C语言做的智能家居控制模拟系统

智能家居控制模拟系统

一个功能完整的智能家居控制模拟系统，使用C语言实现，支持设备控制、定时任务、场景模式和能耗统计等功能。

功能特点

1. 设备控制

支持设备：
- 灯光：客厅灯、卧室灯、厨房灯
- 空调：客厅空调、卧室空调
- 窗帘：客厅窗帘、卧室窗帘
- 其他：电视
控制功能：
- 开启/关闭设备
- 切换设备状态
- 设置灯光亮度（0-100%）
- 设置空调温度（16-30℃）
- 设置窗帘开合位置（0-100%）

2. 位运算优势

使用位运算管理设备状态，具有以下优势：

内存高效：8个设备仅占用1个字节
操作快速：位运算性能优于传统数组
状态直观：可以清晰看到设备状态的二进制表示

c 复制代码

// 位运算示例
DEVICE_LIGHT_LIVING     = 0b00000001  // 第0位
DEVICE_LIGHT_BEDROOM    = 0b00000010  // 第1位
DEVICE_LIGHT_KITCHEN    = 0b00000100  // 第2位
// ...

// 开启设备：status |= device_mask
// 关闭设备：status &= ~device_mask
// 切换状态：status ^= device_mask
// 检查状态：(status & device_mask) != 0

3. 定时任务

支持按时间自动控制设备
可添加、删除、查看定时任务
预设定时任务：
- 早上7:00 自动开启客厅灯和厨房灯
- 晚上19:00 自动开启客厅灯
- 晚上23:00 自动关闭客厅灯和电视

4. 场景模式

预设5种智能场景，一键切换：

回家模式：开启客厅灯和空调，亮度80%，温度26℃
离家模式：关闭所有设备，节能省电
睡眠模式：仅保留卧室灯，亮度20%，温度24℃
观影模式：开启电视和空调，关闭所有灯光
阅读模式：开启客厅灯，亮度100%，打开窗帘

5. 能耗统计

实时监控当前功率
统计各设备能耗（千瓦时）
计算电费（按0.6元/度）
显示详细的能耗报表

各设备功率：

客厅灯：15W
卧室灯：12W
厨房灯：10W
客厅空调：1500W
卧室空调：1200W
客厅窗帘：5W
卧室窗帘：5W
电视：120W

编译和运行

Windows

⚠️ 如果提示 'gcc' 不是内部或外部命令：

方法1：使用提供的编译脚本（推荐）

bash 复制代码

# 双击运行以下任一脚本：
compile_gcc.bat      # 需要先安装 MinGW-w64
compile_msvc.bat     # 需要先安装 Visual Studio

方法2：安装 MinGW-w64

下载：github.com/niXman/ming...
选择：x86_64-xxx-release-win32-seh（64位）
解压到：C:\mingw64
添加环境变量：C:\mingw64\bin
重启命令行

详细说明请参考 安装说明.txt 文件

方法3：使用 Visual Studio Developer Command Prompt

bash 复制代码

# 开始菜单搜索 "Developer Command Prompt for VS"
cl smart_home.c
smart_home.exe

方法4：使用在线编译器（无需安装）

安装好编译器后：

bash 复制代码

# 使用GCC编译
gcc smart_home.c -o smart_home.exe
smart_home.exe

# 或使用 Makefile
make
smart_home.exe

Linux/macOS

bash 复制代码

# 编译
gcc smart_home.c -o smart_home

# 运行
./smart_home

# 或使用 Makefile
make
./smart_home

使用说明

主菜单

运行程序后，会显示主菜单：

markdown 复制代码

╔════════════════════════════════════╗
║     智能家居控制模拟系统           ║
╚════════════════════════════════════╝

1. 查看设备状态
2. 设备控制
3. 定时任务管理
4. 场景模式
5. 能耗统计
6. 系统设置
0. 退出系统

1. 查看设备状态

显示所有设备的当前状态，包括：

设备状态字（十六进制和二进制）
各设备开关状态和功率
灯光亮度、空调温度、窗帘位置

2. 设备控制

进入设备控制子菜单，可以：

开启指定设备
关闭指定设备
切换设备状态（开↔关）
设置灯光亮度
设置空调温度
设置窗帘位置

3. 定时任务管理

查看所有定时任务
添加新的定时任务
删除已有定时任务
手动触发定时任务检查

添加定时任务示例：

makefile 复制代码

输入时间 (小时 分钟): 19 30
选择设备: 1 (客厅灯)
动作 (1-开启, 0-关闭): 1

4. 场景模式

选择预设场景，系统会自动：

开启/关闭相应设备
设置灯光亮度
设置空调温度
调整窗帘位置

5. 能耗统计

查看详细的能耗报表，包括：

统计时长
当前功率
各设备能耗明细
总能耗和总费用

技术亮点

1. 位运算应用

c 复制代码

// 使用位掩码定义设备
#define DEVICE_LIGHT_LIVING     (1 << 0)
#define DEVICE_LIGHT_BEDROOM    (1 << 1)
// ...

// 高效的状态操作
void turn_on_device(unsigned int device_mask) {
    g_device_state.status |= device_mask;  // 按位或
}

void turn_off_device(unsigned int device_mask) {
    g_device_state.status &= ~device_mask;  // 按位与非
}

void toggle_device(unsigned int device_mask) {
    g_device_state.status ^= device_mask;  // 按位异或
}