自己动手打造属于自己的智能家居(一)
最近智能家居比较火,各种电子产品也层出不穷,于是利用业余时间,学了学,将自己的房子简单改造了一下,也算体验一下智能家居。在开始正文之前,有必要先声明一下:
1.我尽量用最通俗的语言去讲解,对于一些术语,如果想更深入的理解,可网上去查,但是若是实用,看本文就够了。
2.为了让大家看完文章就可以自己去打造,我会给大家说一些可选的产品,但并不是做广告,我与那些厂家没有任何关系。
3.目前我家里使用了大概有半年,比较稳定,也基本符合我的要求。
4.目前实现智能家居可以通过在装修的时候改造线路实现,也可以通过无线的方式实现,本文讲解的是用无线的方式,优点是:不用改造现有线路,直接安装模块即可实现想要的功能,花的钱比较少,缺点是理论上不够稳定,但是我用到现在基本没有出现什么问题,即使有点儿小问题,重新调一下就好了。
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一、最终要实现的效果:
用智能手机可以控制家中的电视、空调、灯光、窗帘、热水器、电饭煲
实现上述功能,大概费用几百块钱左右,关键看自己的需求,后面我会给出一些方案以及各个产品网上的大概价格。
二、具体的实现过程
下面讲解具体的实现过程,里面涉及的知识和工具,我会在用到的地方进行讲解,如果还有不懂,可以给我留言。
第一步:整体流程:
A---->B------>C
1.这里A表示用户手机或平板,需要是智能手机或平板,iphone和Andriod手机都可以,在手机上将要操作的指令发送给B
2.这里B是一个转发控制设备,也可以叫万能遥控,可以接收用户手机发出的指令,进而去发出无线信号去控制家中各个设备(C)
3.C就是家中各个设备,可以是灯光、窗帘、空调、电视等等。
第二步:详细讲解:
看到上面的整体流程可能有点糊涂,但是没有关系,一来说明一下整体的信号流程,二来表明要实现咱们的功能其实很简单。好吧,下面开始详细讲解。
1.我们先来说一下上图中的B,也就是转发控制设备或者叫万能遥控:
这样的设备目前网上挺多的,我给大家推荐几个:broadlink公司生产的RMpro(179元),遥控宝,种子互联设备等等,都是目前一些创业公司开始发售的,我选择的是RM2,为什么呢?第一比较便宜,第二当时网上搜索,就搜到了这个,所以就买了,用着还行。下面就以RM2来讲解,下面统称智能主机(显得高大上)其他的设备都差不多,(互联网界的事就是喜欢跟风,微信、来往、易信、Line、WhatsAPP等等各个APP就是例子,整那么多个东西干啥,样子还差不多,似乎是只要你做的好,不管怎样,我也要掺和一下)
这个智能主机我拆开过,原理很简单,我捡有用的说:
(1)里面有一个wifi模块,这样手机下载完厂家给提供的app,打开后就可以通过家中的无线网和智能主机连接了,至于怎么连接,设备的说明书写的很详细,当然操作起来也很简单。
(2)里面有一些发信号的模块,可以发出信号来控制家里的设备,这些模块有红外模块、315/433射频模块。
(3)里面有一个单片机,wifi模块和发信号的模块自己不知道怎么工作,需要一个大脑去指挥他们,就是单片机了。
(4)里面有一些接收模块,用来学习遥控用,后面会讲,莫急。
好了,现在我们来捋一下A到B到底是怎么个流程:
用户手机---》安装上厂家提供的APP------》连接上家里的无线路由器----》连接上智能主机
如果是3G网络,那么流程是:用户手机---》安装上厂家提供的APP----》智能主机云服务器-----》通过互联网连接上家里无线路由器----》连接上智能主机
上面介绍了用户手机到智能主机的信号流程,
实际上用户只需要一键就能够自动匹配,那为什么还要讲这么多呢?因为明白这个流程的话,对于后面的调试以及出现的问题解决很有帮助。
下篇讲解B到C的相关内容,也是相对来说需要我们操作的比较多的地方。
