智能家居燈光控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)摘要許多人的概念里，智能家居這個詞離我們的生活似乎異常遙遠，只是存在于高科技展覽會里的表演，或是富豪們向人們炫耀財富而展示的一種家居裝飾。事實上，近年來智能家居已開始一步一步走進越來越多的普通家庭。我國的家居燈光控制市場雖然目前處于起步階段，但是，市場前景已經越來越明顯，產品及功能的定位也逐步趨于合理和實用，特別是裝飾公司越來越看重燈光控制與裝飾環(huán)境的互動性效果，房地產開發(fā)商也將智能概念的目光從單純的可視對講和安防警報功能投向了家居燈光控制、背景音樂等更多的智能控制功能，以更加凸顯出智能家居的感官效應和環(huán)境效果。設計并實現(xiàn)一種物聯(lián)網智能家居燈光控制系統(tǒng)，同時設計控制網頁，使用戶能夠使用任何可瀏覽網頁的設備控制家居燈光，以滿足照明和調節(jié)環(huán)境氛圍的需求。關鍵詞智能家居；WEB；WIFI；傳感器；LED。DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFINTELLIGENTLIGHTBASEDONINTELLIGENTHOMEABSTRACTTHECONCEPTFORMANYPEOPLE,THEWORDSMARTHOMEFROMOURLIVESSEEMFAROFF,BUTINTHEPRESENCEOFHIGHTECHEXHIBITIONPERFORMANCES,ORTHERICHTOSHOWOFFWEALTHSHOWSAHOMEDECORATIONINFACT,INRECENTYEARSHASBEGUNTOSMARTHOME,STEPBYSTEPINTOTHEGROWINGNUMBEROFORDINARYFAMILIESOURHOMELIGHTINGCONTROLMARKET,ALTHOUGHINITSINFANCY,HOWEVER,THEMARKETOUTLOOKHASBECOMEINCREASINGLYCLEARPRODUCTPOSITIONINGANDFUNCTIONSHAVEGRADUALLYBECOMEMOREREASONABLEANDPRACTICAL,ESPECIALLYDECORATIVECOMPANIESINCREASINGLYVALUEINTERACTIVEEFFECTSOFENVIRONMENTALANDDECORATIVELIGHTINGCONTROL,REALESTATEDEVELOPERSAREALSOLOOKINGSMARTCONCEPTFROMASIMPLEVIDEOINTERCOMANDSECURITYANDAHOMEALARMFUNCTIONTOINVESTINLIGHTINGCONTROL,BACKGROUNDMUSICANDMOREINTELLIGENTCONTROL,INTELLIGENTHOMEWITHMOREHIGHLIGHTSSENSORYEFFECTSANDENVIRONMENTALEFFECTDESIGNANDIMPLEMENTANETWORKINGSMARTHOMELIGHTINGCONTROLSYSTEM,WHILEDESIGNEDTHECONTROLPAGE,ALLOWINGUSERSTOCONTROLHOMELIGHTINGBYANYDEVICETHATCANBROWSETHEWEB,ADJUSTTOMEETTHENEEDSOFILLUMINATIONANDAMBIENCEKEYWORDSANDROID；JAVA；MOBILEPHONEORDERINGC/SMODEL1引言智能家居最終目的是讓家庭更舒適，更方便，更安全，更符合環(huán)保。隨著人類消費需求和住宅智能化的不斷發(fā)展，今天的智能家居系統(tǒng)將擁有更加豐富的內容，系統(tǒng)配置也越來越復雜。智能家居包括網絡接入系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、電視對講門禁區(qū)系統(tǒng)、煤氣泄露探測系統(tǒng)、遠程抄表（水表、電表、煤氣表）系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)、遠程醫(yī)療診斷及護理系統(tǒng)、室內電器自動控制管理及開發(fā)系統(tǒng)、集中供冷熱系統(tǒng)、網上購物系統(tǒng)、語音與傳真（電子郵件）服務系統(tǒng)、網上教育系統(tǒng)、股票操作系統(tǒng)、視頻點播、付費電視系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)等等，各種新鮮的名詞逐漸成為智能家居中的組成部分。智能家居開始流行于二十世紀七十年代的美國，并且在歐洲有很大的應用。二十世紀九十年代后期，智能家居的概念開始在國內出現(xiàn)。