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智能家居設計：樹莓派上的Python實現

為了解決小米wifi的問題，作者賀雪晨 這樣論述：

本教材拋棄傳統的面面俱到的做法，簡單介紹Python及庫的安裝後，馬上利用開源軟體Homeassistant在電腦上進行智慧家居的實踐，包括語音、短信、攝像頭、飛利浦燈具、小米智慧家居設備；隨後根據進一步擴大智慧家居功能的目標出發，介紹Python的相關程式開發方法並把它結合到Home assistant中；同理介紹OpenCV及其在Home assistant的應用，包括人臉識別、運動檢測等。隨後引入樹莓派進行Homeassistant智慧家居的開發，通過樹莓派在外網利用手機操作智慧家居的方法。最後通過幾個綜合案例提升智慧家居的開發能力。 賀雪晨，男，高級工程師， 現任上

海電力大學電子與資訊工程系主任。主持2019年上海高校本科重點教學改革專案“基於人工智慧應用場景的產教深度融合實踐教學改革與探索”；主持2019年上海市高水準應用型大學建設重點教改專案“新工科背景下卓越工程師培養模式探索”和“嵌入式智慧技術產教融合教學團隊”。 第1章概述1 1.1Python安裝2 1.2查看安裝的庫3 1.3思考題4 第2章Home Assistant5 2.1安裝和測試Home Assistant5 2.2修改經緯度10 2.3Internet資訊服務中的天氣預報11 2.4語音與媒體播放機——百度語音與Kodi12 2.4.1創建百度語音應用13 2

.4.2配置Home Assistant13 2.4.3使用Kodi進行語音播報14 2.5攝像頭與影像處理——IP攝像頭15 2.5.1安裝IP攝像頭15 2.5.2修改設定檔15 2.6利用Twilio實現通知提醒17 2.7家電控制——飛利浦燈具18 2.8家電控制——小米設備22 2.8.1添加小米閘道及小米ZigBee設備22 2.8.2添加小米WiFi設備25 2.9自動化31 2.9.1觸發器31 2.9.2條件33 2.9.3動作34 2.9.4在Home Assistant前端配置自動化34 2.9.5編寫代碼實現自動化36 2.10思考題38 第3章樹莓派39 3.1樹莓

派的安裝和使用39 3.1.1燒寫映射檔至SD卡39 3.1.2啟動樹莓派41 3.1.3PuTTY44 3.1.4VNC Viewer47 3.1.5檔案傳輸50 3.1.6Linux常用命令與文本編輯51 3.2樹莓派中的Home Assistant53 3.2.1自啟動Home Assistant53 3.2.2備份映射與SD卡克隆56 3.3組件接入57 3.3.1語音與媒體播放——Google語音與VLC57 3.3.2利用電子郵件實現通知提醒61 3.3.3腳本與自動化64 3.3.4範本與自動化69 3.3.5利用小米萬能遙控器實現家電控制74 3.3.6USB攝像頭77 3.3

.7虛擬攝像頭79 3.4人臉識別80 3.4.1dlib配置80 3.4.2本地dlib人臉探測84 3.4.3微軟人臉特徵檢測88 3.4.4微軟人臉識別與認證91 3.5介面States UI與Lovelace UI95 3.5.1States UI介面優化95 3.5.2Lovelace UI介面優化97 3.6手機訪問Home Assistant102 3.6.1免費雲伺服器102 3.6.2SSH隧道構建109 3.6.3FRP隧道構建111 3.7使用TensorFlow進行物體識別115 3.7.1安裝TensorFlow116 3.7.2配置TensorFlow116 3.7

.3在Home Assistant中實現物體識別119 3.8思考題121 第4章Python122 4.1Python快速入門122 4.1.1Python程式編寫122 4.1.2方法123 4.1.3迴圈124 4.1.4分支124 4.2樹莓派Python程式設計基礎125 4.2.1變數126 4.2.2值和類型127 4.2.3結構體129 4.2.4控制程式流程133 4.2.5函數135 4.2.6類137 4.2.7模組140 4.3Python與Home Assistant141 4.3.1組件和域142 4.3.2實體、狀態和屬性143 4.3.3事件和服務148 4.