自己动手打造属于自己的智能家居
(二)
上篇讲完了手机如何连接智能主机,这篇开始讲解智能主机如何去控制家中各个设备。这篇会写的比较详细,涉及到的基本知识也会讲解,意在让大家明白里面的原理。
下面我们把家里的设备分一下类:(这里写的一些典型的设备,等明白原理后对于其他的设备,也可以自己去添加了)
第一类:电视、空调
第二类:家里的各种灯
第三类:热水器、电饭煲
第四类:台灯
第五类:窗帘
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一、第一类设备的控制
对于家里的电视、空调,通上电后,就可以用遥控去控制了。那么这个遥控是怎么控制的呢?红外控制!大家可以看看家中的电视和空调遥控前面是不是有一个玻璃头,它就是发红外信号来控制电视和空调的。至于怎么个红外编码、红外解码,这里不讲,只需要知道“我们每按遥控上的一个键,就能发出一个红外信号,这个红外信号包含有按键的信息,然后电视和空调上接收器就可以接收信号工作了”,所以我们的想法也很自然,那就是有没有这样一个设备,可以把电视和空调遥控的所有按键发出的红外信号“吃”了,等我们想要控制这些红外设备时,再把信号给“吐”出去?这个设备就是我们前面讲到的智能主机B,而且我们也知道它内部有一些接收模块,其中就有红外接收模块,用来“吃”咱们家里的红外遥控器发出的信号,这里“吃”信号用一个更好听点儿的名字,叫“遥控学习”。所以智能主机也会被称为万能遥控。
那么怎么进行遥控学习呢?买到的智能主机的说明书上都会写的挺详细的,基本上是一个这样的流程:手机打开厂家的APP-->新建一个按钮-->长按弹出选择菜单,选择按键学习---->这时智能主机会有一个灯在不停的闪--->然后拿着家里的红外遥控对着智能主机,按一个键(例如静音键)--->最后智能主机的灯不闪了,表示学习完成了。这个时候手机APP里面那个新建的按钮就是代表遥控键的“静音键了”,可以修改按钮名字以及图案。至此,学习完了一个按键,然后有时间可以学习遥控上其他常用的按键,等学习完之后,就可以把家里的遥控丢到一边,用手机来控制家里的电视和空调了。
读到这里你心里可能会有几个问题:
1.这个智能主机为什么就能够学习呢?其实简单来说是因为:里面有个单片机,可以控制接收模块接收信号,存储下学习的信号的编码信息,学习完后按手机上app里面的按钮后,单片机就可以控制发送模块去发射这种编码的信号。
2.一个一个按键的学习岂不是很麻烦?是挺麻烦,但是也很灵活,想学那个键就学习哪个键。当然厂家也提供了一些他们学习好的模板,叫做“云码”库,我们新建的时候就不需要一个一个按键的去学习,直接新建空调模块或电视模块,就可以了。
好了,上面讲完了第一类设备的控制,大家非常有必要理解上面的流程,因为下面的设备的控制的思想和上面讲的本质上是一样的。
二、第二类设备的控制
家里的各种灯光我们平时是怎么控制的?按墙上的开关,来开关灯。那能不能也用遥控去控制呢?当然可以,一般大家家里客厅的大灯都会是遥控的吧。那么其他不是遥控的灯怎么去用遥控控制呢?那就是在开关里面安装上遥控模块,就可以去控制了。
这种遥控模块其实原理也很简单,里面就一个继电器,用来控制线路的开断;一个接收信号的模块,接收的信号一般为315/433的射频信号,然后通过一些315/433射频遥控就能够控制继电器的开断,进而控制线路的开断,达到开关灯的目的。(还有Zigbee模块,这里不介绍了,第一很贵;第二虽然网上各种吹嘘有多好,但是仔细分析一下会,感觉竟是一些软文,估计是某某公司的枪===手;第三就算好,也像4G一样,看起来很美)
好了,下面我说一下能够实现上述功能的一些模块,这些产品基本上淘宝一搜一大堆,而且很便宜。
1.LV智能单火遥控开关模块(无线315、433、86型、单火模块):
