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基于树莓派和Python的智能家居系统设计
资料介绍
介绍树莓派第3代开发平台,融合Python开发技术和OneNET云平台通信技术等先进技术,设计一款智能化的家居控制系统,具有功能强、成本低、易扩展、运行稳定、应用广等优势。给出了系统架构图,详细阐述了树莓派的数据采集与处理、云平台的接入及数据上传与处理的关键技术和流程,对目前智能家居系统的设计,有着一定的理论参考价值和实用价值。
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（完整内容请下载后查看）第 22 卷 第 1 期
2019 年 3 月
沙 洲 职 业 工 学 院 学 报
Journal of Shazhou Professional Institute of Technology
Vol. 22, No.1
March, 2019
基于树莓派和 Python 的智能家居系统设计
许礼捷 葛华 陈红
（沙洲职业工学院，江苏 张家港 215600）
摘
要：介绍树莓派第 3 代开发平台，融合 Python 开发技术和 OneNET 云平台通信技术等先进技术，设计一款智能化的
家居控制系统，具有功能强、成本低、易扩展、运行稳定、应用广等优势。给出了系统架构图，详细阐述了树莓派的数据
采集与处理、云平台的接入及数据上传与处理的关键技术和流程，对目前智能家居系统的设计，有着一定的理论参考价值
和实用价值。
关键词：智能家居；树莓派；Python；OneNET 云平台；传感器模块
中图分类号：TP273.5
文献标识码：A
文章编号：1009－8429(2019)01－0001－05
Design of the Smart Home System Based on Raspberry Pi and Python
Xu Lijie, Ge Hua, Chen Hong
( Shazhou Professional Institute of Technology, Zhangjiagang 215600, Jiangsu, China )
Abstract: For the realization of home automation, a control system of smart home is designed based on
Raspberry Pi, Python and OneNET cloud platform. The system is of the advantages of strong function, low cost,
easy expansion, stable operation and wide application. In this paper a systematical architecture diagram is
presented, which elaborates the key technologies and processes of data collection and processing, cloud platform
access and data uploading and processing. The system is of some theoretical and practical values for the
designing of smart home control system.
Key words: smart home; Raspberry Pi; Python; OneNET cloud platform; Sensor module
引言
自2014年的智能家居元年发展至今，随着新一代信息技术的不断发展和应用，我国智能家居系统从
最初的概念普及阶段，迅速发展成为基于物联网、云平台的智能家居硬件系统，通过采集、分析家居智
能设备的状态数据，实现对家居智能设备的远程监控，为家庭用户提供智能化、个性化的服务。
1 系统总体设计
1.1 基于树莓派和Python的智能家居系统架构图
智能家居系统主要由控制主机、传感器模块和云平台组成。如图1所示，控制主机通过GPIO 连接温
湿度传感器、超声波传感器、红外传感器、声音传感器、PM2.5传感器等各类家居环境传感器模块，实现
数据采集、读取、保存、上传到云端服务器，最终以图形化的形式实时显示的功能，远程用户可以通过
移动设备或计算机实时查看家居环境监测数据，并对家居设备进行远程控制。
收稿日期：2019-02-26
基金项目：2018 年江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（201811288007Y）
作者简介：许礼捷（1972-），男，沙洲职业工学院电子信息工程系副教授；
葛
陈
华（1974-），女，沙洲职业工学院电子信息工程系讲师；
红（1997-），男，沙洲职业工学院电子信息工程系 2016 级电子信息工程技术专业学生。
1
许礼捷，葛华，陈红：基于树莓派和 Python 的智能家居系统设计
1.2 树莓派RaspberryPi3B+开发板结构
智能家居系统采用最新的RaspberryPi3B+作为控制主机，核心是一块BCM2837的片上系统[1]，板上
提供40个GPIO 引脚、1个千兆以太网接口、4个USB 接口、1个SD 插槽，支持2.4G/5G 双频W iFi，支
持以太网供电（PoE），不仅性能高，而且成本低。结构示意图如图2所示。
服务器端
蜂鸣器
Internet
温湿度传感器
手机端
树莓派
超声波传感器
红外传感器
无线路由
PC 客户端
继电器
图 1 智能家居系统架构图
图 2 树莓派 Raspberry Pi 3B+主板结构示意图
1.3 Python语言
Python是面向对象的高级编程语言，使用它可以加速开发，高效地与系统整合，语法清晰、简单易
学，效率高且维护费用低，跨平台、可移植、开源。树莓派为Python编程提供了一个成本低廉、稳定可
靠的开发平台，Python允许树莓派的开发者将项目扩展到令人难以置信的规模。
2 树莓派的数据采集与处理
2.1 传感器的连接
各类传感器通过GPIO 接入树莓派[2]，以DHT11温湿度传感器为例，将DHT11的VCC、GND、DATA
分别接到GPIO 的2#、6#、12#。如图3所示，其中树莓派第2脚为5V，给超声波模块供电，接温湿度模
块VCC；树莓派第6脚为GND，与温湿度模块共地接GND；树莓派第12脚为GPI18，作接收用，与温
湿度模块Data相连接。
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2023-02-24 09:48:3918933138323
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