林敏

摘 要：隨著科技的進(jìn)步，家用電器逐步走向智能化，網(wǎng)絡(luò)化。市場(chǎng)上有很多現(xiàn)成的智能家居方案，功能各有不同，但是大多成本較高，一定程度上影響了大面積推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目主要利用arduino結(jié)合藍(lán)牙模塊以及相關(guān)的繼電器等器件，實(shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)客戶端控制電燈、插座等家用電器。

關(guān)鍵詞：arduino 藍(lán)牙 家用電器

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（b）-0001-02

智能家居（英文：smart home， home automation）是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，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。目前市場(chǎng)上的智能家居產(chǎn)品很多，功能各有特點(diǎn)，但是大多成本較高，一定程度上影響了大面積推廣應(yīng)用。

本項(xiàng)目利用現(xiàn)在非常流行的開源硬件arduino，結(jié)合藍(lán)牙模塊等外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的智能家居遙控，具有體積小巧，可靠性高，成本低廉，擴(kuò)展改造性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1 Arduino簡(jiǎn)介

Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái)，包含硬件（各種型號(hào)的Arduino板）和軟件（arduino IDE）。它適用于藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、愛好者和對(duì)于“互動(dòng)”有興趣的朋友們。Arduino能通過(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境，通過(guò)控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來(lái)反饋、影響環(huán)境。

2 項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目設(shè)想通過(guò)Arduino來(lái)控制兩只電燈、一個(gè)插座來(lái)模擬簡(jiǎn)單的家用電器場(chǎng)景，在手機(jī)上安裝客戶端，通過(guò)藍(lán)牙和Arduino建立連接，然后就可以在手機(jī)端通過(guò)點(diǎn)擊不同的按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈、插座等的遙控，并在手機(jī)端實(shí)時(shí)反應(yīng)出來(lái)。

3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

3.1 硬件電路設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的電路原理圖如圖1所示，電源模塊將220V市電轉(zhuǎn)換為5V直流電源輸出給Arduino uno控制器供電，Arduino通過(guò)HC-05主從機(jī)一體藍(lán)牙模塊和手機(jī)進(jìn)行通信，D3-D5這3個(gè)數(shù)字輸出口分別控制KA1，KA2，KA3繼電器的線圈，繼電器的觸電又控制相應(yīng)的電燈和插座，這樣，Arduino控制器的D3-D5這3個(gè)數(shù)字輸出口的狀態(tài)就直接控制了電燈及插座的工作狀態(tài)。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的軟件包括兩部分：Arduino uno控制器的控制程序，手機(jī)端控制程序，下面分別介紹。

（1）Arduino uno控制器控制程序。

控制程序如下所示：

long val；int l1=3；int l2=4；int k1=5；

void setup（）

{ Serial.begin（9600）；pinMode（ l1 ， OUTPUT）；pinMode（ l2 ， OUTPUT）；pinMode（ k1 ， OUTPUT）；}

void loop（）

{ val=Serial.read（）；if（val=='1'）{digitalWrite（ l1 ， 1 ）；}else if（val=='2'）{digitalWrite（ l1 ， 0 ）；}else if（val=='3'）{digitalWrite（ l2 ， 1 ）； }else if（val=='4'）{digitalWrite（ l2 ， 0 ）； }else if（val=='5'）{digitalWrite（ k1 ， 1 ）； } else if（val=='6'）{digitalWrite（ k1 ， 0 ）； }}

簡(jiǎn)要說(shuō)明：本控制程序中int l1=3；int l2=4；int k1=5；這段是將Arduino控制器上D3——D5端口聲明為整形變量l1、l2、k1；Serial.begin（9600）是打開Arduino控制器的串口并設(shè)置波特率為9600；pinMode（ l1 ，OUTPUT）；

pinMode（ l2 ， OUTPUT）；pinMode（ k1 ， OUTPUT）；這段是把D3——D5端口設(shè)置為輸出模式；val=Serial.read（）這句是將通過(guò)藍(lán)牙模塊接收到的手機(jī)端發(fā)送的信息賦值給val；然后開始判斷，如果收到的信息為“1“（if（val=='1'））則將D3口輸出高電平（digitalWrite（ l1 ， 1 ） ）；如果收到的信息為“2“（if（val=='2'））則將D3口輸出低電平（digitalWrite（ l1 ， 0 ） ）。D4、D5端口的控制類似。

（2）手機(jī)端控制軟件

手機(jī)端的控制軟件，采用谷歌開源的安卓開發(fā)工具App Inventor來(lái)開發(fā)，App Inventor 原是Google實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)子計(jì)劃，由一群Google工程師勇于挑戰(zhàn)的Google使用者共同參與。App Inventor是一個(gè)完全在線開發(fā)的Android編程環(huán)境，拋棄復(fù)雜的程序代碼而使用積木式的堆疊法來(lái)完成您的Android程式。對(duì)于Android初學(xué)者或是簡(jiǎn)單應(yīng)用開發(fā)者來(lái)說(shuō)是一大福音。因?yàn)樗麄儾淮笮枰A麗的界面，只要使用基本元件例如按鈕、文字輸入輸出即可。App Inventor非常適合這類開發(fā)。

4 總結(jié)

經(jīng)過(guò)調(diào)試和實(shí)際測(cè)試，手機(jī)端可以在20米范圍內(nèi)連接成功并實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)終端的控制，連接穩(wěn)定，控制反應(yīng)迅速，體積小巧，功耗較低，經(jīng)測(cè)試可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行，本項(xiàng)目做為南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2017年度三創(chuàng)大賽參賽作品，目前在后期改進(jìn)工作中，下一步主要改進(jìn)方向是：1、增加控制對(duì)象數(shù)量；2、改進(jìn)控制軟件，增加控制功能，比如延時(shí)打開或關(guān)閉，預(yù)約定時(shí)打開或關(guān)閉等等。

參考文獻(xiàn)

[1] simon monk ，創(chuàng)客電子電子制作DIY指南，人民郵電出版社，2014

[2] simon monk ，arduino編程從零開始，科學(xué)出版社，2013.

[3] 陳呂洲，arduino程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，北京航空航天大學(xué)出版社，2015.endprint