这种模块比较小巧,安装在现在已有的开关里面,至于怎么安装,这个模块的说明书写的很详细,我这里仅仅解释一些我遇到的一些疑问:
(1)什么是86型?看一下我们家里墙上的开关,一般是四四方方的,外形尺寸可以量一下,长宽一般为86mm,所以家里的开关也叫86型开关。
(2)单火什么意思?我们家里的开关一般是安装在火线上的,坚决不能安装在零线上,为什么呢。画个图就明白了。
------火线--------开关-------------灯--------------零线------------,开关断开后,灯和火线断开了,灯灭了,而且不带电;
------火线--------灯--------------开关--------------零线-----------,开关断开后,灯灭了,但是如果去摸灯,就会形成火线--灯---人---大地回路,人触电,因为火线除了能跟零线构成回路,还会跟地构成回路,所以为了安全起见,一定要买一个验电笔随时验电,而且安装模块的时候把家里电闸给拉掉。
现在应该明白什么是单火了吧:模块安装在开关里面,而开关是在一根单独的火线上的,所以叫单火。除了单火还有零火模块,后面会讲。
(3)无线315什么意思?我们来控制模块内继电器的开关是通过无线的方式来控制的,这种无线的方式就是射频信号。射频信号有不同的频率,我们用的一般是315/433MHZ,频率信号国家是有管控的,不是想用什么就用什么的,所以只要知道我们用的最多的就是315和433的就行了。其实射频我们平时接触的很多,例如:超时里面扫码、汽车电子锁、公交卡等等,他们都是射频信号,不需要直接接触就可以发送和接收。那么射频信号比红外信号有什么优势呢?射频信号可以穿墙,而红外不可以,所以我们拿电视和空调遥控在别的房间去控制就不行了,而用射频的,可以在别的房间控制,但是也是有一定的最大距离限制的。
关于射频的,需要再多说一些内容:
(1)315跟433有什么区别呢?里面的芯片不同,基本上差不多,买产品的时候,一般两者都会提供的,而且即使没有提供,也可以让卖家给你定制成想要的,价格也差不多。但是还是有些不同的,比如433的可能会稳定些等等,这里不详细解释了。
(2)这些315和433模块如何控制呢?也是通过遥控器,我们平时见过红外遥控器,也有射频遥控器,来控制这些模块。那么遥控器上的按键怎么知道控制哪些模块呢?这里需要理解三个词语“固定码”,“学习码”,“滚动码”,详细的东西不写了,大家可以这么理解:
固定码:买的模块和遥控是一一对应的,也就是说买一个模块,会配一个遥控,这个模块只能是配的遥控来控制,别的遥控控制不了,优点是:稳定,缺点是:不灵活。
学习码:买的模块如果是学习码的,那么可以自己去买一个射频遥控器(例如15键的),这样可以自定义是哪个键来控制哪个模块,买的模块上都有一个学习按钮,可以学习遥控上的按键,至于怎么学习,不同模块会有不同的操作方式,说明书写的很详细。
滚动码:我们用不到,但是也说一下,固定码和学习码不太安全,因为他们的编码数目是有限的,很容易重码,也就是发生干扰,而使用滚动码,编码数目很多,例如我们家里汽车的电子锁就是滚动码的,恰巧碰上别人的电子锁能开我们家汽车的可能性几乎为零。
好了,总结一下,上面介绍了一个模块,叫LV智能遥控模块,是单火315的,安装在86开关里面,可以通过再买一个射频遥控器来控制这个模块。而模块如何识别遥控器的按键,是通过模块上的按钮来学习按键的。可是我们怎么用手机来控制灯的开关呢?如果你已经能够用手机来控制电视和空调了,那么怎么控制灯也应该清楚了,我们来类比一下:
(1)电视、空调--------》通过他们自带的红外遥控器来控制----------》智能主机学习红外遥控器的按键----------》可以控制电视空调了
(2)智能模块----------》通过我们买的射频遥控器来控制-------------》智能主机学习射频遥控器的按键----------》可以控制灯光了
