基于樹莓派的智能家居安防系統

邊少彬 郝建軍 曲興衛

摘 要：物聯網技術的發展逐漸成為了科技發展重要方向之一，伴隨著人工智能技術的火熱和國家的大力支持，智能家居行業受到了前所未有的關注。人們對家庭安全也提升到了一個很重要的層面，在這樣一種應用場景下，我們設計并開發了基于樹莓派的智能家居安防系統，采用樹莓派、嵌入式系統進行開發，保護家庭成員的生命、財產安全。同時，提供手機端遠程控制和遠程監控功能。本系統的研究與開發對保護家庭成員的生命、財產安全具有重要的現實意義。

關鍵詞：安防;python;可燃氣體

1 背景及意義

伴隨著國家經濟社會的發展，城市化建設不斷加快，更多的家庭都住進了高樓大廈，用上了天然氣，幾乎家家戶戶都使用天燃氣做飯，有的家庭還會使用天燃氣供熱或者燒水洗澡，天然氣以綠色環保、經濟實惠給各個家庭帶來了方便，但也存在著安全隱患。由于操作不當或者管道老化引起的燃氣泄漏問題時有發生，天然氣的主要成分是甲烷，屬于可燃性氣體，如果燃氣泄漏了得不到有效的解決就會引起很大的危害，雖然每個家庭都安裝燃氣泄漏報警器，發生燃氣泄漏，會在室內聽到報警聲，但有很多家庭只有老人和孩子在家，安全意識薄弱，如果處理不當，或者家里沒人，沒有及時發現，得不到有效的解決就會引起很大的危害。這里我們做的燃氣泄漏網絡報警系統，更能有效的使成年人在工作單位、室外、臥室內通過手機APP就可以及時發現天然氣泄漏的情況，及時的采取措施，保證家里面的人身和財產安全，也為家庭安全上了一份雙保險。

2 系統的技術原理

本系統是基于樹莓派的室內燃氣泄漏報警裝置，繼承了現在市面傳統的燃氣報警裝置通過蜂鳴器報警的功能，同時增加了手機APP消息推送功能。只要家里面WiFi，利用裝置上的無線網卡接入家庭WiFi，通過網絡將信息傳送到手機APP上，在手機終端就可以及時發現情況，采取必要的措施。本裝置用的樹莓派（Raspberry Pi）開發板是基于ARM的微型電腦主板，外形只有信用卡大小，它提供了以太網、USB、HDMI接口，由于其外形比較小，支持Python等高級語言編程，更加適用于各種智能家居的開發。

3 系統實現

3.1 硬件技術部分

3.2 電路設計部分

3.3 Python代碼設計部分

3.4 工作原理及流程

①開始，燃氣報警系統處理監控模式;②MQ-4燃氣傳感器感應到空氣中的天然氣體，把指令傳給樹莓派;③樹莓派通過程序端口，激活蜂鳴器，蜂鳴器發生報警，并通過程序與網絡將燃氣泄漏信息發送到手機APP;④手機APP接收到消息以后，推送給用戶;⑤裝置間隔0.5秒后繼續回到燃氣監控狀態;⑥用戶采取必要措施，燃氣得到控制。

4 結語

基于樹莓派的智能家居安防系統有效保護家庭成員生命、財產安全。系統切合當前安防行業現狀，以人臉識別技術進行家庭用戶與陌生人精準識別;多傳感器融合方式來實時獲取家庭內部可燃氣體存在安全隱患問題;提供手機端與嵌入式智能終端進行數據通信，實現人機交互與遠程監控;使用網絡對用戶和業主進行警報信息智能化推送;系統適用于現有家庭智能安防業務，同樣可以應用在現代智能家居系統場景中。

參考文獻：

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