逐漸增多，價(jià)格也就逐步降低，老百姓購(gòu)買起來(lái)也就愈加方便。（二）本課題研究的內(nèi)容本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是ArduinoUNO，利用藍(lán)牙協(xié)議，遠(yuǎn)程檢測(cè)并通Android客戶端的室內(nèi)家居的智能控制?；诔霭l(fā)方向，方便有效生活的目標(biāo)主要是改善傳統(tǒng)家庭背后的現(xiàn)有控制模式和不方便使用。智能遙控設(shè)計(jì)是為了取代傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械控制裝置而設(shè)計(jì)的，它擁有效率較高、成本較低、便于使用等優(yōu)點(diǎn)，也進(jìn)一步提高了家庭的舒適性和便利性。是制作出一款，能夠利用來(lái)Arduino遠(yuǎn)程控制家電開關(guān)的智能家居系統(tǒng)，并且有APP方便進(jìn)行控制。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容：①Arduino上安裝藍(lán)牙模塊；②基于易安卓的APP操作界面；③基于Arduino對(duì)繼電器進(jìn)行操作(開啟或關(guān)閉)。本次設(shè)計(jì)解決的關(guān)鍵問(wèn)題為:①如何在確保數(shù)據(jù)安全保障的情況下、通過(guò)藍(lán)牙對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制；②方便友好的APP界面；③四個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)分開控制。二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案（一）系統(tǒng)組成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖如圖2.1。系統(tǒng)總共由五大部分所組成：分別是APP客戶端、核心模塊、檢測(cè)模塊、燈光模塊和外圍電路。各部分組成如下：①APP客戶端是安卓客戶端，是通過(guò)易安卓軟件編寫的；②藍(lán)牙模塊是基于BluetoothSpecificationV2.0帶EDR藍(lán)牙協(xié)議的數(shù)傳模塊；③核心模塊是ArduinoUNO單片機(jī)；④控制模塊由四個(gè)繼電器組成，分別能單獨(dú)開關(guān)控制四個(gè)家電；⑤外圍電路較為簡(jiǎn)單，通過(guò)發(fā)光二極管和其他元器組成。圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（二）硬件模塊1.藍(lán)牙模塊藍(lán)牙通信功能的實(shí)現(xiàn)采用的是HC-05藍(lán)牙串口模式的通信模塊，附帶EDR藍(lán)牙協(xié)議，基于BluetoothSpecificationV2.0模式無(wú)線工作頻段是2.4GHzISM，調(diào)制方式采用的是GFSK[7]。模塊極限發(fā)射功率為4dBm，接收靈敏度可達(dá)到-85dBm，板載PCB天線，最遠(yuǎn)可覆蓋10米距離通信[8]。模塊采用類似郵票孔的封裝方式，模塊大小為27mm×13mm×2mm，采用這種安裝方式可以方便用戶使用，可自定義安裝內(nèi)容，裝備有LED燈，通過(guò)這種方式可以觀察藍(lán)牙的連接狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。為方便用戶根據(jù)需要靈活使用，模塊采用CSR的BC417芯片，支持AT指令[9]，可隨時(shí)更改各項(xiàng)參數(shù)。表2.1為藍(lán)牙繼電器的接線表。表2.1藍(lán)牙繼電器接線表序號(hào)主控板模塊備注1數(shù)字IO-2藍(lán)牙-TX2數(shù)字IO-3藍(lán)牙-RX2數(shù)字IO-4繼電器模塊1-IN3數(shù)字IO-5繼電器模塊2-IN4數(shù)字IO-6繼電器模塊3-IN5數(shù)字IO-7繼電器模塊4-IN135V-所有模塊接入轉(zhuǎn)接板VCC和GND14GND-圖2.2HC-05原理圖2.控制模塊控制模塊是由四個(gè)光耦隔離高低電平觸發(fā)組成。該系列繼電器模塊，為保證穩(wěn)定的性能，使用光耦方式進(jìn)行隔離[10]，隔離效果大大提高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高低電平信號(hào)觸發(fā)。僅需5mA電流即可驅(qū)動(dòng)控制能力為10A的繼電器吸合，模塊采用優(yōu)質(zhì)功率繼電器，小型封裝光耦，大功率高耐壓三極管，紅藍(lán)信號(hào)指示燈，PCB板材，性能穩(wěn)定是它最大的特點(diǎn)。表2.2為該系列繼電器的參數(shù)表,本次選用的是工作電壓為5V的繼電器。表2.2繼電器參數(shù)表工作電壓5V12V24V靜態(tài)電流5mAMAX電流190mA80mA50mA觸發(fā)電壓低:0低:0低:0高:5V高:12V高:24V觸發(fā)電流2-4mAMAX負(fù)載AC250V/10A,DC30V/10A3.