至于智能主机如何学习射频遥控器,跟学习红外遥控器的方法一样,这里不讲了,方法一模一样。
好了,这种模块是不是很强大,似乎没有必要介绍下面几个模块了,但是这种模块有什么缺点呢?那就是需要自己拆开86开关盒,然后把模块安装上去。那么有没有一个产品,我直接换掉家里的开关,就可以了?下面我给大家说另一款产品。
2.单火无线315遥控开关面板:
其实可以想象成一个开关里面含有射频模块,这样直接换掉原有的开关就行了。这种开关挺多的,我用的是能联的开关,还可以,别的厂家的也大同小异,为什么没有选择broadlink的开关呢?感觉太贵了!至于怎么调试,和遥控模块的调试一模一样,说明书上也有。
那么有什么缺点呢?那就是要换开关,如果之前家里的开关样子很漂亮,而换的这个遥控开关可能不会很好看。
好了,上面说的两款产品都是单火型的,优点就是安装很方便,安装后不影响手动去开关,也就是说,安装后,用手机控制和直接手动控制都可以。但是有什么缺点呢?那就是偶尔频闪,功率比较小,一般是300-500w的,但是控制家里的灯应该足够了,如果要遥控比较大的功率的怎么办呢?我给大家再说一款产品,是零火型的。
3.LV零火遥控开关模块
(这个也是微传电子产的。至于为什么我要用LV的产品,感觉比较便宜,而且买的人也挺多的)这个模块是零火型的,对于大功率的产品比较适合,但是由于是零火型的,所以不能安装在开关里面了,需要安装在灯的接口处,那里有零线和火线。怎么使用就不详细讲了。
三、第三类设备的控制
上面讲了很多,如果能够理解的话,下面会越来越容易理解。
第三类设备是热水器和电饭煲,如果他们像电视和空调一样有无线模块该多好,可惜他们像家里的灯一样,没有内置这些模块,所以需要我们外置安装些,这里用的是一些无线插座,也有315和433型的,而且分固定码和学习码的。这些无线插座一般有一个三头的插头,本身也有一个三头的插口,这样把这种遥控插座插在家里的插座上,把热水器或电饭煲插座插到遥控插座上面就可以了,通过控制遥控插座的开关,进而控制热水器和电饭煲的开关。
这种遥控插座原理和其他的遥控模块差不多,也是里面有个继电器,一个接收信号的模块。下面我给大家说一下我用过的两个射频产品或broadlink的wifi插座,一种是华顶的插座,一种是仓鹏(朗格瑞奇)的插座,看着很结实,大家就不要用能联的插座了,第一看着不结实,第二用着也确实不结实。
这种插座很容易使用,一看说明书便知,我仅仅说明一下我遇到的一些疑惑:
(1)插座国标和万能的有什么区别?也许很多人不会注意这些,不过还是注意一下比较好,安全第一嘛。国标的插头三个插口比较细的,而万能的插口是比较粗的口。我买的两台iphone,一个是从国内苹果官网上买的,一个是从香港买的,两个充电器的插头就是不一样的,一个细细的插头(国标),一个是粗粗的插头(国外标准),这种粗粗的头只能插入万能的插口,而国标的虽然也可以插入万能插口,但是万能插口比较粗,插头和插口之间会有缝隙,不太安全。好吧,废话那么多,来个图片吧:(2)插座10A和16A有什么区别?插座除了看功率外还要看电流,空调电流功率比较大,一定要选16A的,其他的可以选10A,上面给大家提到的仓鹏和华顶的插座都有两种电流的,而且插座里面的继电器都是30A的。
四、第四类设备的控制
越来越好讲了,控制台灯,只需要买个遥控灯头就行了,我用的还是能联的遥控灯头YKS2,把台灯灯泡拧下来---》安装上遥控灯头----》把灯泡拧上去---》按上面的调试就好了。
五、第五类设备的控制
电动窗帘需要安装导轨及电机,可以使用视管家的,也是有个遥控去控制电机,进而控制导轨上的窗帘的开关。而我们只需要用智能主机去学习电动窗帘的遥控器就可以了。
上面说了一些产品,我仅代表那些厂家对我的推荐表示感谢。
好了,B->C就讲这么多,猛地一看内容挺多,但是仔细消化后,会发现其实没什么东西。对,确实没有什么东西!
