第1章　概述

智能家居是在互联网影响下物联化的体现，通过物联网技术将家中的各种设备连接起来，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等功能。

进行物联网教学的第一代智能家居系统通过实验箱搭建，包含温湿度传感器等，操作和显示都不直观。第二代智能家居系统采用沙盘形式，虽有改进，但实用性不强。以上两种方式最大的问题是学生不能直接将学到的知识应用到日常生活中。

经过3年多的校企合作，我们采用开源硬件树莓派，通过开源软件Home Assistant，结合Python程序，对市场上常见品牌的电器，如小米、亚马逊、飞利浦等的照明设备、空气净化器、扫地机器人、电源插座、智能摄像头、电动窗帘等进行控制。学生通过实践操作，能够利用个人计算机、智能手机、平板电脑混合访问实验室的上述设备，实现了第三代智能家居系统——“全屋智能”。

图1.1是在2019年4月上海教育博览会现场远程展示“全屋智能”项目的情景，使用笔记本电脑远程控制实验室中的各种设备，并通过实验室中的摄像头将实时画面传输到手机上。图1.2是2019年5月上海教育电视台教视新闻相关报道的画面。

图1.1　在上海教育博览会现场展示“全屋智能”项目

由于部分读者还没有购买树莓派或对树莓派还不够熟悉，为了实现Home Assistant的快速入门，本书首先介绍在Windows环境下采用纯配置的方式对市场上常见的飞利浦灯具和小米设备等进行控制的方法；其次介绍通过树莓派如何进一步实现相关功能，包括人脸识别和物体识别；最后使用Python和OpenCV实现更强大的功能。

目前，“全屋智能”系统用到的Home Assistant只支持Python 3.5.2以上版本，同时TensorFlow 3.5及以上版本只支持64位的Python版本，因此在实际操作时要选择64位3.5.3或以上版本的Python。

图1.2　教视新闻相关报道的画面