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今天非常榮幸地向各位小伙伴展示并分享共創(chuàng)社中一位成員精心完成的項(xiàng)目成果，該項(xiàng)目依托ElfBoard開發(fā)板為核心硬件平臺(tái)，采用Qt框架構(gòu)建了一套全面的智慧家庭控制中心系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四大核心功能模塊整合而成：網(wǎng)絡(luò)通信接口、氣象信息展示、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控及家居智能管理。

網(wǎng)絡(luò)連接模塊負(fù)責(zé)自動(dòng)掃描并接入周邊可用的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，確保系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)源的穩(wěn)定互聯(lián)。

天氣預(yù)報(bào)模塊在成功建立網(wǎng)絡(luò)連接后，能夠?qū)崟r(shí)獲取并顯示指定地理位置的天氣狀況信息，為用戶提供便捷的氣象服務(wù)。

室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊借助集成的溫濕度傳感器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)居住空間內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)記錄，以維護(hù)理想的居住環(huán)境條件。

家居控制中心作為系統(tǒng)的核心交互部分，具備對(duì)諸如LED照明設(shè)備以及蜂鳴器等家居設(shè)施的智能化管控能力，用戶可通過(guò)該中心輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控與自動(dòng)化場(chǎng)景設(shè)定。

項(xiàng)目軟硬件需求

1、ELF 1開發(fā)板

2、4.3英寸電容屏

3、QT

4、實(shí)況天氣接口API開發(fā)指南 未來(lái)一天天氣預(yù)報(bào)api - 天氣API

5、Wi-Fi（RTL8723DU）

項(xiàng)目功能

1、網(wǎng)絡(luò)連接

網(wǎng)絡(luò)連接部分的UI如圖所示：

本項(xiàng)目使用wpa_supplicant工具連接Wi-Fi，該工具是ElfBorad開發(fā)板的操作系統(tǒng)自帶的。掃描附近的Wi-Fi，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到wifiname.txt文件中，核心代碼如下:

? system("killall wpa_suppicant"); qDebug()<<"killall wpa_suppicant"; system("rm -rf /var/run/wpa_supplicant"); qDebug() << "rm /var/run/wpa_supplicant"; QThread::msleep(1000); system("killall udhcpc"); qDebug() << "killall udhcpc"; QThread::msleep(1000); system("wpa_supplicant -D nl80211 -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf -B"); qDebug() << "wpa_supplicant"; QThread::msleep(1000); system("killall wpa_cli"); QThread::msleep(1000); system("wpa_cli -i wlan0 scan"); QThread::msleep(1000); system("wpa_cli -i wlan0 scan_results > ./wifilist"); QThread::msleep(1000); system("cat wifilist |awk -F'\t' '{print $5}'> wifiname.txt");

該部分的代碼的作用是讀取wifiname.txt文件，然后將信息更新到UI中。

while (j<=12) { j++; str = in.readLine(); qDebug()setVisible(true); ui->Wlan1->setText(str); break; case 2:ui->Wlan2->setVisible(true); ui->Wlan2->setText(str); break; case 3:ui->Wlan3->setVisible(true); ui->Wlan3->setText(str); break; case 4:ui->Wlan4->setVisible(true); ui->Wlan4->setText(str); break; case 5:ui->Wlan5->setVisible(true); ui->Wlan5->setText(str); break; case 6:ui->Wlan6->setVisible(true); ui->Wlan6->setText(str); break; case 7:ui->Wlan7->setVisible(true); ui->Wlan7->setText(str); break; case 8:ui->Wlan8->setVisible(true); ui->Wlan8->setText(str); break; case 9:ui->Wlan9->setVisible(true); ui->Wlan9->setText(str); break; case 10:ui->Wlan10->setVisible(true); ui->Wlan10->setText(str); break; case 11:ui->Wlan11->setVisible(true); ui->Wlan11->setText(str); break; case 12:ui->Wlan12->setVisible(true); ui->Wlan12->setText(str); break; default:break; } }

