CN107367954A - 一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统 - Google Patents

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戴丽华
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Abstract

本发明提供了一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，包括：数据采集设备，包括不同类型的多种设备，用于对应采集室内不同类型的环境参数信息；Arduino控制平台，包括多个控制单元，用于将不同类型的所述环境参数信息进行实时显示，以及根据所述环境参数信息控制室内与环境参数信息对应的相关设备的开启或关闭；客户端设备，与所述Arduino控制平台进行通信，以获取所述环境参数信息及接收控制指令并将所述控制指令发送至所述Arduino控制平台以控制室内对应的相关设备的开启或关闭。该系统具有组成简洁及轻量化，工作方式简单多样，控制过程易于执行且不易出错；使用方便，成本较低的优点。

Description

一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统。
背景技术
随着微电子技术、互联网技术以及新的无线技术的进一步发展，智能家居产业的技术瓶颈已经打破，使“物联”的理论有了实践的可能，进一步带动了智能家居和智能控制的发展。物联网IOT，顾名思义可以让万物与万物之间，利用网络全部结合在一起。在物联网下，计算机、冰箱、洒水器都变的有生命，冰箱坏了会传简讯给你；天气干燥，洒水器会多喷几次水；出门前提醒你瓦斯还没关，任何你可以想到的运用以及物品，都可以结合。物联网带来更方便的生活与安全。
但现有的智能家居技术中，通常在控制终端中安装与智能家居设备对应的应用软件对智能家居设备进行控制，这种智能家居系统整个系统工作控制方式复杂，开发的应用程序流程繁琐不易开发，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，以解决现有的智能家居系统所存在的控制方式复杂、开发难度大、成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，包括：
数据采集设备，包括不同类型的多种设备，用于对应采集室内不同类型的环境参数信息；
Arduino控制平台，包括多个控制单元，用于将不同类型的所述环境参数信息进行实时显示，以及根据所述环境参数信息控制室内与环境参数信息对应的相关设备的开启或关闭；
客户端设备，与所述Arduino控制平台进行通信，以获取所述环境参数信息及接收控制指令并将所述控制指令发送至所述Arduino控制平台以控制室内对应的相关设备的开启或关闭。
较佳地，所述数据采集设备包括温度传感器、湿度传感器及光照度传感器，分别用于采集所述环境参数信息中的温度信息、湿度信息和光照度信息。
较佳地，所述Arduino控制平台还包括OLED屏，所述控制单元通过控制所述OLED屏对所述环境参数信息进行实时显示。
较佳地，所述客户端设备包括移动通信终端及/或PC机。
较佳地，所述室内相关设备包括温度调节设备、湿度调节设备及照明设备。
较佳地，所述温度调节设备为电风扇或空调，所述湿度调节设备为加湿器，所述照明设备为电灯。
较佳地，所述控制单元为Arduino Nano单片机。
本发明具有以下有益效果：
(1)采用基于Arduino的控制平台，对应的单片机具有外形小巧，连线简化，便于通过接插件的方式与其他器件连接，也便于搭建整个控制平台，同时方便通过PC机以VB语言进行直接控制；
(2)多种类型的环境参数通过不同的控制单元进行分别控制，降低对每个单片机的处理数据的压力，提高工作效率，进而便于应用Arduino Nano单片机执行控制，使系统组成更加简洁及轻量化，其工作方式简单，控制过程易于执行且不易出错；
(3)可根据需要扩展系统组成，以采集多种不同的环境参数信息，进而便于对家居环境进行智能控制及调节；
(4)工作方式多样，使用方便，成本较低。
附图说明
图1为本发明优选实施例提供的系统组成示意图。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
如图1所示，本实施例提供了一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，包括：
数据采集设备10，包括不同类型的多种设备，用于对应采集室内不同类型的环境参数信息；
Arduino控制平台20，包括多个控制单元，用于将不同类型的所述环境参数信息进行实时显示，以及根据所述环境参数信息控制室内与环境参数信息对应的相关设备的开启或关闭；
客户端设备30，与所述Arduino控制平台进行通信，以获取所述环境参数信息及接收控制指令并将所述控制指令发送至所述Arduino控制平台以控制室内对应的相关设备的开启或关闭。
其中，本实施例中的数据采集设备10包括温度传感器11、湿度传感器12及光照度传感器13，分别用于采集环境参数信息中的温度信息、湿度信息和光照度信息。而多个控制单元集成在Arduino控制平台上以方便设置，分为多个控制单元主要是为了降低每个控制单元的数据处理量，以便于采用成本较低、管脚较少的单片机如Arduino Nano单片机对各个传感器的数据进行分别处理以及分别控制对应的设备。
对应地，上述控制单元为Arduino Nano单片机，则本实施例中包括3个单片机分别为第一Arduino Nano单片机21、第二Arduino Nano单片机22、第三Arduino Nano单片机23，分别与上述的温度传感器11、湿度传感器12及光照度传感器13相连，以分别接收对应的传感器设备所检测得到的温度信息、湿度信息和光照度信息。这里的Arduino Nano单片机可以根据需要特别设置为改进版Arduino Nano。Arduino Nano单片机具有外形小巧，连线简化，便于通过接插件的方式与其他器件连接，也便于搭建整个控制平台，同时方便通过PC机以VB语言进行直接控制。
