Apprenez Python et développez des systèmes de contrôle de maison intelligente

À l'ère actuelle de la technologie intelligente, les systèmes de maison intelligente deviennent des éléments standards dans la vie quotidienne des gens. Des serrures de porte intelligentes, des ampoules intelligentes aux haut-parleurs intelligents, en passant par les appareils électroménagers intelligents, etc., les maisons intelligentes pénètrent progressivement dans notre société. vit au milieu. En tant que langage de programmation devenu plus populaire ces dernières années, Python est devenu le langage de développement préféré pour de nombreux systèmes de contrôle de maison intelligente en raison de son développement rapide, de son apprentissage facile et de ses fonctions puissantes.

Ainsi, cet article présentera comment utiliser Python et Raspberry Pi pour développer un système de contrôle simple pour la maison intelligente et fournira des exemples de code correspondants.

1. Préparation du Raspberry Pi

Le Raspberry Pi est un micro-ordinateur basé sur le système d'exploitation Linux, qui peut être utilisé comme composant central de nombreux projets, y compris nos systèmes de maison intelligente. Avant de commencer le développement, assurez-vous que vous disposez déjà d'un Raspberry Pi et que vous avez installé avec succès l'environnement Python et certaines bibliothèques nécessaires.

Sur le Raspberry Pi, nous pouvons contrôler les composants électroniques connectés via le port GPIO. Le port GPIO est l'abréviation de General Purpose Input and Output Port. Il peut fournir des fonctions d'entrée/sortie numériques générales grâce auxquelles nous pouvons contrôler les lumières LED, les moteurs, les capteurs et d'autres composants.

2. Utilisez Python pour le contrôle

Pour contrôler les lumières LED, les moteurs et autres composants, nous pouvons utiliser la bibliothèque RPi.GPIO en Python. Cette bibliothèque nous donnera quelques constantes, méthodes ou mécanismes liés au GPIO à utiliser pendant le processus d'apprentissage, une méthode qui sera souvent utilisée est "sortir le port IO de sortie", qui fait référence à l'utilisation du programme pour contrôler le port GPIO. pour produire une haute tension ou un faible potentiel.

Ce qui suit est un exemple simple de contrôle de l'éclairage LED :

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)               # 设置GPIO口的编码方式为BCM编码方式
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)             # 将GPIO18设置为输出口
 

try:
    while True:
        GPIO.output(18, GPIO.HIGH)   # 打开LED灯
        time.sleep(1)                # 暂停1s，控制LED灯持续时间
        GPIO.output(18, GPIO.LOW)    # 关闭LED灯
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()                   # 释放GPIO口，清空资源

Dans le code ci-dessus, GPIO.BCM définit la méthode d'encodage du port GPIO sur la méthode d'encodage BCM. GPIO.setup(18, GPIO.OUT) définit le port GPIO18 comme port de sortie. Dans la boucle while suivante, nous utilisons la méthode GPIO.output() pour contrôler l'allumage et l'extinction de la lumière LED. Lorsque la valeur est GPIO.HIGH, cela signifie allumer la lumière LED. Lorsque la valeur est GPIO.LOW, cela signifie éteindre la lumière LED.

3. Contrôler plusieurs composants

Pour contrôler plusieurs composants, nous pouvons utiliser une méthode similaire à celle ci-dessus et il suffit d'attribuer un port GPIO à chaque composant. Par exemple, le code suivant montre comment contrôler deux lumières LED :

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)                         # 设置GPIO口的编码方式为BCM编码方式
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)                       # 设置GPIO18为输出口
GPIO.setup(23, GPIO.OUT)                       # 设置GPIO23为输出口
 

try:
    while True:
        GPIO.output(18, GPIO.HIGH)             # 打开LED1
        GPIO.output(23, GPIO.LOW)              # 关闭LED2
        time.sleep(1)                          # 暂停1s
        GPIO.output(18, GPIO.LOW)              # 关闭LED1
        GPIO.output(23, GPIO.HIGH)             # 打开LED2
        time.sleep(1)                          # 暂停1s
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()                             # 释放GPIO口，清空资源

Nous pouvons attribuer un port GPIO à chaque composant, par exemple, LED1 se voit attribuer le port GPIO18 et LED2 se voit attribuer le port GPIO23. L'allumage ou l'extinction du composant LED est contrôlé à l'aide de la méthode GPIO.output().

4. Utilisez le contrôle des capteurs

Dans les systèmes de maison intelligente, les capteurs jouent un rôle essentiel. Ils peuvent détecter les paramètres de l'environnement, tels que la température, l'humidité, la lumière, l'infrarouge, etc., et ainsi prendre des décisions grâce à notre programme d'action correspondant. . Pour les capteurs de contrôle Python, nous pouvons utiliser des bibliothèques de planification de tâches telles que Django-celery-beat et APScheduler pour le contrôle.

En prenant le capteur de température comme exemple, nous pouvons utiliser le D1 mini pour nous connecter au wlan, nous connecter au serveur MQTT et obtenir les données du capteur. Voici un exemple de code simple :

import paho.mqtt.client as mqtt
import json

SERVER = "test.mosquitto.org"
PORT = 1883
TOPIC = "/v1.0/devices/6c49f6b29348c22333ad97f5b8a9c7e68a48f87a/sensors/temperature"
 
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe(TOPIC)

def on_message(client, userdata, msg):
    data = json.loads(msg.payload.decode())
    if 'temperature' in data:
        print('温度传感器: ', data['temperature'])

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect(SERVER, PORT, 60)

client.loop_forever()

Dans le code ci-dessus, nous utilisons la bibliothèque paho.mqtt.client pour nous connecter au serveur MQTT et obtenir les données du capteur. Dans le même temps, dans la fonction on_message(), nous pouvons écrire une logique de contrôle correspondante pour différentes données de capteurs, telles que le contrôle des climatiseurs, des chauffe-eau et d'autres équipements, afin d'atteindre des objectifs de contrôle de maison intelligente.

5. Résumé

Cet article explique comment utiliser Python et Raspberry Pi pour développer un système de contrôle de maison intelligente simple et fournit des exemples de code correspondants. Bien sûr, nous ne faisons qu’effleurer la surface, et nous devrons encore continuer à apprendre, explorer et pratiquer à l’avenir pour construire un système complet de maison intelligente.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!