核心模塊UNO是開放原始代碼，便于理解，可以搭配按鈕、指示燈等多種電子元件使用。同時(shí)可以在多個(gè)平臺(tái)進(jìn)行使用，不發(fā)生沖突，而且使用方便，代碼更新?lián)Q代快，符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展要求。采用Arduino項(xiàng)目不僅可以涵蓋Arduino，也能實(shí)現(xiàn)PC程序的通信，由國(guó)外團(tuán)隊(duì)研發(fā)。開發(fā)成員有MassimoBanzi、DavidCuartielles、TomIgoe、GianlucaMartino、DavidMellis和NicholasZambetti等[11]。該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟，已經(jīng)發(fā)展成多型號(hào)多控制器，擁有諸多優(yōu)勢(shì)。使用Arduino的人員越來(lái)越多，這更加加速了該項(xiàng)目的發(fā)展，目前大學(xué)里也添加了研究該項(xiàng)目的學(xué)科，軟件、藝術(shù)等門類都開展了課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。圖2.SEQ圖表\*ARABIC1Arduinouno原理圖（三）軟件設(shè)計(jì)1.APP客戶端軟件采用安卓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有較高的市場(chǎng)占有率和較高的普及率，Android（安卓）其實(shí)用英文翻譯是機(jī)器人的意識(shí)，是一種由Linux構(gòu)成的開源操作系統(tǒng),面向于手機(jī)等便捷設(shè)備，在被谷歌收購(gòu)之后開始逐步發(fā)展，平臺(tái)也越來(lái)越復(fù)雜，由操作核心系統(tǒng)、中間元件、使用界面和APP等多種元素構(gòu)成，在手機(jī)領(lǐng)域逐漸發(fā)展壯大，并且已經(jīng)進(jìn)軍到平板電腦等多個(gè)領(lǐng)域。具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：開放性強(qiáng)：Android平臺(tái)有很強(qiáng)的開放性，可以允許各類開發(fā)商加入，擁有其他系統(tǒng)無(wú)法比擬的眾多開發(fā)者參與，使系統(tǒng)愈發(fā)完善，技術(shù)更加先進(jìn)，性能更加成熟。因此就吸引了更多開發(fā)商的目光，人氣越來(lái)越高，消費(fèi)者也喜歡用Android平臺(tái)的產(chǎn)品[12]。因?yàn)槔锩嬗兄S富的軟件資源，消費(fèi)者有更多的選擇權(quán)利，開放性平臺(tái)有著以上諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有弊端，就是加大了開發(fā)商的競(jìng)爭(zhēng)，性能一般的產(chǎn)品會(huì)被迅速淘汰。硬件豐富：由于Android平臺(tái)極大的開放性，導(dǎo)致開發(fā)商會(huì)設(shè)計(jì)出各種各樣極具特色的產(chǎn)品[13]，可供消費(fèi)者們選擇。雖然功能上各有千秋，但是其基本功能卻不會(huì)受到影響，不同產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)交換，各類軟件的兼容都能無(wú)差別的滿足，這是其他平臺(tái)所無(wú)法比擬的，極大的方便了消費(fèi)者的需求。開發(fā)方便：Android平臺(tái)的誕生，相當(dāng)于為開發(fā)商打開了新世界的大門，沒(méi)有各類條框、法則的困擾，可以隨心所欲的進(jìn)行研究開發(fā)，這就促進(jìn)了各類軟件的出現(xiàn)。萬(wàn)物都有其兩面性，Android平臺(tái)也是一把雙刃劍，無(wú)拘無(wú)束的環(huán)境導(dǎo)致濫竽充數(shù)的程序的越來(lái)越多，難以管理，這是Android急需解決的問(wèn)題之一。2.APP控制流程如圖2.4所示，用戶打開安卓手機(jī)上的APP應(yīng)用點(diǎn)擊搜索設(shè)備，找到設(shè)備后點(diǎn)擊連接綁定設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙配對(duì)，若配對(duì)失敗在APP上會(huì)有提示請(qǐng)重新配對(duì)，若配對(duì)成功ArduinoUNO板上會(huì)有燈光閃爍，APP界面也會(huì)同時(shí)顯示配對(duì)成功。此時(shí)用戶就可以控制四個(gè)繼電器的打開與關(guān)閉，每打開一個(gè)繼電器相對(duì)應(yīng)的燈光就會(huì)亮起，關(guān)閉則會(huì)熄滅，每個(gè)繼電器可以獨(dú)立操控，非常符合時(shí)下家電越來(lái)越多的趨勢(shì)。圖2.4APP控制流程圖三、開發(fā)環(huán)境及工具介紹（一）開發(fā)環(huán)境1.