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智慧家庭
Smart Home
成員: 陳o田、何o慶、周o卿
2019 物聯網平台開發人才養成班
Outline
摘要
專題動機
應用情境
智慧家庭市場分布
功能描述
智慧家庭系統架構圖
硬體架構
軟體架構
參考資料
團隊介紹
摘要
本專題提供一解決方案滿足以下智慧家庭需求:
 漏水防制:針對家庭用水區域異常漏水問題,連
動伺服馬達去關閉其水管,完成自動化處置。
 瓦斯安全:針對廚房瓦斯外洩問題,連動伺服馬
達去關閉天然氣開關,完成自動化處置,避免意
外發生。
...
專題動機 –漏水防制
用途 公升/每人每天
盥洗沐浴 100公升
廁所 50公升
廚房 50公升
洗衣 50公升
其它 40公升
水是維持生命的必須物質,我們天天用水,卻很少
愛惜它,造成浪費而不自覺,造成缺水的窘境。
因此,產生開發漏水偵測與...
應用情境 – 水位感測器
水位感測發生地板漏水,啟動伺服馬達關閉水龍頭水管
專題動機 –瓦斯安全
 內政部消防署的火災起火處
所統計數據,得知廚房發生
火災的數據最高。
 為避免重要災害發生,故希
望當瓦斯爐有異常漏氣時,
啟動連動,關閉天然氣管路。
廚房
52%
資料來源:內政部消防署
應用情境 –氣體感測器
瓦斯感測發生瓦斯外洩,啟動伺服馬達關閉瓦斯開關
專題動機 –智能音控
現代科技水準與日俱增;隨著科技的進步一日千里,民眾對於生
活品質的要求也越來越高,為了滿足民眾對於科技的慾望與生活
的便利性與安全性和更加的智慧化,因此我們整合了各自的想法
並做出此產品。目前本專題先以語音辨識系統控制燈具...
應用情境 –智能音控
語音辨識並控制家裡的燈具
Smart Home Devices by Category, 2018 and 2022 (Shipments in millions)
Product Category
2018
Shipments
2018
Market Share
20...
1. 水位感測器:水位異常,水管關閉,避免過度漏水。
2. 氣體感測器:瓦斯外洩,關閉瓦斯,避免發生火災。
3. 辨識與控制:語音辨識控制燈具。
4. 感測器裝置為Client ,Raspberry Pi 為Server。
5. 網頁為數據顯示...
WiFi
Water水位感測器
CO氣體感測器
VR3 語音辨識
HTTP
智慧家庭系統架構圖
HTTP
Server
Client
Front end : html, css,
Java script
Back end : node.js
Web based
智慧家庭系統架構圖
本專題使用的硬體:
1. 水位感測器 *1
2. MQ-2氣體感測器 *1
3. Servo motor *2
4. VR3語音辨識開發版 *1
5. MCU 開發版 *2
6. WiFi Module (ESP8266) *2
7. Rasp...
ADC0
PWM
MCU感測架構
100
0
ESP8266
PWM_REV
ONOFF
Server Threshold
ADC1 水位感測器
氣體感測器
HTTP
ON
UART
硬體架構 – 語音辨識
UART
Relay
開
關
0 : Lamp ON
1 : Lamp OFF
Voice input
開 / 關
UART
Train VR3
Trained VR3
開開
關關
軟體架構 - 感測裝置
Water/CO輸入
ADC 轉換
準位判斷
驅動Servo Motor
AT command
傳送數據
Level judge
PWM_FWD()
PWM_REV()
AT command
send_data(wate...
軟體架構 – 語音辨識
Arduino
Voice Input
Train
控制Relay
Voice Input
Raspbeery Pi
語音判斷
資料處理
Control 110V Lamp
ON/OFF
Web App
UI I/F
T...
Web UI
參考資料
 艾鍗學院-物聯網平台開發人才養成班課程講義
 NuMicro™ Family Nano100 Series Technical
Reference Manual
 ESP8266 AT 指令集
 VR3_manual
 經...
團隊介紹
陳有田
專長
硬體電路設計
MCU韌體設計
負責
系統架構規劃
硬體電路
MCU韌體設計
何家慶
專長
JavaScript, C,
Linux
負責
語音辨識
周麗卿
專長
分析問題, 追根究底,
解決問題
負責
Web UI
Thank you
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智慧家庭Smart Home

本專題為提供家庭節能、安全與智能的方案。 在節能方面,針對浴室和廚房異常漏水問題,發送訊息給使用者知道,並連動伺服馬達去關閉其水管,完成自動化處置。

在安全方面,針對廚房瓦斯外洩問題,除了發送訊息給使用者知道外,並連動伺服馬達去關閉天然氣開關,完成自動化處置,避免意外發生。

在智能方面,利用語音辨識系統控制家庭的燈光,除了聲控燈光外,未來亦可延伸至其他家電產品之控制,落實智慧家庭的構想。
【物聯網專題成果展暨徵才活動】 http://bit.ly/31XZM0R
【最新就業養成班資訊】http://bit.ly/2KMuHrd

