智能家居无线WiFi ESP32芯片无线WiFi智能开关/智能窗帘/无线门锁方案
摘要：随着科学技术的不断进步，智能家居产业也取得了快速发展。目前，智能家居产品存在安全性不足、功耗高、价格昂贵等缺点。为了克服这些缺点，设计了一个低成本、低功耗的智能家居系统。该系统基于ArduinoIDE开发平台完成程序设计，采用WiFi作为连接移动终端和系统的系统设备通信模式，采用Blinker平台作为媒成APP对系统的控制，实现预期的设计目标。
与普通家居技术相比，智能家居基本保持了中国传统家居的日常生活和生活功能，并配备了各种信息家居设施，实现了家具和设备的自动化。
目前，智能家居产品存在安全性不足、功耗高、价格昂贵等缺点。为了克服这些缺点，本文设计了基于单片机的智能家居系统。该系统采用基于ATMEGA328芯片的Arduinonano开发板，实现智能门锁功能，采用无线WiFi ESP32芯片实现智能窗帘和智能开关功能。该系统完成了基于ArduinoIDE开发平台的程序设计。以WiFi为系统设备的通信方式，用于连接移动终端和系统，以Blinker平台为媒介完成APP对系统的控制，实现住宅的智能控制。系统主控以ATMEGA328为核心，主要实现智能门锁功能。网络通信由无线WiFi ESP32芯片提供，主要实现智能窗帘和智能开关功能。通过主控芯片控制窗帘、门锁和照明设备。
硬件设计分为智能门锁、智能窗帘和无线WiFi智能开关三个功能模块，分别采用AS608指纹识别模块、一路继电器控制门锁模块、4*4键盘模块、步进电机模块、GY30光传感器模块、DHT11温湿度模块、四路继电器控制设备模块和LCD1602显示模块。在智能门锁功能部分，Arduinonano开发板与AS608指纹识别模块连接，可实现指纹添加、删除和识别。指纹模块与一路继电器一起工作。如果指纹识别通过，则解锁，如果不通过，则显示报警。4*4键盘模块用于输入门锁密码，LCD1602显示模块用于配合键盘模块显示门锁状态。在智能窗帘功能部分，步进电机模块在系统中起到模拟窗帘的作用，并使用步进电机正反转模拟窗帘开关。GY30光传感器模块和DHT11温湿度模块用于检测外部光强度和温湿度，并在显示器和应用程序界面上实时显示当前的光强度和温湿度，并配合步进电机模块模拟窗帘自动开关。LCD1602显示模块与温湿度模块、光传感器模块和步进电机配合，可实时显示温度、光强度和窗帘开关状态。在智能开关功能部分，客厅灯、卧室灯、热水器和插座设备只需使用四个继电器模块。在自动模式下，将根据设定的光强进行自动开关，并配合智能窗帘实现智能家居的智能开关功能。
无线门锁方案具有按钮开门、密码开门、指纹识别开门、手机WiFi开门、修改用户管理员密码、添加指纹、删除指纹等多种功能。开门密码和管理员密码初始化为1234。指纹开门需要主动添加指纹。使用按钮输入时，可按*键随时取消当前操作。系统通电后，将自动进入主界面，等待输入密码。用户输入4位开门密码后，如果密码正确，则解锁。如果密码错误，则显示错误次数。如果错误次数达到5次，则需要等待1分钟才能继续输入。开门后，错误次数将自动清除。在输入密码的过程中，您可以随时按*键取消操作。此输入密码不包括在错误次数中。在主界面中，先按#键，然后输入管理员密码，然后进入管理员菜单模式。管理员菜单分为五种选项。通过按钮输入选择不同的选项。1.选项是修改用户密码，进入后输入两次要修改的用户密码，2个选项是修改管理员密码，输入两次要修改的管理员密码成功修改；3个选项是添加指纹，输入要添加的指纹编号，显示等待识别手指，两次识别手指后成功添加；4个选项是删除指定指纹，输入要删除的指纹编号，自动删除所选指纹；5个选项是删除所有指纹。进入后，您需要在3秒内按下开门按钮进行确认。确认后，您将自动删除所选指纹。如果没有按下确认，则将取消此操作。用户将手指放入传感器后，系统将自动识别指纹，并将收集到的指纹与添加的指纹进行比较。如果符合要求，则打开门，如果不符合要求，则显示警告。
智能窗帘具有手动按钮开关、手机WiFi开关和自动光敏开关功能。智能窗帘模块还可以检测光强度、温度和湿度，并实时显示在显示器和手机界面上。当手动按钮开关控制窗帘时，窗帘的开关状态将实时改变。手机WiFi控制开关和手动按钮可相互控制，窗帘开关状态也将显示在显示器中。手机端打开自动光敏开关功能后，可根据设定的光强自动开关。当窗帘高于设定的光强时，窗帘将自动关闭，当窗帘低于设定的光强时。光敏模块还可以配合智能开关模块自动开关灯。
无线WiFi智能开关模块分为四个开关，即客厅灯、卧室灯、热水器和插座，四个开关设备分别由继电器控制。智能开关模块可实现手动按钮开关、手机WiFi控制开关和自动开关灯功能，APP界面控制设备为开关控制，打开设备界面开关将打开，手动开关为按钮开关，按下将改变设备开关状态，并反馈给APP，改变APP界面的设备状态，手动按钮和WiFi控制开关实现智能。自动开关灯是根据卧室灯和客厅灯的设定光强度自动开关，需要打开手机自动开关键，配合智能窗帘模块，当光强度低于设定值时自动打开客厅灯和卧室灯，高于设定值会自动关闭客厅灯和卧室灯，卧室灯自动开关设置值和客厅灯会有差异。
智能家居系统实现了无线门锁方案、智能窗帘、智能开关三部分功能，对智能家居系统进行了多方面的功能测试，在测试过程中达到了预期的效果。智能家居系统具有操作方便、信息准确、智能程度高等优点，具有一定的参考意义，也可供相关从业人员参考。