該部分代碼的作用是在用戶選擇好連接的wifi并輸入密碼后連接Wi-Fi。

char set_ssid[64]; char set_password[64]; char select_wlan[64]; if (ui->wifimima->text().isEmpty()) { QMessageBox::warning(this,tr("Connect information"), tr("密碼不能為空")); } else { int i =get_i(); sprintf(set_ssid,"wpa_cli -i wlan0 set_network %d ssid '"%s"'",i,wifiName.toLatin1().data()); sprintf(set_password, "wpa_cli -i wlan0 set_network %d psk '"%s"' ",i,ui->wifimima->text().toLatin1().data()); qDebug() << set_password; sprintf(select_wlan, "wpa_cli -i wlan0 select_network %d ",i); system(set_ssid); system(set_password); system("wpa_cli -i wlan0 list_network"); system(select_wlan); system("udhcpc -i wlan0 -B");

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2、天氣預(yù)報(bào)

該頁(yè)面的UI如圖所示：

準(zhǔn)備工作

在實(shí)況天氣接口API開發(fā)指南 未來(lái)一天天氣預(yù)報(bào)api - 天氣API網(wǎng)站注冊(cè)，注冊(cè)好后可以看到如下信息，每個(gè)郵箱號(hào)有3000次的免費(fèi)的請(qǐng)求機(jī)會(huì)。

這里使用的是V61接口，https://tianqiapi.com/index/doc?version=v61，該接口下的天氣信息的JSON格式如下所示：

?{ "cityid":"101271201", #城市編號(hào) "date":"2020-07-15", "week":"星期三", "update_time":"10:15", #更新時(shí)間 "city":"內(nèi)江", #城市名稱 "cityEn":"neijiang", "country":"中國(guó)", "countryEn":"China", "wea":"陰", #實(shí)時(shí)天氣情況 "wea_img":"yin", "tem":"25", #實(shí)時(shí)溫度 "tem1":"29", #高溫 "tem2":"23", #低溫 "win":"西風(fēng)", #風(fēng)向 "win_speed":"2級(jí)", #風(fēng)力等級(jí) "win_meter":"小于12km/h", #風(fēng)速 "humidity":"97%", #濕度 "visibility":"24.22km", #能見度 "pressure":"961", #氣壓 "uvIndex":"3", #紫外線等級(jí) "uvDescription": "中等",#紫外線描述 "air":"15", #空氣質(zhì)量 "air_pm25":"8", #pm2.5 "air_level":"優(yōu)", "air_tips":"空氣很好，可以外出活動(dòng)，呼吸新鮮空氣，擁抱大自然！", "rain_pcpn":"2.5",#降雨量2.5mm "alarm":{ "alarm_type":"暴雨", #預(yù)警類型 "alarm_level":"橙色", #預(yù)警等級(jí) "alarm_content":"內(nèi)江市氣象臺(tái)7月15日5時(shí)23分發(fā)布第16號(hào)暴雨橙色預(yù)警信號(hào): 預(yù)計(jì)我市市中區(qū)部分地方3小時(shí)降雨量將達(dá)50毫米以上，并伴有雷電和陣性大風(fēng)，請(qǐng)加強(qiáng)防范強(qiáng)降水、雷電和大風(fēng)等帶來(lái)的危害。 （預(yù)警信息來(lái)源：國(guó)家預(yù)警信息發(fā)布中心）" #預(yù)警描述 }, "aqi":{ #空氣質(zhì)量指數(shù)詳情 "air":"15", "air_level":"優(yōu)", "air_tips":"空氣很好，可以外出活動(dòng)，呼吸新鮮空氣，擁抱大自然！", "pm25":"8", "pm25_desc":"優(yōu)", "pm10":"10", "pm10_desc":"優(yōu)", "o3":"47", "o3_desc":"優(yōu)", "no2":"12", "no2_desc":"優(yōu)", "so2":"8", "so2_desc":"優(yōu)", "co": "1", "co_desc": "優(yōu)", "kouzhao":"無(wú)需戴口罩", "waichu":"適宜外出", "yundong":"適宜運(yùn)動(dòng)", "kaichuang":"適宜開窗", "jinghuaqi":"關(guān)閉凈化器", "cityid":"101271201", "city":"內(nèi)江", "cityEn":"neijiang", "country":"中國(guó)", "countryEn":"China" } }

