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基于树莓派和Ardunio的WiFi远程控制 智能家居系统设计 基于树莓派和ardunio的wifi远程控制智能家居系统设计 　　摘要：文中以树莓派（raspberrypi）、ardunio作为主控核心，以语音信号和智能手机作为客户端，设计一款wifi远程控制智能家居系统。系统中，raspberrypi充当服务器端的角色，由c、python语言构建;手机客户端则采用java、c++语言编写，并详细介绍智能家居的环境搭建及应用测试，最终通过wifi实现语音和手机app对智能家居的远程控制。 　　关键词：智能家居系统;远程控制;环境搭建;应用测试;服务器端;客户端 　　中图分类号：tn915-34：tp391.9 　　文献标识码：a 　　文章编号：1004-373x（2019）24-0167-05 　　从计算机的发明到互联网的普及，信息化技术已经彻底改变了人们的日常生活，它所创造的价值已经不可估量，而如今的物联网（internetofthings，iot）和人工智能则很有可能成为互联网的下一幕，并且它离人们越来越近，正在以星星之火之势渗透到生活的各个方面。而随着智能家居的普及和发展，使用智能家居产品则成为了生活的主流。但是，当今市场上主要采用zigbee来实现智能家居的功能控制，zigbee不仅安装复杂，成本高，而且不能连接用户的手机来进行远程控制。wifi控制则有效地避免了这些问题，它具有速度快，不需要网桥就可以接人到互联网的特性，并且可以通过将各种通信终端以无线方式互相连接，形成网络，与手机进行通信。在现如今智能手机飞速发展的时代，以wifi来远程控制智能家居已经成为研究设计的重要方向。本文基于raspberrypi和ardunio的wifi无线终端系统，實现在wifi信号热点[1-2]区域，以语音、手机app对智能家居进行远程控制。该设计将wifi技术与智能交互相结合开发出具备无线通信的各种智能系统[3-4]。 　　1系统总体框架设计 　　本文系统的整体框架如图1所示。该系统选用raspberrypi，ardunio为核心，各种家居设备以模块化的形式进行统一管理。raspberrypi通过ardunio控制各种家居所对应的驱动设备，该系统中的raspberrypi又起到服务器端的作用，一方面用来接收语音控制信号，将其上传到百度云平台进行分析，并将分析结果返回播放，进而通过ardunio来控制各种家居设备;另一方面用来接收android手机客户端发送的控制指令，并且根据不同的指令来改变相对应的家居设备。服务器端和客户端之间采用ssh进行数据通信。 　　另外，为了克服内网与外网之间ip设备无法直接互相传输数据的问题，本文引入了具有外网ip的路由器作为桥梁，起内外网之间访问的通道。首先，手机客户端访问具有外网ip的路由器通过某个固定端口，然后在路由器的配置管理页面设置端口转发，将固定端口的数据转发到raspberrypi。所以，手机客户端去访问路由器，路由器再将端口的数据包发给raspberrypi，从而完成了android手机客户端到raspberrypi服务器端的数据传输。 　　2wifi无线终端系统设计与系统软件平台 　　2.1系统设计 　　基于raspberrypi，ardunio的wifi无线终端系统的开发可分为三部分，分别是搭建硬件平台、软件开发平台和设计上层应用程序。 　　在硬件设计中，要设计各个模块，包括元器件型号的选择，电路原理图的设计，硬件电路正确性的检测。本系统的wifi终端硬件部分的核心是嵌入式技术，结合实验设备相关资源和功能开发的需要，选择具有64位哈佛结构[5]的一款基于broadcombcm2837内核的cortexa53微处理器和avr处理器，并且搭建所需要的外部设备，构建系统的硬件开发平台，利用该硬件平台所提供的资源模块，开发出系统所需要的功能。esp8266wifishield模块[6]与cortexa53，avr处理器连接，选用usb无线网卡、tl-wn823n构建无线局域网;人机交互模块采用语音信号或者手机与微处理器通过组网互联;电源模块采用锂电池模块进行独立供电。 　　在软件设计部分中，又可划分为搭建软件开发平台和设计上层应用程序两个模块。搭建软件开发平台要选择所需要的操作系统（linux操作系统），对bcm2837内核根据linux系统的开发要求做相应的配置，包括支持无线网络连接，语音的识别、上传、解析，指令控制等操作;上层应用程序开发是本系统的核心部分，设计开发基于qt[7]的电源管理客户端程序和网络配置界面客户端程序，从而实现连接无线网络和降低功耗的功能。最后，各模