优选地，上述的温度传感器采用Arduino Nano套件里配套的温度模块，温度模块与Arduino单片机直接连接，DS18B2温度模块通过插件直接连接至对应的Arduino单片机的引脚。而光照度传感器采用光敏电阻，利用光敏电阻在不同的光照强度下，其阻值将发生变化这一特性实现光照强度的检测。采用了贴片光敏电阻，当光敏电阻接受不同的光照强度时，其阻值将发生变化，产生连续的电信号，通过A0口进入单片机。Arduino单片机内部自带A/D转换电路，在内部将A0口传来的电信号转换成数字信号，就能得到相应的光照强度。
在其他优选实施例中，温度传感器及湿度传感器可采用常见的温湿度传感器，其具有通信能力已与对应的控制单元通信。本领域技术人员可根据需要选择各传感器的具体实现形式。
每个Arduino单片机中预存储有与对应获取的环境参数信息的阈值，当判断出实时获取的环境参数信息超出阈值或低于阈值时，如温度过高、光照过暗、湿度过低等情况，则控制对应的设备进行开启或关闭。当然，这里的阈值不限于一个固定值，其还可以是一个范围值，超出范围即控制对应的设备进行开启或关闭。而用户可随时通过PC机或移动终端设备对阈值及范围值进行更改，也可以随时通过PC机或移动终端设备直接控制对应的设备进行开启或关闭。
对应于传感器的类型，本实施例中的室内相关设备40包括温度调节设备41、湿度调节设备42及照明设备43。
其中，温度调节设备可根据需要设为被上述的第一Arduino Nano单片机21所控制的电风扇或空调，而湿度调节设备可根据需要设置为被上述的第二
Arduino Nano单片机22所控制的加湿器，对应的，照明设备可根据需要设置为被上述的第三Arduino Nano单片机23所控制的电灯。各个室内的相关设备通过被对应的Arduino Nano单片机发送的控制信号进行启动或关闭控制，实现对室内环境参数信息的调整。当然，这里的启动也包括工作方式的控制。例如，控制加湿器的加湿的湿度要求，控制风扇的转速或档位(对应不同功率)、空调的工作温度、工作方式，以及照明灯具的不同亮度等。具体需视不同的室内相关设备的功能及智能化情况而定，例如，若灯具具有照明亮度调节功能，则可通过对应的控制单元调整其亮度。同理，风扇具有无级调整工作功率或有级调整工作功率的功能，则可由对应的控制单元调整其工作功率，从而进行不同等级的温度控制。当然，这里的电灯可以为各种类型的灯具，这里不做特别限定。
优选地，上述的Arduino控制平台20还包括OLED屏，具体这里的显示器采用了0.96寸OLED，OLED是有机发光二极管，与传统的LCD显示方式不同，无需背光源、对比度高，具有良好的显示效果。具体工作时，各个Arduino Nano单片机通过控制该OLED屏进而实现对各类型的环境参数信息进行实时的显示。这里的OLED屏的数量可以根据需要设置为一个或多个。当OLED屏的数量为一个时，则共同由上述三个控制单元控制进行环境参数信息的显示，当OLED屏24的数量为多个时，则其数量与控制单元数量相同，并分别与对应的控制单元进行通信，以分别在对应的控制单元的控制下进行环境控制参数的显示。
此外，上述的客户端设备包括移动通信终端及/或PC机。这里的移动通信终端可以根据需要设为手机、平板电脑等可以通过无线通信的方式与控制单元通信的设备，如通过蓝牙通信，通过移动通信网络通信等，此时，上述的控制单元对应设置蓝牙模块、移动通信模块进行与移动通信终端的通信。而当PC机与控制单元通信时，可以采用有线通信的形式，进而提高PC机与控制单元间数据传输安全性。通过这两者的客户端设备，使得用户不仅可以通过手持移动设备获取环境参数信息从而通过控制对应的相关设备的开启或关闭调整环境的状态，而且可以通过PC机获取环境参数信息从而通过控制对应的相关设备的开启或关闭调整环境的状态。这样该系统不仅可以直接通过控制单元实现对对应的相关设备的自动控制，还可以通过移动通信终端及PC机实现对对应的相关设备的手动控制，不仅使用方便，而且可以更好地适应用户的不同需求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，包括：
数据采集设备，包括不同类型的多种设备，用于对应采集室内不同类型的环境参数信息；
Arduino控制平台，包括多个控制单元，用于将不同类型的所述环境参数信息进行实时显示，以及根据所述环境参数信息控制室内与环境参数信息对应的相关设备的开启或关闭；
客户端设备，与所述Arduino控制平台进行通信，以获取所述环境参数信息及接收控制指令并将所述控制指令发送至所述Arduino控制平台以控制室内对应的相关设备的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述数据采集设备包括温度传感器、湿度传感器及光照度传感器，分别用于采集所述环境参数信息中的温度信息、湿度信息和光照度信息。
3.根据权利要求1所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述Arduino控制平台还包括OLED屏，所述控制单元通过控制所述OLED屏对所述环境参数信息进行实时显示。
4.根据权利要求1所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述客户端设备包括移动通信终端及/或PC机。
5.根据权利要求1所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述室内相关设备包括温度调节设备、湿度调节设备及照明设备。
6.根据权利要求5所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述温度调节设备为电风扇或空调，所述湿度调节设备为加湿器，所述照明设备为电灯。
7.根据权利要求1所述的基于Arduino的智慧家居环境参数控制系统，其特征在于，所述控制单元为Arduino Nano单片机。
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