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請(qǐng)求數(shù)據(jù)

請(qǐng)求天氣數(shù)據(jù)的代碼如下所示，appid后面的數(shù)字和appsecret是在注冊(cè)時(shí)網(wǎng)站給的密匙。

char quest_array[256] = "http://v1.yiketianqi.com/api?unescape=1&version=v61&appid=19311841&appsecret=nAGo24xi&city="; QNetworkRequest quest; sprintf(quest_array, "%s%s", quest_array, cityStr.toUtf8().data()); quest.setUrl(QUrl(quest_array)); quest.setHeader(QNetworkRequest::UserAgentHeader, "RT-Thread ART"); manager->get(quest); /*發(fā)送get網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求*/

我們?cè)诎l(fā)送完請(qǐng)求信息后，會(huì)獲得回復(fù)信息，信息是json格式，我們只需要解析該json數(shù)據(jù)就行。主要代碼如下所示。

QJsonDocument json_recv = QJsonDocument::fromJson(all.toUtf8(), &err);//解析json對(duì)象 if (!json_recv.isNull() && err.error == QJsonParseError::NoError) { QJsonObject object = json_recv.object(); QStringList keys = object.keys(); foreach (const QString& key,keys){ qDebug() << "Key:" setText(weather_type); ui->label_temperature_2->setText(wendu); ui->label_wind_2->setText(fengli); ui->label_kongqizhiliang->setText(kongqizhiliang); ui->label_uv->setText(ziwaixian); ui->label_recommend_2->setText(tuijian); }

3、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)

該部分的UI如圖所示：

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該部分的代碼比較簡(jiǎn)單，主要是新建立一個(gè)線程，然后不停的讀取傳感器的信息，然后將相關(guān)的信息展示即可。核心代碼如下：

void CollentdataThread::run() { int fd = aht20_init(); emit send(temp,hum); while (1) { /*read temp data*/ aht20_read(fd); emit send(temp,hum); sleep(2); } }

4、家居控制中心

該部分的UI如圖所示：

該部分主要是利用為了充分的展示開發(fā)板上的硬件而制作，我們假設(shè)3個(gè)lLED燈就是我們家里的燈，蜂鳴器可以假設(shè)為報(bào)警器。本身而言沒(méi)什么。

軟件編譯

在ElfBoard的官方教程中有詳細(xì)介紹如何在ELF 1開發(fā)板上編譯QT程序。在這里需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，在使用arm-gcc編譯完成后的可執(zhí)行文件是不能在X86的電腦上運(yùn)行的，需要先在電腦上調(diào)試軟件，成功之后，再使用arm-gcc編譯，然后移植到ELF 1開發(fā)板上。

項(xiàng)目總結(jié)

這款智慧家庭的APP深度整合了ELF 1開發(fā)板硬件資源，包括Wi-Fi模塊、LED照明系統(tǒng)、溫濕度傳感器以及蜂鳴器等組件。項(xiàng)目構(gòu)建過(guò)程中巧妙的利用了Wi-Fi，特別定制了一個(gè)功能完備的天氣預(yù)報(bào)界面，用戶通過(guò)該界面能夠輕松獲取不同地區(qū)的實(shí)時(shí)天氣信息，從而將智慧佳通控制范圍拓展至環(huán)境監(jiān)測(cè)及在線信息服務(wù)領(lǐng)域。