1 选题背景与意义
进入二十一世纪以来，物联网技术飞速发展，人们的生活变得更加智能化。这使得人们对现代科技的依赖性也越来越强，特别是在家居生活方面提出了更高的需求，追求更加便捷、舒适、安全的家居生活。为 了提高人们高质量的生活体验，在家居系统中融入物联网技术的智能家 居得到了快速发展。 智能家居以人们的家庭住宅作为基础平台，利用网络通信、综合布线、自动控制等相关技术将各类家居设备集成起来，便于建立一个智能化的家居生活综合管理系统。
和传统的家居系统比起来，智能家居不仅满足了人们对家居生活环境的基本需求，而且能够为用户提供实时信 息服务和智能化控制。 传统的家居系统一般采用有线布线，这种布线方式的工程繁琐复杂、成本较高、不易于维护，而智能家居采用的无线方式能够解决这些弊端， 无线网络具有安装方便、成本低、耐用、传输稳定等优点，得到广泛的使用。通过无线方式进行组网，可实现家居环境和设备的远程监测和控制。 目前，市场上大部分家居设备都需要人来手动操作，一般通过红外遥控器或开关的方式来进行控制，这些控制方式操作起来不方便，并且可能有时会找不到对应的遥控器或需要对电池进行定期更换。针对这 些麻烦的问题，本文增添了一种语音控制方式，这种方式可以使得家居系统的智能性得到提高。但是语音信号会受到家居环境的干扰，存在着不定性，如何更加快速精准识别用户的语音指令成为语音识别技术的关 键。因此，运用合适的语音识别算法是非常重要的。
2 技术框架
ZigBee终端节点*2+ZigBee协调器节点+Wi-Fi无线通信技术+腾讯云平台+小程序+公众号提醒
3 实现功能
- 温湿度监测：选用DHT11温湿度传感器实时监测家庭环境的温度和湿度，当温度大于设定阈值且红外检测到有人，自动打开风扇降温，降温到阈值最大值停止，当湿度低于设定阈值最小值且红外检测到有人，自动打开加湿器加湿，加湿到阈值最小值停止。
- 光线监测：选用光线传感器实时监测家庭环境的光线强弱情况，当光线低于设定阈值且红外检测到有人，自动打开照明灯补光，具备自动调光功能。
- 火灾监测：选用烟雾传感器实时监测家庭是否发生火灾，发生火灾时，蜂鸣器声光报警，并通过公众号推送消息"发生火灾，请及时处理"。
- 防盗监测：当家庭人员外出时，按下按键进行布防，采用门磁传感器对门的状态进行监控，若有人强行破开门，蜂鸣器报警，并通过公众号提醒"有人破门而入，请及时处理"。
- 语音控制：可以采用语音识别模块控制风扇、加湿器、灯光及灯光等级。
- SOS求助：在紧急情况下，儿童或者老人可以按下SOS求救按键进行紧急求助，按下SOS按键时，蜂鸣器声光报警，并通过公众号提醒"SOS，请及时处理"。
- 设定阈值：用户可以通过季节气候通过按键和小程序设定温度、湿度、光线和烟雾浓度的阈值
- 屏幕显示：通过屏幕对家居监测系统的温度、湿度、光线、烟雾等数据及设备状态。
- 远程监测：通过WiFi无线通信技术将监测数据上传至腾讯云平台，在腾讯云平台可以实现对数据进行记录以及曲线分析，用户可以通过手机端小程序来实现对家居环境数据的查看、阈值的设定和设备的控制等功能。
4 系统总体设计
感知层：ZigBee 监测节点与控制节点
- ZigBee 监测节点 ：连接温湿度传感器、人体红外传感器、光线传感器、门磁传感器、烟雾传感器，负责采集家庭环境中的各类物理信息（如温湿度变化、人体活动、光线强度、门窗状态、烟雾警报等），并通过 ZigBee 无线通信将数据上传。
- ZigBee 控制节点 ：连接语音识别模块、风扇、加湿器、照明灯、按键、蜂鸣器，接收控制指令后执行相应动作（如语音控制设备、调节家电运行状态、触发蜂鸣警报等），实现对家居设备的智能化操控。
2. 网络层：ZigBee 协调器节点与 WiFi 通信
- ZigBee 协调器节点 ：是整个 ZigBee 网络的核心，负责对接监测节点与控制节点，完成数据的汇聚与指令的分发，同时通过WiFi 无线通信技术与云端（腾讯云）进行数据交互，实现 "本地感知 - 云端处理" 的架构。
3. 平台层：腾讯云服务
- 接收 ZigBee 协调器上传的环境监测数据（发布消息），进行存储、分析与处理；
- 向用户手机 APP 推送设备状态、异常警报等信息（推送消息），同时接收用户从 APP 发送的控制指令（订阅消息），并转发给 ZigBee 协调器执行。
4. 应用层：用户手机小程序
是用户与智能家居系统交互的入口，支持：
- 实时查看家庭环境数据（如温湿度、设备状态）；
- 远程发送控制指令（如开关灯、调节风扇）；
- 接收系统推送的警报（如烟雾报警、门磁异常），实现对家居设备的全场景掌控。
5 实物效果图
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