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Sola

IoTcat家中的智慧家庭系统

English Version

硬件设计

单片机选材

使用Arduino UNO作为计算单元。一方面,Arduino Uno拥有高可靠性,我之前的智慧窗帘系统使用Arduino Uno作为主控板,平稳运行1年半未出现硬件问题。另一方面,Arduino Uno拥有较大的RAM,无需为了争夺RAM而在单片机编程上煞费苦心。

Arduino UNO的缺陷主要是价格高,但是为保障长期稳定运行,这个成本是必要的。

WiFi通信模块选材

使用ESP-01作为WiFi的通信模块。主要原因是之前学校课程使用过ESP-01搭建遥控小车,对其工作方式和性能比较了解,降低开发成本。

LoRa通信模块选材

使用安信可 LORA RA-02 LORA作为LoRa节点和LoRa网关通信模块。原因是surf项目使用的就是这个模块,比较了解它。

智能音箱选材

智能音箱作为此物联网系统人机交互的最主要界面,发挥着举足轻重的作用。经研究,我使用天猫精灵方糖R作为家用智能音箱。一方面,天猫精灵的性价比摆在那里,非常便宜。第二,与小米开发小爱同学不同,阿里开发天猫精灵的目的是提供平台,它允许开发者以各种形式接入其网络,这一点对我至关重要。

灯拨动开关

初期设想: 单向控制+复位器。 实际实现:将原有单开改造为双开,一路与继电器串联,另一路与两个pin口相连。

通信设计

Network Topology Diagram

采用WiFi+LoRa两种通信模式。在需要高速高质量通信的场景,如天猫精灵,手机,笔记本,使用WiFi作为通信手段。在WiFi信号不稳定的地方,使用LoRa进行通信。使用MQTT为应用层协议。

主控系统设计

使用python3开源项目Home Assistant 为基础搭建本项目的主控系统。效果如下图: Sola Website

多媒体系统设计

多媒体主要由天猫精灵提供。此外,通过小米盒子,家庭网盘中的视频,图片,音乐实现了电视与音响上的播放。

云端支持系统设计

dns.yimian.xyz提供dns解析服务。

NAS存储系统设计

通过挂载从老电脑上拆卸的闲置500G机械硬盘到老IBM服务器,实现存储系统的搭建。 对局域网内,由于家里都是win系统,使用smb作为共享协议实现文件传输,支持局域网内挂载。速度稳定,全网读写10MB/s左右。对外网访问,通过http,frp反代实现,但速度较慢。

以下是对网页界面的一个截屏:

NAS Web Page