下一篇我会把这篇和上篇里面重要的东西给挑出来,给出一步一步的操作步骤,算是实战篇,但是不会再介绍一些细节,好吧,see you tomorrow
自己动手打造属于自己的智能家居--实战篇(三)
前面已经介绍了自己动手打造智能家居用到的全部知识,这篇会对前面的关键点进行总结,算是实战篇,有不懂的地方看前面两篇,一般都会找到讲解的,还有不懂的地方,欢迎留言。下面内容写的是我实现的部分功能的经历。
一、我实现的部分功能
1.控制客厅一台电视。2.控制客厅一台空调。3.控制客厅一个顶灯。4.控制卧室一个台灯。5.控制卧室一个顶灯。6.控制热水器。7.控制电饭煲。
二、所需要准备的产品
1.验电笔一支,黑色绝缘胶布一卷
2.iphone手机一部,并安装上broadlink e-control软件
3.产品
(1)broadlink RM2一台(放在电视柜上)
(2)LV智能单火遥控开关模块一个(安装在客厅的顶灯开关盒里)
(3)无线433开关面板一个(换掉卧室顶灯开关)
(4)遥控灯头YKS-2(安装进台灯)
(5)仓鹏大功率遥控插座一个(固定码,自带遥控一个,控制热水器),华顶大功率遥控插座一个(固定码,自带遥控一个,控制电饭煲)
(6)15键射频433遥控一个
三、调试过程
1.RM2通电,手机打开e-control软件,按照说明添加设备,使手机与RM2连接。
2.RM2学习电视和空调遥控,实现手机控制电视和空调。
3.LV智能遥控开关模块按照说明书安装进客厅顶灯开关盒里,然后按照说明书学习15键开关的1、2键分别对应开灯、关灯,最后RM2学习15键射频开关的1、2键,实现手机控制客厅顶灯的开和关。
4.无线433开关面板按照说明书接线方式替换掉卧室顶灯的开关,然后按照说明书学习15键开关的3、4键分别对应开灯、关灯,最后RM2学习15键射频开关的3、4键,实现手机控制卧室顶灯的开和关。
5.拧下台灯灯管,安装上遥控灯头,将灯管安装在遥控灯头上,然后按照说明书学习15键开关的5、6键分别对应开灯、关灯,最后RM2学习15键射频开关的5、6键,实现手机控制卧室顶灯的开和关。
6.仓鹏大功率遥控插座和华顶大功率遥控插座分别插入家里插座上,然后把热水器和电饭煲插头插到遥控插座里面,最后RM2学习遥控插座自带遥控的两个按键,实现手机控制热水器和电饭煲的开关。
四、注意事项
1.各个产品安装的时候记得看一下说明书的规格,功率大小等参数,做到心中有数。
2.调试完后如果控制不灵敏,那么重新调试一下就行了,可能之前调试的过程中有信号干扰。
写到这儿算是讲完了,是不是感觉很简单?甚至会感觉有些失落感,曾经认为高大上的东西,用这么“屌丝”的方式就实现了!其实目前市场上一些智能家居做的挺大的公司,也差不多就是这么干的。智能家居在中国发展了这么多年为什么还是不温不火?为什么现在智能家居很有前景,但也仅仅是看起来很美罢了?现在中国智能家居百家争鸣到底是怎么一个场景?作为一名普通人想要入手智能家居行业(进行创业而非自己家里面用)到底有哪些困难?下篇再讲吧。
自己动手打造属于自己的智能家居--答疑篇(四)
前面写了三篇关于智能家居的文章,真的没有想到这么多的人对这个感兴趣,对于大家的留言本来准备一一回复的,后来想了想,还是再专门写一篇答疑篇吧,以表达对大家辛勤回复浓浓的爱意吧。
疑问一:什么技术都会有缺陷,这个撇开不谈。只是想问,如果客厅、卧室都有电视空调要控制怎么实现遥控?
答:由于电视和空调都是红外控制的,红外无法穿墙,所以要实现控制只能再增加一个智能主机,或者用射频转红外的装置(不推荐,第一这种装置不太稳定,第二是买这种装置还需要花钱,不合算啊)
疑问二:楼主没有说具体如何做啊?求截图!!求视频!!不错,建议多放点图
答:刚开始其实是想写的详细些的,但是怕诸位闲啰嗦,就没有敢太展开,后续的文章会写的详细些,条例更加清晰些,同时保证有图有真相!
疑问三:开和关指令相同,发一次指令,灯光就变化一次,最终还是不知道是开灯还是关灯!
