基于網絡的實時家庭自動化

在當今物聯網 （IoT） 時代，智能家居自動化已從奢侈品發展成為現代生活中易于使用的重要組成部分。該項目展示了一個可擴展的實時家庭自動化系統，該系統圍繞強大的 IndusBoard Coin 構建，IndusBoard Coin 是一款基于 ESP32-S2 微控制器的緊湊型開發板。

該系統允許用戶通過直接托管在電路板本身上的交互式 Web 界面無線控制多個交流電器，例如燈和風扇，而無需任何外部云服務或移動應用程序。

與僅通過繼電器提供開/關控制的傳統自動化系統不同，該項目通過集成基于 PWM 的風扇速度控制領先一步，通過網頁上的滑塊平滑實時調整交流風扇速度。該板從其 GPIO 引腳生成 PWM 信號，然后將其發送到交流風扇速度控制器模塊，該模塊相應地調節風扇速度。

同時，采用標準繼電器模塊控制燈光和風扇的切換。Coin 板的 GPIO 連接到繼電器模塊，充當電子開關，只需輕觸 Web 界面即可打開或關閉設備。

該系統默認以 Wi-Fi 接入點 （AP） 模式運行，允許用戶將手機或筆記本電腦直接連接到 IndusBoard 的 Wi-Fi（SSID：IndusBoard_AP）并通過瀏覽器訪問控制面板。但是，這可以很容易地修改為站模式 （STA），其中電路板連接到您的家庭 Wi-Fi 網絡。

在這種模式下，同一網絡上的任何設備都可以通過板卡的本地IP地址訪問和控制系統，從而實現與現有智能家居的無縫集成。

使用 IndusBoard Coin 的主要優勢之一是其大量可用 GPIO（30+ 引腳），這意味著該系統不僅限于兩個燈和一個風扇。只需將更多繼電器或 PWM 控制器連接到未使用的 GPIO 并相應地擴展用戶界面，即可輕松擴展以控制其他設備。

例如，可以在網頁中添加額外的按鈕和滑塊來控制更多的燈、風扇，甚至未來的傳感器，如運動檢測器、溫度傳感器或 LDR。

家庭自動化控制器家庭自動化項目原型

物料清單

電路圖

電路連接

連接到 GPIO 引腳的繼電器模塊（例如，用于 Light 3 的 GPIO 1 – 用于 Light 6 的 GPIO 4），用作燈泡或風扇等交流電器（如）的開關接口。這些繼電器用作電動開關，由硬幣板的數字高電平或低電平輸出切換。

對于風扇來說，普通繼電器只能打開或關閉風扇，而集成風扇速度控制器模塊，例如交流調光器或 PWM 兼容控制器，可以實現變速控制。該模塊接收PWM信號（通常來自GPIO 21等引腳），其中占空比或信號的發射角度決定了實際的風扇速度。

這樣可以直接通過網絡界面平穩、精確地調節風扇速度，提供完整、先進的智能自動化體驗。

.繼電器模塊就像一個電子開關，隔離并安全地控制電路的交流側。模塊上的每個繼電器通道都有連接到硬幣板的 GPIO 引腳之一的輸入控制引腳（例如，GPIO 3 連接到控制燈 1，GPIO 6 連接到控制燈 2）。

當數字高電平信號從硬幣板發送到繼電器輸入引腳時，它會觸發繼電器內部的內部電磁線圈，從而關閉（或打開）交流側的開關，從而允許電流流過連接的設備。

要連接交流燈泡或其他交流電器，首先將主電源的火電 （L） 線連接到繼電器的公共 （COM） 端子。然后將常開 （NO） 端子連接到交流燈泡或設備的一個端子。設備的另一個端子直接連接到主電源的中性線 （N）。

當繼電器被硬幣板激活時，COM 和 NO 之間的電路閉合，完成路徑并打開設備電源。當繼電器停用時，電路斷開并且設備關閉。這種配置可確保使用硬幣板的低壓邏輯電平控制安全地切換高壓設備，使用戶和控制器板與危險的交流電壓隔離。

多個此類繼電器可以連接到 IndusBoard Coin 上的多個 GPIO 引腳，以便從 Web 界面單獨實時控制多個設備。此外，由于 Coin 板上有超過 30+ 個 GPIO 引腳，因此可以輕松擴展該系統，使其具有高度可擴展性并適用于更大的智能家居設置。

代碼

代碼片段

該代碼從定義分配給控制各種設備（如燈和風扇）的 GPIO 引腳開始。之后，使用嵌入式 HTML 和 JavaScript 在代碼中創建一個簡單的交互式 HTML 網頁用戶界面 （UI），允許用戶通過任何瀏覽器實時控制設備。

pinMode（） 函數用于設置部分，將每個 GPIO 引腳配置為輸出。Wi-Fi 設置配置為啟用接入點 （AP） 模式，因此 IndusBoard Coin 可以創建自己的無線網絡供用戶直接連接。

該代碼還初始化 Web 服務器，定義處理按鈕點擊和風扇速度控制命令的路由，并在循環中持續檢查傳入的客戶端請求，以確保自動化系統的平穩運行。