2000年智能家居開始在國內推廣。經過十來年的發(fā)展，智能家居在中國已經得到了一定程度的應用。雖然智能家居在中國的發(fā)展時間雖不長，但是從國內家電巨頭及網絡巨子的紛紛出手試水智能家居市場以及許多國際大企業(yè)對國內智能家居廠家并購案可以看出，中國智能家居市場潛在著巨大商機。全國房地產業(yè)蓬勃發(fā)展，小區(qū)智能化已成為一項基本要求，再配上智能家居，“全智能”的概念必然給房地產業(yè)帶來新的賣點和活力，因此“全智能”是二十一世紀房產開發(fā)商力推的主題，這也意味著，我國智能家居產業(yè)迎來發(fā)展契機。2需求分析用戶登錄時，輸入用戶名和密碼，用戶名為已經在硬件系統(tǒng)中初始化了的，一臺設備只有一個用戶名和密碼。當用戶登陸時，服務器將對其中的數(shù)據進行處理，與服務器中的數(shù)據進行匹配。匹配成功后，使用戶登錄進入控制頁面，服務器開始相應客戶端的需求，給客戶發(fā)送動態(tài)信息。要求控制頁面能夠適應各種型號的瀏覽器，并且用戶在各種瀏覽器上的的操作體驗要一致。要求用戶能夠控制燈的亮滅，燈的亮滅由按鈕控制，要求按鈕的尺寸要能自適應各種瀏覽器，以及用戶界面大小的變化。要求用戶能夠自主調節(jié)等的色彩以及亮度，要可以通過滑動條進行調節(jié)亮度及色彩。并且滑動條本身的尺寸要能夠適應各種瀏覽器。用戶不在家時不在局域網時，也可以通過手機網絡流量進行控制，要求本設備具備能夠接入外部互聯(lián)網的能力。3硬件設計控制器使用開源硬件樹莓派（RASPBERRYPI）控制器，它采用BROADCOM（博通）BCM2835處理器，為ARM1176JZFS核心（ARM11系列）700MHZ，集成了256MBRAM，2個USB接口，HDMI視頻接口，SD卡插槽，10/100以太網接口（RJ45），帶有8個GPIO，一個UART，一個IIC接口，兩個選擇的SPI總線。使用EDUPUSB無線網卡,型號EPN8508GS，該USB網卡在LINUX系統(tǒng)下免安裝驅動，將該網卡插入開發(fā)板的USB接口，可以使開發(fā)板獲取接入WIFI的能力。本系統(tǒng)使用了兩種LED燈泡，一種是50505V白光LED，用一般照明，另外一種是5050RGB5V彩色LED，用于調節(jié)家居氛圍。本系統(tǒng)設計了配套的PCB的電路板和相應的3D打印外殼。電路原理圖如圖31。圖31電路原理圖4軟件設計操作系統(tǒng)使用基于DEBIAN的系統(tǒng)，由于本系統(tǒng)程序使用PYTHON語言編寫，并且使用到了JAVASCRIPT腳本，JQUERY，RESTAPI，COAP協(xié)議，HTTPSERVER等技術，關于各種技術的介紹在下面陸續(xù)說明。本系統(tǒng)使用到了WEBIOPI這個開源的WEB框架，WEBIOPI是一個可控制樹莓派GPIO的WEB框架，該框架面向物聯(lián)網IOT（INTERNETOFTHINGS）開發(fā)。該項目托管于GOOGLE，并可在SOURCEFORGE上下載到源代碼?，F(xiàn)在WEBIOPI已經發(fā)展到07版本（2014年3月），WEBIOPI支持RESTSERVER，COAPSERVER，并提供PYTHON庫和JAVASCRIPT庫，毫無疑問地說WEBIOPI是一個優(yōu)秀的框架。5控制原理WEBIOPI框架包含了一個HTTP服務器，這個HTTP服務器同時提供HTML資源和RESTAPI去控制設備。用戶的瀏覽器將先載入一個HTML文件，然后這個包含了JAVASCRIPT的HTML文件，將異步調用RESTAPI去控制和更新用戶界面，這個方法非常高效，因為它不需要去刷新和下載整個頁面?？刂圃韴D如圖51。WEBIOPI的HTTP服務器，默認端口是8000，所以，在瀏覽器地址欄輸入HTTP/樹莓派的IP地址8000即可訪問登陸頁面，輸入用戶名和密碼后便可登入控制界面。圖51控制原理圖6測試測試分為兩個階段，先用杜邦線連接測試，驗證控制原理，再繪制PCB，打樣后貼片測試。在全部測試完畢后，安裝外殼，實現(xiàn)最終效果，如圖61。圖61集成測試參考文獻1唐凱嵌入式智能家居研究J信息技術2007092李強華等教學樓智能燈光控制系統(tǒng)設計J計算機測量與控制2007083李世振等智能型教室燈光控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)J微計算機信息2011044LI,PINGEMBEDDEDINTELLIGENTHOMECONTROLSYSTEMBASEDONARMLINUXJ2012INTERNATIONALCONFERENCEONWAVELETACTIVEMEDIATECHNOLOGYANDINFORMATIONPROCESSING20125CHEN,DONGHONGDESIGNOFINTELLIGENTHOM