答:模块的学习模式中有单键常开、单键常关、单键开关模式,所以既可以实现发一次指令,灯光变化一次,也可以实现发一次指令,灯光要不就一直开,要不就一直关的单一状态。看来具体的调试过程也要写一下啊。
疑问四:有一个问题,我能不能知道我所控制的电视的状态。比如在哪个台,空调设置的是多少度?
答:空调设置的多少度可以知道,手机APP上会显示;电视是在哪个台不能知道,目前还没有发现哪种设备可以实现这个功能,不过话说回来,一般看电视的话,也是在沙发上坐着看吧。
疑问五:“通过互联网连接上家里无线路由器” —— 反向穿透路由??家里的设备轮循服务器?
答:其实类似花生壳或别的类似软件的原理,不算什么难题吧。
疑问六:目前C端貌似还没有标准吧,不会只是操作电源开关吧,那就没意思了。
答:确实没有标准,或者说旧标准与新标准并存,谁也不服谁;至于操作电源的开关,再高级的标准想让设备的开关也得操作电源的开断吧。
疑问七:反馈问题以及推荐反馈方案
答:反馈问题是大家问的最多的问题,只能很悲伤的告诉大家,目前确实没有什么好的解决方案,即使是市面上宣称的能够反馈的模块,例如wifi模块,要不就是不稳定,要不就是散热不行,而我们看到的某些智能家居的宣称片里面的情景,估计也是视频高手拍摄的,画面唯美,但是真正到用户手上,可能就不是那么一回事,所以我就没有给大家去写那些带反馈的方案。这些问题也是做有线智能家居的朋友用来调侃我的把柄,不过我往往会呵呵一笑,义正言辞的说:“我们可以安装云端摄像头,不就有反馈了!”
疑问八:只能实现你说的这些功能吗?
答:其实明白原理的话,还可以自己去扩展,例如增加智能开窗关窗功能,环境监测功能等等,同样的,前面说到的功能也是可以进行自由组合的,例如想给妹子展示一下自己动手的成果,可以自定义下面的场景:窗帘缓缓关闭---》灯光一盏一盏的熄灭(留一两盏)---》电视打开---》切换至提前设置好的台---》音乐响起--》空调切换到提前设置好的模式,而这一系列的操作,都是可以按一下键就实现的,如果想再增加点儿浪漫情怀,可以点上蜡烛,喝上一杯红酒,岂不美哉。实现上面的功能确实很简单,而且也就是几百块钱或一千块钱左右而已。
疑问九:当在家的时候,我要可以去完成。这远程开和关没用。自己人手就可以去完成。要能远程了解家居的状态,根据环境等因素,给出主人建议,需要主动或者被动告诉主人他们的状态。归根到底,还是需要机器人。
答:确实自己人手就可以去完成,咱们不就是为了好玩儿嘛,试想一下疑问八里面泡妹子的场景,如果是自己一个一个的手动去操作,浪漫氛围逼格不够高啊!其实怎么说呢,从某种程度上来说,智能家居确实是可有可无,咱们只要抱着好玩儿的态度,满足自己一部分需要的功能即可。机器人嘛,也许吧,未来某一天我们可以人手一个机器人,帮我们干各种事,可是现在,还是醒醒吧......
后记
其实本来只是想给大家讲讲怎么花几百块钱,改造一下家里,然后手机可以控制家里的设备,没想到一下子写了这么多,估计大家到现在脑子中可能只留下了一个字“乱”,这本来是弄智能家居的,怎么感觉一点也不“智能”,而且各种各样的产品;是的,现在智能家居现状就是类似春秋战国的混乱局面,而且历史的进展比较缓慢;看来有必要去讲解一下整个智能家居到底是怎样的一个发展过程,也许会明白为什么会有现在的春秋战国而无一家独大的局面;有必要讲解一下智能家居到底涉及到哪些技术以及原理,竟然这么久连一个好点儿的反馈也没有实现;也许知其然后,大伙们才能够玩的明明白白,舒舒坦坦。
好吧,回头整理整理思路写写,欢迎大家有问题给我留言,也欢迎大家有好的想法或材料与我分享,让我们一起去玩儿智能家居,智能家居发展的道路是曲折的,但是我们坚信,前途一定是光明的!
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