驅(qū)動(dòng)安裝開發(fā)之前首先準(zhǔn)備開發(fā)環(huán)境，安裝必需的驅(qū)動(dòng)，首先打開CH341SER的EXE文件，點(diǎn)擊安裝，安裝速度很快，5秒左右就會(huì)顯示驅(qū)動(dòng)預(yù)安裝成功，此時(shí)再打開設(shè)備管理器找到端口，點(diǎn)開發(fā)現(xiàn)多了一個(gè)名為CH340的端口表明至此驅(qū)動(dòng)安裝成功。圖3.1開始安裝驅(qū)動(dòng)圖3.2完成驅(qū)動(dòng)安裝圖3.3驅(qū)動(dòng)安裝完成后找到端口號(hào)2.Arduinoide安裝與語(yǔ)法分析打開名為Arduino的軟件，點(diǎn)擊上方菜單欄的工具，選擇開發(fā)板型號(hào)，找到本次設(shè)計(jì)使用的ArduinoUNO選中，在菜單欄下方點(diǎn)擊上傳便可以把編寫的代碼寫入U(xiǎn)NO板中，若成功ArduinoUNO板上會(huì)有燈光亮起。圖3.4選擇開發(fā)版型號(hào)圖3.5上傳代碼圖3.6UNO板led閃爍表示環(huán)境安裝完成defineBT_TX定義軟串口接口intrelayx=y;低電平使能for(inti=4;i<8;i++)//初始化全部滅燈while(Serial.available()>0)數(shù)據(jù)幀格式“rly-第幾個(gè)繼電器-打開1關(guān)閉0”，如“rly-2-1”if(buf[6]=='1')//如果是打開if(buf[6]=='0')//如果是關(guān)閉（二）開發(fā)工具1.易安卓開發(fā)平臺(tái)介紹E4A全名easyforandroid是2013年發(fā)布的一款全中文Android編程語(yǔ)言，專門為企業(yè)、站長(zhǎng)、開發(fā)者、網(wǎng)絡(luò)公司、各種手持設(shè)備等Android系統(tǒng)下的應(yīng)用開發(fā)。用這種語(yǔ)言編寫的Android應(yīng)用程序代碼非常符合中國(guó)人的編程思維習(xí)慣，而且使用方便。另外，E4A支持發(fā)布和代碼共享，可以重用程序模塊。E4A平臺(tái)可以進(jìn)行可視化編程，避免了傳統(tǒng)ECLIPS需要大量代碼且難于理解的問(wèn)題[14]，并可以加速編寫智能家居程序界面的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)界面如圖3.7所示。圖3.7APP客戶端界面除了傳統(tǒng)的文本框和按鈕外，還提供了Android兼容的網(wǎng)絡(luò)模塊和傳感器模塊，可以隨意調(diào)用，只需將組件拖動(dòng)到可視化接口以進(jìn)行編程[15]。E4A具有與eclipse相同的程序、屬性和架構(gòu)。每個(gè)模塊調(diào)用的外部圖像、音樂(lè)、鏈接等資源將記錄在左側(cè)的屬性區(qū)域，還可以設(shè)置每個(gè)模塊組件的事件位置。事件列表位于屬性區(qū)域下方。通過(guò)設(shè)置事件，可以執(zhí)行每個(gè)函數(shù)在特定時(shí)間點(diǎn)應(yīng)該執(zhí)行的操作。2.易安卓程序編寫E4A使用的是android版的電子語(yǔ)言，設(shè)置事件的方式是近幾年研發(fā)出來(lái)的，屬于移動(dòng)形式的電子語(yǔ)言。與其相關(guān)屬性的開發(fā)使用與易語(yǔ)言異曲同工，使用起來(lái)非常便捷。只需要將相關(guān)內(nèi)容放在主要界面，通過(guò)雙擊的方式就可以打開界面進(jìn)行編程?？梢詫⒏黝惖膶傩詤^(qū)域進(jìn)行設(shè)置，發(fā)生的每一件事件的時(shí)間點(diǎn)都會(huì)詳細(xì)記錄下來(lái)。圖3.8屬性區(qū)屬性界面圖表圖3.9屬性區(qū)工程界面四、結(jié)論本文研究的內(nèi)容是以ArduinoUNO為核心，利用藍(lán)牙協(xié)議，遠(yuǎn)程檢測(cè)并通過(guò)Android客戶端完成室內(nèi)家居的智能控制。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的學(xué)習(xí)和研究，我有以下幾個(gè)設(shè)計(jì)心得：①雖然如今智能家居的概念和市場(chǎng)都比較火熱，但是競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，每家公司都有自己的優(yōu)劣，要結(jié)合百家之長(zhǎng)并不容易，想要在市場(chǎng)上活下來(lái)必須要有自己的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)。本次的設(shè)計(jì)相較于大公司的成熟產(chǎn)品相比算是非常簡(jiǎn)易的裝置，但是開發(fā)起來(lái)依然非常有難度，從一開始的方案設(shè)計(jì)，到一步步實(shí)現(xiàn)它，總會(huì)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤，很有可能一小段代碼沒(méi)有打?qū)蜁?huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置無(wú)法正常運(yùn)行，而且我是第一次學(xué)習(xí)易安卓，有些生疏，所以花了不少時(shí)間去看教程。