基于网络的实时家庭自动化

在当今物联网 （IoT） 时代，智能家居自动化已从奢侈品发展成为现代生活中易于使用的重要组成部分。该项目展示了一个可扩展的实时家庭自动化系统，该系统围绕强大的 IndusBoard Coin 构建，IndusBoard Coin 是一款基于 ESP32-S2 微控制器的紧凑型开发板。

该系统允许用户通过直接托管在电路板本身上的交互式 Web 界面无线控制多个交流电器，例如灯和风扇，而无需任何外部云服务或移动应用程序。

与仅通过继电器提供开/关控制的传统自动化系统不同，该项目通过集成基于 PWM 的风扇速度控制领先一步，通过网页上的滑块平滑实时调整交流风扇速度。该板从其 GPIO 引脚生成 PWM 信号，然后将其发送到交流风扇速度控制器模块，该模块相应地调节风扇速度。

同时，采用标准继电器模块控制灯光和风扇的切换。Coin 板的 GPIO 连接到继电器模块，充当电子开关，只需轻触 Web 界面即可打开或关闭设备。

该系统默认以 Wi-Fi 接入点 （AP） 模式运行，允许用户将手机或笔记本电脑直接连接到 IndusBoard 的 Wi-Fi（SSID：IndusBoard_AP）并通过浏览器访问控制面板。但是，这可以很容易地修改为站模式 （STA），其中电路板连接到您的家庭 Wi-Fi 网络。

在这种模式下，同一网络上的任何设备都可以通过板卡的本地IP地址访问和控制系统，从而实现与现有智能家居的无缝集成。

使用 IndusBoard Coin 的主要优势之一是其大量可用 GPIO（30+ 引脚），这意味着该系统不仅限于两个灯和一个风扇。只需将更多继电器或 PWM 控制器连接到未使用的 GPIO 并相应地扩展用户界面，即可轻松扩展以控制其他设备。

例如，可以在网页中添加额外的按钮和滑块来控制更多的灯、风扇，甚至未来的传感器，如运动检测器、温度传感器或 LDR。

家庭自动化控制器家庭自动化项目原型

物料清单

电路图

电路连接

连接到 GPIO 引脚的继电器模块（例如，用于 Light 3 的 GPIO 1 – 用于 Light 6 的 GPIO 4），用作灯泡或风扇等交流电器（如）的开关接口。这些继电器用作电动开关，由硬币板的数字高电平或低电平输出切换。

对于风扇来说，普通继电器只能打开或关闭风扇，而集成风扇速度控制器模块，例如交流调光器或 PWM 兼容控制器，可以实现变速控制。该模块接收PWM信号（通常来自GPIO 21等引脚），其中占空比或信号的发射角度决定了实际的风扇速度。

这样可以直接通过网络界面平稳、精确地调节风扇速度，提供完整、先进的智能自动化体验。

.继电器模块就像一个电子开关，隔离并安全地控制电路的交流侧。模块上的每个继电器通道都有连接到硬币板的 GPIO 引脚之一的输入控制引脚（例如，GPIO 3 连接到控制灯 1，GPIO 6 连接到控制灯 2）。

当数字高电平信号从硬币板发送到继电器输入引脚时，它会触发继电器内部的内部电磁线圈，从而关闭（或打开）交流侧的开关，从而允许电流流过连接的设备。

要连接交流灯泡或其他交流电器，首先将主电源的火电 （L） 线连接到继电器的公共 （COM） 端子。然后将常开 （NO） 端子连接到交流灯泡或设备的一个端子。设备的另一个端子直接连接到主电源的中性线 （N）。

当继电器被硬币板激活时，COM 和 NO 之间的电路闭合，完成路径并打开设备电源。当继电器停用时，电路断开并且设备关闭。这种配置可确保使用硬币板的低压逻辑电平控制安全地切换高压设备，使用户和控制器板与危险的交流电压隔离。

多个此类继电器可以连接到 IndusBoard Coin 上的多个 GPIO 引脚，以便从 Web 界面单独实时控制多个设备。此外，由于 Coin 板上有超过 30+ 个 GPIO 引脚，因此可以轻松扩展该系统，使其具有高度可扩展性并适用于更大的智能家居设置。

代码

代码片段

该代码从定义分配给控制各种设备（如灯和风扇）的 GPIO 引脚开始。之后，使用嵌入式 HTML 和 JavaScript 在代码中创建一个简单的交互式 HTML 网页用户界面 （UI），允许用户通过任何浏览器实时控制设备。

pinMode（） 函数用于设置部分，将每个 GPIO 引脚配置为输出。Wi-Fi 设置配置为启用接入点 （AP） 模式，因此 IndusBoard Coin 可以创建自己的无线网络供用户直接连接。

该代码还初始化 Web 服务器，定义处理按钮点击和风扇速度控制命令的路由，并在循环中持续检查传入的客户端请求，以确保自动化系统的平稳运行。