3.4平臺152 4.4編寫二維碼組件153 4.5樹莓派GPIO設備控制156 4.5.1Python程式設計控制LED158 4.5.2利用Home Assistant組件控制LED164 4.5.3利用自訂Home Assistant服務控制LED165 4.6思考題168 第5章OpenCV169 5.1圖像170 5.1.1圖像讀寫170 5.1.2影像處理172 5.2視頻179 5.2.1視頻捕獲179 5.2.2保存視頻180 5.3人臉識別180 5.3.1人臉檢測180 5.3.2人臉加工182 5.3.3人臉比對183 5.4運動檢測184 5.5KNN背景分割器186

5.6OpenCV在Home Assistant中的實現187 5.7思考題189 第6章綜合實踐專案190 6.1智慧音箱設計與實現190 6.1.1雙傳聲器樹莓派擴展板190 6.1.2喚醒詞服務snowboy192 6.1.3語音辨識模組SpeechRecognition194 6.1.4喚醒後語音辨識196 6.1.5文字處理與回饋199 6.1.6圖靈機器人204 6.1.7自訂喚醒詞206 6.2MagicMirror在Home Assistant中的實現209 6.2.1MagicMirror安裝209 6.2.2天氣元件Open Weather的配置與安裝211 6.2.3

協力廠商元件Weekly Schedule的配置與安裝213 6.2.4獲取Home Assistant中的實體資訊215 6.2.5與智能音箱聯動217 6.3思考題219

小米wifi進入發燒排行的影片

實現以Home Assistant為物聯網平台的智能旅館設備遠端監控

為了解決小米wifi的問題，作者黃正豐 這樣論述：

本論文主要探討將物聯網及智慧宅的概念，延伸應用至飯店業，嘗試以無線架構為主體，以WiFi、ZigBee等傳輸方式取代傳統網路線的星狀佈線，並彙整傳送至物聯網平台Home Assistant，實現應用於飯店旅館的物聯網系統架構。論文著重於三大主題，一是機電系統控制：使用Arduino UNO、ESP8266配合溫度感測器及交直流繼電器，在原有的工業配電盤電路架構下，以MQTT通訊協定遠端控制現場走道燈具迴路及迴水電磁閥，以遠端訂閱(Subscribe)主題的方式瞭解現場閥體狀態、燈光狀態、溫濕度等，並透過發佈(Publish)主題方式，控制現場機電設備。二為現場設備及環境監控和門禁控制，做法也

是以單晶片透過感測器，將現場溫濕度、門位訊號、用電量、功率因素等以MQTT通訊協定傳輸方式，定時將資訊發佈至樹莓派中，再以Home Assistant平台追蹤24小時內數據的變化；在門禁的部份則使用ESP32 CAM以WiFi做影像傳輸，達成出入口即時監看，並利用ESP-01S晶片的GPIO點位來遠端控制磁力鎖開門。在第三個主題則是整合運用，這個部份是利用Home Assistant第三方開源軟體的功能，達成收集數據來比對現場值以利自動化進行，並配合現場做燈光的調整或選擇以IFTTT連動LINE APP做告警服務。而整套系統中的監看功能及遠端控制，可透過電腦頁面控制，也可完全由智慧型手機遠端登

入進行即時操控。透過此套系統的開發，目前在本公司兩棟飯店建築物上，已完成系統的上線運作，並成功的將部份以PLC控制的設備取代成Home Assistant平台來做機電設備監控管理，相信未來在更完善自動化的設定後，可將造價高昂的PLC控制設備改為控制介面較易理解的圖形化介面控制，在花費較少的人力成本及建置費用下，來達成PLC邏輯程式控制所達不到的條件式觸發自動化功能。