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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目成果，該項目依托ElfBoard開發(fā)板為核心硬件平臺，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)報模塊在成功建立網(wǎng)絡(luò)連接后，能夠?qū)崟r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)測模塊借助集成的溫濕度傳感器設(shè)備，實現(xiàn)對居住空間內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測和精準(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，用戶可通過該中心輕松實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控與自動化場景設(shè)定。
項目軟硬件需求
1、ELF 1開發(fā)板
2、4.3英寸電容屏
3、QT
4、實況天氣接口API開發(fā)指南 未來一天天氣預(yù)報api - 天氣API
5、Wi-Fi（RTL8723DU）
項目功能
1、網(wǎng)絡(luò)連接
網(wǎng)絡(luò)連接部分的UI如圖所示：
?
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()<<str;
if(str.isEmpty())
{
str = "";
}
switch (j-1)
{
case 1:ui->Wlan1->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Wi-Fi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");2、天氣預(yù)報
該頁面的UI如圖所示：
準(zhǔn)備工作
在實況天氣接口API開發(fā)指南 未來一天天氣預(yù)報api - 天氣API網(wǎng)站注冊，注冊好后可以看到如下信息，每個郵箱號有3000次的免費的請求機(jī)會。
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
"date":"2020-07-15",
"week":"星期三",
"update_time":"10:15", #更新時間
"city":"內(nèi)江", #城市名稱
"cityEn":"neijiang",
"country":"中國",
"countryEn":"China",
"wea":"陰", #實時天氣情況
"wea_img":"yin",
"tem":"25", #實時溫度
"tem1":"29", #高溫
"tem2":"23", #低溫
"win":"西風(fēng)", #風(fēng)向
"win_speed":"2級", #風(fēng)力等級
"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
"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，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
"alarm_content":"內(nèi)江市氣象臺7月15日5時23分發(fā)布第16號暴雨橙色預(yù)警信號:
預(yù)計我市市中區(qū)部分地方3小時降雨量將達(dá)50毫米以上，并伴有雷電和陣性大風(fēng)，請加強(qiáng)防范強(qiáng)降水、雷電和大風(fēng)等帶來的危害。
（預(yù)警信息來源：國家預(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，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":"無需戴口罩",
"waichu":"適宜外出",
"yundong":"適宜運動",
"kaichuang":"適宜開窗",
"jinghuaqi":"關(guān)閉凈化器",
"cityid":"101271201",
"city":"內(nèi)江",
"cityEn":"neijiang",
"country":"中國",
"countryEn":"China"
}
}請求數(shù)據(jù)
請求天氣數(shù)據(jù)的代碼如下所示，appid后面的數(shù)字和appsecret是在注冊時網(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)請求*/在發(fā)送完請求信息后，會獲得回復(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:" <<key;
}
QString weather_type = object.value("wea").toString();
qDebug()<<"weather_type :"<<weather_type;
QString tuijian = object.value("air_tips").toString();
qDebug()<<"tuijian: "<<tuijian;
QString low = object.value("tem2").toString();
qDebug()<<"low :"<<low;
QString high = object.value("tem1").toString();
QString wendu = low.mid(low.length() - 4, 4) + "~" + high.mid(high.length() - 4, 4);
qDebug()<<"wendu: "<<wendu;
QString strength = object.value("win_speed").toString();
qDebug()<<"strength: "<<strength;
strength.remove(0, 8);
strength.remove(strength.length() - 2, 2);
QString fengli = object.value("win").toString() + strength;
QString ziwaixian = object.value("uvIndex").toString();
qDebug()<<"ziwaixian :"<<ziwaixian;
QString kongqizhiliang = object.value("air").toString();
qDebug()<<"kongqizhiliang :"<<kongqizhiliang;
ui->label_weather_2->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
該部分的UI如圖所示：
該部分的代碼比較簡單，主要是新建立一個線程，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led燈就是我們家里的燈，蜂鳴器可以假設(shè)為報警器。本身而言沒什么。
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。項目構(gòu)建過程中巧妙的利用了Wi-Fi，特別定制了一個功能完備的天氣預(yù)報界面，用戶通過該界面能夠輕松獲取不同地區(qū)的實時天氣信息，從而將智慧佳通控制范圍拓展至環(huán)境監(jiān)測及在線信息服務(wù)領(lǐng)域。
下載ECAD模型