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智慧家庭Smart Home

  1. 1. 智慧家庭 Smart Home 成員: 陳o田、何o慶、周o卿 2019 物聯網平台開發人才養成班
  2. 2. Outline 摘要 專題動機 應用情境 智慧家庭市場分布 功能描述 智慧家庭系統架構圖 硬體架構 軟體架構 參考資料 團隊介紹
  3. 3. 摘要 本專題提供一解決方案滿足以下智慧家庭需求:  漏水防制:針對家庭用水區域異常漏水問題,連 動伺服馬達去關閉其水管,完成自動化處置。  瓦斯安全:針對廚房瓦斯外洩問題,連動伺服馬 達去關閉天然氣開關,完成自動化處置,避免意 外發生。  智能音控:利用語音控制家庭中燈具等設備;未 來可延伸至其他家電之控制,落實智慧家庭的理 想。
  4. 4. 專題動機 –漏水防制 用途 公升/每人每天 盥洗沐浴 100公升 廁所 50公升 廚房 50公升 洗衣 50公升 其它 40公升 水是維持生命的必須物質,我們天天用水,卻很少 愛惜它,造成浪費而不自覺,造成缺水的窘境。 因此,產生開發漏水偵測與關閉水源的設備。 資料來源:經濟部水利署
  5. 5. 應用情境 – 水位感測器 水位感測發生地板漏水,啟動伺服馬達關閉水龍頭水管
  6. 6. 專題動機 –瓦斯安全  內政部消防署的火災起火處 所統計數據,得知廚房發生 火災的數據最高。  為避免重要災害發生,故希 望當瓦斯爐有異常漏氣時, 啟動連動,關閉天然氣管路。 廚房 52% 資料來源:內政部消防署
  7. 7. 應用情境 –氣體感測器 瓦斯感測發生瓦斯外洩,啟動伺服馬達關閉瓦斯開關
  8. 8. 專題動機 –智能音控 現代科技水準與日俱增;隨著科技的進步一日千里,民眾對於生 活品質的要求也越來越高,為了滿足民眾對於科技的慾望與生活 的便利性與安全性和更加的智慧化,因此我們整合了各自的想法 並做出此產品。目前本專題先以語音辨識系統控制燈具設備,未 來亦可延伸至其他家電產品之控制,落實智慧家庭的理想。
  9. 9. 應用情境 –智能音控 語音辨識並控制家裡的燈具
  10. 10. Smart Home Devices by Category, 2018 and 2022 (Shipments in millions) Product Category 2018 Shipments 2018 Market Share 2022 Shipments 2022 Market Share Home Monitoring/Security 97.7 15.2% 244.9 19.4% Lighting 37.7 5.9% 104.6 8.3% Others 84.5 13.1% 189.3 15.0% Smart Speaker 99.8 15.5% 230.5 18.2% Thermostat 13.6 2.1% 37.5 3.0% Video Entertainment 310.5 48.2% 457.5 36.2% Total 643.9 100.0% 1,264.5 100.0% Source: IDC Worldwide Quarterly Smart Home Device Tracker, October 1, 2018 智慧家庭市場分布 資料來源:IDC
  11. 11. 1. 水位感測器:水位異常,水管關閉,避免過度漏水。 2. 氣體感測器:瓦斯外洩,關閉瓦斯,避免發生火災。 3. 辨識與控制:語音辨識控制燈具。 4. 感測器裝置為Client ,Raspberry Pi 為Server。 5. 網頁為數據顯示與監控。 功能描述
  12. 12. WiFi Water水位感測器 CO氣體感測器 VR3 語音辨識 HTTP 智慧家庭系統架構圖 HTTP Server Client
  13. 13. Front end : html, css, Java script Back end : node.js Web based 智慧家庭系統架構圖
  14. 14. 本專題使用的硬體: 1. 水位感測器 *1 2. MQ-2氣體感測器 *1 3. Servo motor *2 4. VR3語音辨識開發版 *1 5. MCU 開發版 *2 6. WiFi Module (ESP8266) *2 7. Raspberry Pi *1 儀器設備: 示波器、三用電表 硬體設備需求
  15. 15. ADC0 PWM MCU感測架構 100 0 ESP8266 PWM_REV ONOFF Server Threshold ADC1 水位感測器 氣體感測器 HTTP ON UART
  16. 16. 硬體架構 – 語音辨識 UART Relay 開 關 0 : Lamp ON 1 : Lamp OFF Voice input 開 / 關 UART Train VR3 Trained VR3 開開 關關
  17. 17. 軟體架構 - 感測裝置 Water/CO輸入 ADC 轉換 準位判斷 驅動Servo Motor AT command 傳送數據 Level judge PWM_FWD() PWM_REV() AT command send_data(water level) send_data(co level) ADC_START_CONV() water level = get_water(level) co level = get_co(level) Web App UI I/F Webside IP:port/smarthome?device=water&level=value IP:port/smarthome?device=co&level=value
  18. 18. 軟體架構 – 語音辨識 Arduino Voice Input Train 控制Relay Voice Input Raspbeery Pi 語音判斷 資料處理 Control 110V Lamp ON/OFF Web App UI I/F Trained VR3 Train VR3 Train VR3 Trained VR3
  19. 19. Web UI
  20. 20. 參考資料  艾鍗學院-物聯網平台開發人才養成班課程講義  NuMicro™ Family Nano100 Series Technical Reference Manual  ESP8266 AT 指令集  VR3_manual  經濟部水利署 https://www.wcis.org.tw/Home/Reuse_2  內政部消防署 http://www.nfa.gov.tw/upload/ckfinder/files/107年度全 國住宅火災統計分析報告(奉核).pdf  IDC https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS443 61618
  21. 21. 團隊介紹 陳有田 專長 硬體電路設計 MCU韌體設計 負責 系統架構規劃 硬體電路 MCU韌體設計 何家慶 專長 JavaScript, C, Linux 負責 語音辨識 周麗卿 專長 分析問題, 追根究底, 解決問題 負責 Web UI
  22. 22. Thank you

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