智慧家庭 組員:林祐偉 楊峻宇 陳泰宇 紀國慶

概念 現代人們對智慧型裝置的普及及依賴，使其存在可說是如影隨形，我們可以把很多事交由「他」去做，則可節省很多時間、精力，像是「開燈」，我們可以把自己「走向開關並按下」的動作讓「他」代替我們去做，因此使用智慧型裝置對家庭物件進行控制是能大大提升生活的便利性。   應用「物聯網」使各家電相互溝通，以達對居家環境安全、環保的自動控管。例如:偵測室內若無人，且燈、冷氣等設備未關閉時自動關閉；若非人為控制下、突發性大量或長時間持續性瓦斯外洩時，可自動關閉瓦斯管路並通報屋主或消防單位。

結構 WiFi IoT Control Objects Save Data Send Command Read Data Client SmartDevice Server Raspberry Pi Object Arduino MySQL OpenCV Camera Sensor IoT Control Objects Send Command Save Data Read Data 架設環境 : WiFi 控制端 : Android 伺服端 : Raspberry Pi 物件控制及應用 : Arduino、OpenCV 資料溝通 : Socket、WebServer 資料儲存 : MySQL 結構圖

環節細述 – SmartDevice 主要功能: 與其他裝置的互動: 智慧裝置作為Client端，Raspberry Pi作為Server端， 透過Socket協定使Client端連上Server端， 並由Client端發送控制命令至Server端，由Server端解 讀並觸發與命令相對應之物件動作，在將其結果回 傳至Client端得知物件狀態。 也可讀取由Raspberry Pi上傳至MySQL的連線紀錄、 錯誤訊息等紀錄，以得知整個系統的詳細資訊。 於系統的定位: SmartDevice是發送命令及得知物件或系統狀態，屬 於I/O的角色 。

環節細述 – Raspberry Pi 主要功能: 與其他裝置的互動: Raspberry Pi作為Server端，透過Socket使SmartDevice 連線到Server端，再將接受到的命令轉送 到Arduino， 達到對家電進行控制，且將OpenCV所處理之影像上 傳到WebServer，最後則接收Ardiuno的控制回傳 給SmartDevice顯示電器使用狀態、實況監控影像、 紀錄連線紀錄、錯誤訊息或是家電使用紀錄等上傳 至MySQL已便日後查詢系統詳細資訊。 於系統的定位: Respberry Pi在系統上是屬於主核心的角色，銜接 SmartDevice、Arduino及周邊設備，傳送及接收訊 息並紀錄各項數據。

環節細述 – Arduino 主要功能: 連接家電等物件，並搭配感測模組，例如光感、溫 感來自動驅動家電，並利用WiFi模組將所有Arduino 連接於同一網路，依據現實狀況達成IoT的使用。 與其他裝置的互動: Arduino與SmartDevice相同都做為Client端，但在IoT 的情況也可能做為Server端，與Raspberry Pi連線後， 接收由Server端轉送的控制指令對家電或模組進行 控制。且更進一步呼叫其他Arduino並判斷是否有需 求觸發其他家電或模組，最後回傳其狀態至Server。 於系統的定位: Arduino在整個系統裡，接收使用者命令並控制家電 動作，屬於I/O的角色

環節細述 – OpenCV 主要功能: OpenCV主要是一個編譯出來的程式，搭配鏡頭後， 藉由編譯的不同而達到想要執行的目的，辨識，追 蹤、紀錄、拍照、錄影，等等功能。 與其他裝置的互動: 把演算環境架設到Raspberry Pi，並透過硬體分工， 將架設於Arduino的鏡頭所攝錄到的影像送回 Raspberry Pi上做影像處理，也可利用鏡頭辨識後， 經由IoT讓鏡頭的Arduino去啟動/關閉其他裝置。 架設系統位置: OpenCV的角色為應用層，因為它支援的作業系統包 括有Windows、Linux、Mac或Android等等，幾乎可 於目前的所有作業系統上編譯，另外也不受限於單 一語言，C/C++、Java、Python都可以編譯，編譯完 成後可架設於Raspberry Pi或其他平台上執行。

應用 智慧 室內有無人 Arduino 鏡頭 室內亮度 Raspberry Pi 電燈 建立IoT環境，使家電與家電之間可不需使用者介入也能有智慧的相互管理、控制，創造環保、安全的家庭生活。 例： 假設下午1點進客廳看電視，鏡頭偵測到客廳有人，開啟光源偵測，當看到晚上6點時天色開始變暗，可是看得太專注沒注意到，此時電燈感應到室內光源不足，則自動開啟電燈。6點半時出門去吃飯，電燈居然忘記關，此段時間攝影鏡頭偵測到客廳內沒有人的情況持續太久了(假設已經持續了15分鐘)，則鏡頭的Arduino會叫電燈的Arduino把它關了 智慧 安全 簡單 Raspberry Pi 室內有無人 Arduino 鏡頭 電燈 室內亮度 夠 不夠 有 無 開 燈 關燈

應用 安全 使用OpenCV編譯影像處理演算法並配合攝影鏡頭，應用於家庭的安全監控上。 智慧 安全 簡單 鏡頭如果是固定的話，可於固定的點，藉由鏡頭本身的畫面，配合演算法，如果有人或動態物體進入鏡頭則利用框架捕捉物體且特別紀錄，並藉由拍照或是錄影功能，回傳至Server所架設之Web或MySQL，使用者則可使用手機查看，達到即時影像得效果。 鏡頭可藉由伺服馬達去做動態轉向的動作，配合物體的座標變化，就可以在範圍內達到動態追蹤的功能，使監控的範圍更廣闊。 智慧 安全 簡單

應用 簡單 簡單在於智慧型裝置對家庭的控制及管理簡單上手，圖型化的介面、圖型化的控制、 圖型化的顯示……等等， 智慧 安全 簡單 只需要一支手機就能把「家」握在手中。家庭電器使用、家庭用電狀況、家庭安全監控，達到即時控制，即時回報，即使不在家中也能即時得知家庭的狀況。 智慧 安全 簡單