②arduino板和繼電器分在上下兩層板的設(shè)計(jì)有利于硬件散熱，效果觀察和使用，最后在完成了app上操作開關(guān)繼電器后可以得出結(jié)論本次設(shè)計(jì)效果不錯(cuò)，功能完整，算是令人滿意的較成熟開發(fā)產(chǎn)品。圖4.1成品側(cè)視圖圖4.2成品俯視圖圖4.3打開第一個(gè)繼電器燈亮起圖4.4打開四個(gè)繼電器后燈全亮圖4.5連接成功后界面參考文獻(xiàn)[1]智能小區(qū)(下篇)[J].中國(guó)住宅設(shè)施,2012.[2]趙全全,黃梓瑜.ZigBee網(wǎng)絡(luò)的紅外遙控技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用[J].信息通信,2015.[3]盧建偉.論智能家居現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].電子世界,2014.[4]焦二鋒.基于云路由的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安電子科技大學(xué),2014.[5]張淑俠.基于PLC智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].數(shù)碼世界,2019.[6]王耕.基于ArduinoDue智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].湛江海洋大學(xué),2001.[7]車駕雄.無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].西北大學(xué),2015.[8]黃劍斌，安妮，鄭永超.能電熱蚊香系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].西北大學(xué),2019.[9]劉柱.基于ARM的微慣性姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D].哈爾濱工程大學(xué),2018.[10]湯書豪.基于FPGA的CAN總線控制器SJA1000軟核的設(shè)計(jì)[A].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2011.[11]李崗.神奇的Arduino[J].電子制作,2013.[12]高紅旭.基于Android操作系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].西安電子科技大學(xué),2011.[13]余前勇.多傳感器信息融合的室內(nèi)三維定位算法與實(shí)現(xiàn)[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2015.[14]董奎，付彬，譚小蘭.基于易安卓的森林資源調(diào)查輔助工具開發(fā)[J].四川林勘設(shè)計(jì),2019.[15]謝揚(yáng)，潘子豪.易安卓開發(fā)平臺(tái)可視化界面在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2015謝辭從一開始選題到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)了四五個(gè)月，一開始非常迷茫沒(méi)有方向到逐步確定選題思路再一步步去絞盡腦汁怎么去實(shí)現(xiàn)已經(jīng)記不清找過(guò)盛老師幾次了，老師每一次都非常耐心，仔細(xì)的發(fā)現(xiàn)并指出我的問(wèn)題，有時(shí)甚至是老師在上著課中間抽下課時(shí)間出來(lái)和我講如何改正，真的非常感動(dòng)。雖然非常努力，但是畢竟是第一次寫論文很多規(guī)矩都不是很懂，老師就首先從開題報(bào)告開始講起，文獻(xiàn)怎么引用，篇幅怎么編排，舉出當(dāng)年他的博士碩士論文給我們看，非常震驚，比我們的字?jǐn)?shù)可要多太多了，專業(yè)程度也不是我們本科論文可比，不過(guò)通過(guò)這篇論文我也基本了解了如何寫好開題報(bào)告，前期該準(zhǔn)備些什么。在做arduino板操作的時(shí)候也有很多不明白的地方，老師很愿意分享他的經(jīng)驗(yàn)，在老師一步步的引導(dǎo)下，從arduino板和繼電器組裝完成，到開發(fā)環(huán)境的安裝，最后在易安卓上編寫控制app，一切都有條不紊的進(jìn)行著。稍微遺憾的是因?yàn)橐咔樵虮緛?lái)想實(shí)現(xiàn)wifi連接沒(méi)有成功，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)還算滿意。時(shí)間一晃而過(guò)，四年的學(xué)習(xí)生涯就快結(jié)束，感謝盛老師讓在我畢業(yè)設(shè)計(jì)上給出意見(jiàn)，讓它能錦上添花，希望畢業(yè)之后一切順利，希望盛老師能在學(xué)術(shù)研究上更上一層樓，感謝您！PAGE21附錄附錄1E4A程序源代碼事件主窗口.創(chuàng)建完畢() 如果藍(lán)牙1.