基于Python语言的智能家居系统设计
作者: 来源: 2021-08-18 17:30:05
近年来,随着新型智能技术的不断进步,社会各行各业都在向智能技术方向转变。智能家居系统可以通过温度传感器、湿度传感器、光强传感器、空气质量监测仪、视听传感器和门磁传感器获取当前室内空间的自然环境数据,并根据数据做出智能控制决策。未来,智能家居系统将为人类生活带来更便捷的服务,成为未来强有力的助手。
Python语言出现于20世纪80年代末。使用这种计算机语言时,操作简单,功能强大。Python语言由高效的高级数据组成。编辑对象简单高效,适合初学者学习。Python语言已经在许多领域的大多数平台上广泛使用。Python操作简单,使用方便,解释性语言强,适合开发应用。
Django是Python的代表性Web框架,应用非常广泛。因为Django基于开源代码,所以生命力强,应用广泛,已经在网站和APP平台广泛使用。MTV的框架是模型-模板-视图。Django框架是基于Python语言开发的,所以它的数据接口有很多功能。由于RUL映射是用分布方法处理的,所以可以更好地避免乱码现象。
SQLite是一个轻量级数据库,一个符合ACID的关系数据库管理系统,包含在一个相对较小的C库中。它是由D.RichardHipp建立的一个公共领域项目,其设计目标是嵌入式,已经在很多嵌入式产品中使用。它占用的资源很少,在嵌入式设备中,可能只需要几百K的内存。它可以支持Windows、Linux、Unix等主流操作系统。并且可以和很多编程语言结合,比如Python、C#、Java等等。以及ODBC接口,其处理速度比Mysql和PostgreSQL这两个开源的世界知名的数据库管理系统还要快。
系统设计
1系统架构设计
基于Python语言的智能家居系统采用B/S模式和C/S模式相结合的方式。B/S模式的优点是可以通过浏览器而不是客户端访问系统。升级系统不需要更新客户端,适合个人电脑访问系统。C/S模式的优势在于可以方便快捷地访问系统,适用于智能手机等新时代的智能控制设备。
2系统结构设计
设计架构时充分考虑了可扩展性。在接入新设备时,可以快速、无干扰地接入新设备,实现其智能化功能。该系统以家庭网关为核心,通过有线和无线网络连接互联网、智能家居设备和控制设备。CAN总线控制器与CAN节点连接,如灯光控制器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、空气质量监测仪、红外控制器、视听传感器、门磁传感器等。CAN节点与CAN总线之间实现双向控制,CAN节点可以随时扩展设备。图1是系统结构设计图。
3个关键模块设计
基于Python语言的智能家居系统包括以下三个主要模块。
3.1数据采集模块
对于智能家居预实践中的居住环境自动调节功能,需要先采集数据。采集室内温度、湿度、光照强度、空气质量、噪音强度等数据,配合红外监测仪检测室内外是否有用户。采集的数据传输到CAN总线控制器,再传输到基于Python Django的中央控制器。
3.2分析和控制模块
分析控制模块是基于Python Django的中央控制器,根据数据采集模块采集的数据分析当前的最优参数设置,配合智能移动设备中的参数设置和网络摄像头,提供科学的数据和室内环境调节方案。
3.3智能控制模块
当分析控制模块做出决定时,会驱动智能控制模块对室内环境进行调节。参数通过CAN总线控制器传输到各个CAN节点,从而驱动相关设备调整环境。比如驱动空调制热制冷,驱动智能窗帘升降等等。
基于Python语言的智能家居系统设计利用了Django框架的可扩展性,在软硬件协同的前提下实现了对家居环境的自动控制。
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