微信智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周橋梁

摘要：本系統(tǒng)使用了基于單片機(jī)教學(xué)而設(shè)計(jì)的微型電腦主板Raspberry Pi作為主控制系統(tǒng)，通過Python編程語言，web.py應(yīng)用框架和微信公眾平臺。實(shí)現(xiàn)了燈光智能控制，家庭視頻監(jiān)控，智能安全預(yù)警等功能。具有開發(fā)成本低，可移植性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用便捷等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的推廣和教研價(jià)值。

關(guān)鍵詞：Raspberry Pi；智能家居；家庭安防；微信公眾平臺

中圖分類號：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0158-01

1 前言

根據(jù)《中國智能家居設(shè)備行業(yè)發(fā)展環(huán)境與市場需求預(yù)測分析報(bào)告前瞻》分析，目前我國智能家居產(chǎn)品與技術(shù)的百花齊放，市場開始明顯出現(xiàn)低、中、高不同產(chǎn)品檔次的分水嶺，行業(yè)進(jìn)入快速成長期。微信公眾平臺提供了多種事件的推送，如普通文本消息、自定義菜單、新聞等，本項(xiàng)目主要用到自定義菜單。

2 功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是由微信公眾號的用戶向公眾號發(fā)出指令，指令到達(dá)微信服務(wù)器后再由微信服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到Raspberry Pi上，Raspberry Pi再對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理執(zhí)行相應(yīng)的操作然后將反饋送給微信服務(wù)器進(jìn)而讓用戶接收到返回的信息。同時(shí)，在開啟了入侵報(bào)警和可燃?xì)怏w泄露報(bào)警后，當(dāng)連接到Raspberry Pi上的傳感器感應(yīng)到報(bào)警信息時(shí)，Raspberry Pi會主動(dòng)向指定的用戶發(fā)送相關(guān)的告警信息。也可以在制定的web頁面上看到實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控及整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是以Raspberry Pi為中心，軟件設(shè)計(jì)由以下幾個(gè)部分組成：傳感器的數(shù)據(jù)收發(fā)及處理、與微信服務(wù)器進(jìn)行對接，被動(dòng)回復(fù)消息、主動(dòng)向微信服務(wù)器發(fā)送消息、向微信發(fā)送圖片、web頁面查看監(jiān)控及狀態(tài)信息這幾個(gè)部分組成。

微信公眾號與Raspberry Pi首次連接時(shí)需要進(jìn)行一次驗(yàn)證，微信服務(wù)器將發(fā)送GET請求到Raspberry Pi上，并且?guī)в校╯ignature、timestamp、nonce、echostr）四個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)，在Raspberry Pi端通過對signatur的效驗(yàn)，來判斷此消息是否為來自微信服務(wù)器的請求。

當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)傳感器檢測到異常信息（比如有人闖入）時(shí)，需要主動(dòng)向微信用戶發(fā)送消息。向微信服務(wù)器發(fā)送消息，首先要根據(jù)微信公眾平臺提供的appID和appsecret來獲取一個(gè)access_token。這個(gè)access_token可以使用7200秒，超時(shí)之后需要重新獲取。對于圖片消息，首先需要上傳圖片到微信服務(wù)器，微信服務(wù)器會返回一個(gè)media_id，然后需要將包含這個(gè)media_id的消息發(fā)送給用戶。

4 微信功能測試

首先需要在微信公眾號管理頁面填寫服務(wù)器的URL地址和設(shè)置一個(gè)用來驗(yàn)證的Token。然后在Raspberry Pi上運(yùn)行對接的python程序，如果成功對接，會提示配置成功，Raspberry Pi即可和玩微信服務(wù)器正常通信。

對接完成后需要進(jìn)行微信自定義菜單的創(chuàng)建，本項(xiàng)目中使用的自定義菜單附帶有三個(gè)參數(shù)（菜單名稱name、菜單類型type、鍵值key或者url）。菜單名稱即為在客戶端顯示的菜單名，菜單類型本項(xiàng)目用到click型和view型，用戶點(diǎn)擊click型菜單時(shí)會向Raspberry Pi發(fā)送一個(gè)在代碼中設(shè)定的鍵值key（一個(gè)字符串）。用戶點(diǎn)擊view型菜單會自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到設(shè)定的url。寫好代碼并在微信公眾平臺管理頁面提交后在微信客戶端顯示如圖1所示。

5 結(jié)果分析

根據(jù)調(diào)試結(jié)果，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，返回的數(shù)據(jù)正確。傳感器的靈敏度需要根據(jù)實(shí)際情況做出響應(yīng)調(diào)整，整套系統(tǒng)在美觀程度上也需要通過制作專用電路板和封裝外殼得以改善，如果進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化可以應(yīng)用到實(shí)際家居中，并具有一定的教研價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]劉嬋媛.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

[2]Lindsey Kratochwill.樹莓派引發(fā)制造革命[N].北京科技報(bào)，2015-07-06.endprint