是否存在()=假則 信息框("信息","本機(jī)找不到藍(lán)牙設(shè)備，程序?qū)⑼顺觯?,"確定") 結(jié)束程序()結(jié)束如果如果藍(lán)牙1.是否已開啟()=假則 藍(lán)牙1.開啟藍(lán)牙() 藍(lán)牙1.置工作模式(2)否則 藍(lán)牙1.置工作模式(2)結(jié)束如果結(jié)束事件事件按鈕1.被單擊()列表框1.清空項(xiàng)目()藍(lán)牙1.搜索設(shè)備()'搜索設(shè)備彈出提示("正在搜索")結(jié)束事件事件藍(lán)牙1.發(fā)現(xiàn)設(shè)備(設(shè)備名稱為文本型,設(shè)備地址為文本型,是否已配對(duì)為邏輯型)列表框1.添加項(xiàng)目(設(shè)備名稱&"-"&設(shè)備地址&"-"&是否已配對(duì))列表框1.置項(xiàng)目標(biāo)記(列表框1.取項(xiàng)目數(shù)()-1,設(shè)備地址)結(jié)束事件事件列表框1.表項(xiàng)被單擊(項(xiàng)目索引為整數(shù)型) 變量設(shè)備地址為文本型設(shè)備地址=列表框1.取項(xiàng)目標(biāo)記(項(xiàng)目索引)藍(lán)牙1.連接設(shè)備(設(shè)備地址)'連接設(shè)備彈出提示("正在連接："&設(shè)備地址) 寫出文本文件(取存儲(chǔ)卡路徑()&"/config_4relay.txt",設(shè)備地址,"UTF8") '將綁定地址存入配置文件結(jié)束事件事件按鈕5.被單擊()變量?jī)?nèi)容為文本型如果文件是否存在(取存儲(chǔ)卡路徑()&"/config_4relay.txt")=真則 內(nèi)容=讀入文本文件(取存儲(chǔ)卡路徑()&"/config_4relay.txt","UTF8")'讀取綁定設(shè)備地址 藍(lán)牙1.搜索設(shè)備()'搜索設(shè)備 藍(lán)牙1.連接設(shè)備(內(nèi)容) 彈出提示("正在連接："&內(nèi)容)否則 彈出提示("首次使用,請(qǐng)先搜索配對(duì)設(shè)備！")結(jié)束如果結(jié)束事件事件藍(lán)牙1.連接完畢(連接結(jié)果為邏輯型,設(shè)備名稱為文本型,設(shè)備地址為文本型,連接模式為整數(shù)型)變量設(shè)備信息為文本型變量文本數(shù)組為文本型()如果連接結(jié)果=真則 按鈕2.可用=真 按鈕3.可用=真 按鈕4.可用=真 按鈕6.可用=真 按鈕7.可用=真 按鈕8.可用=真 按鈕9.可用=真 按鈕10.可用=真 按鈕11.可用=真 主窗口.標(biāo)題="已連接："&設(shè)備名稱 彈出提示("連接成功")否則 彈出提示("連接失敗")結(jié)束如果結(jié)束事件'==================relay4打開==================事件按鈕3.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-4-1","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay4關(guān)閉==================事件按鈕4.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-4-0","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay3打開==================事件按鈕6.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-3-1","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay3關(guān)閉==================事件按鈕7.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-3-0","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay2打開==================事件按鈕8.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-2-1","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay2關(guān)閉==================事件按鈕9.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-2-0","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay1打開==================事件按鈕10.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-1-1","GBK"))'發(fā)送消息結(jié)束事件'==================relay1關(guān)閉==================事件按鈕11.被單擊()藍(lán)牙1.發(fā)送數(shù)據(jù)(文本到字節(jié)("LED-