前言
想寫這篇文章好久了，寫寫刪刪好多次，總覺得寫不出來技術水平，用畢業論文的內容又顯得太正式，不像一個博客的分享型文章，思前想後，終於決定用今天這個記敘的角度去切入我的畢業設計來介紹。
歡迎大家交流討論。
家庭雲端智能管家
我爲什麼會設計這個東西？
我本科學習的是物聯網工程，專業知識學了很多的方面，各種編程語言啊、做網站啊、做界面啊、嵌入式編程等等，本人有幸加入學校實驗室，在學校實驗室學到了不少東西，於是想把自己大學學到的知識融合起來（至少能用上的知識都用上，也算給自己大學四年一個交待。）
PS: 這個畢業設計在我大三上學期到下學期那個寒假（2018-2019年的寒假）在家設計的，所以當時的一些想法很幼稚，只是爲了趕緊做好了這個畢業設計然後下學期校招找工作，並且開學後我還真的一直在來回跑着校招面試，網易、阿里、字節跳動、騰訊都面試了，但是都沒過，所以19年上半年我發了很多校招面試的經驗帖。這也造成了那半年我什麼也沒學，還因爲校招一直失敗而心灰意冷，在這裏告訴各位還沒畢業的學弟學妹一個建議：不要急於找工作，還是打磨自己的鋒芒，大三正是自己的技術沉澱期，只有自己準備好了，才能抓住各個機會，撞機會、盲目自信的行爲不可取。
這個設計的主要功能？
在做這個畢業設計之前，我曾去小米之家的智能家居體驗店跑了一趟，問了問他們的產品，覺得做的很好，也不算是照搬照抄，裏面也有我自己的一些創新，主要的功能如下：
- 智能門禁。
- 家電、家居控制。
- 家庭環境檢測。
- 人機語音交互。
- 指紋識別。
- 家庭網站、專用APP。
- 可以外網訪問。
- 人臉識別。
- 額外必需功能：本地雙主控內部交互。
各個功能分塊介紹
本地雙主控交互
在這個系統中，我採用兩個主控芯片的設計，一個是STM32，另一個是樹莓派，大致來講，在STM32上主要管理上述功能的1-5，樹莓派管理功能6-8。
兩個主控肯定不可能使用有線連接通信，實際情況也肯定不允許有線通信。經過諮詢導師、在QQ羣諮詢等途徑，我選擇了JDY-40的短距離無線通信的芯片，小巧，便宜，還是組網型的，通信距離空地能達到120米，只要通信數據格式設計好，可以加很多分模塊。這樣就解決了兩個主控之間交換數據和命令的問題。
智能門禁
在這個系統中，使用指紋識別和人臉識別雙重認證的方式開啓門禁鎖，這樣功能更豐富，看起來更裝逼，保證安全，用戶開門時首先需要認證指紋，在指紋識別通過後，STM32向樹莓派發送一個指令，調用人臉識別，樹莓派會在五秒內得到識別結果並且返回給STM32端，由STM32端判斷是否開門。
在我拿着這個作品去參加比賽時，評委問我爲什麼用兩個認證，我的回答是這樣的：假設指紋和人臉信息丟失的概率都是1%，那麼它們同時丟失的概率就是0.01%了，這樣的認證方式相對來講安全係數提高了不止一個數量級。
指紋識別、人臉識別
指紋識別我使用的是AS608光學指紋模塊，使用串口和STM32通信。
人臉識別使用的是Python和Opencv做的，當時想用的是騰訊雲的那個人臉識別，但是畢竟是學生黨，捨不得那幾百塊買離線人臉識別的SDK，就到處找教程看看怎麼自己弄一個人臉識別的代碼，也忘記在哪裏找到了，跟着教程訓練人臉模型、識別人臉。
EX：這個人臉識別的程序代碼之前做好了寫了個博客放在了個人博客，然後博客過期了，也懶得續費，就沒了。
家電、家居控制
對於我們這類專業，控制家電家居應該是這個系統裏最簡單的東西了。這些控制的是我們最常見的一些家電，但是這裏我做了個小心眼，我把所有的傳感器、家庭電器的控制都打包模塊化了，如下圖
這樣的話，如果後期還要更改，或者有一天能投入商用，不僅大體程序不需要修改，在控制的家居方面，也可以私有的定製了，這也是我這個畢業設計最創新的地方。
比如使用了這個畢業設計，我可以使用其他任意廠家的電器，只要和這個廠家合作，並且編寫專門的控制文件，導入下載即可，甚至於不需要導入下載，只需要修改一下參數，新增電器直接通過一個額外的單片機接入，配備一個JDY-40模塊，開啓後直接組網接受命令信息，接收到特定指令就開始工作。這個創新點可以讓用戶無需更換家庭電器（前提是家庭電器的廠商的電器的控制器有配套的。）
人機交互
首先要解決的就是語音識別服務，當時羣友主推的三款語音識別是：訊飛、百度、圖靈，我都去看了，評論都很好，功能也都很強大，但是和我需要的不一樣，我想要的是類似於siri、小娜一樣的語音助手，可以在後臺一直等着，叫他們時就有反應，否則沒反應（也可能是我沒找到對應的功能頁面），調來選取還是決定從硬件模塊入手做離線語音識別，這時候我想起來了大二時買的語音識別模塊。
這部分功能運行在STM32上面，語音識別模塊早已經買過了，當時懵懂無知，差點買了個400塊的模塊，最後通過度娘瞭解到一款芯片：LD3320，大部分的語音識別的模塊都是使用的這款芯片。記得買這個芯片的時候才大二下學期，正是技術上升期，看文檔沒看懂就放棄了，到我做畢業設計時看來，竟然那麼簡單，就乾脆直接使用了這個芯片，好在老闆還認兩年前的訂單，又給我發了一份當時的技術文檔。
語音識別解決了，剩下的就是解決發聲了。剛開始我想着使用樹莓派的音頻口發聲，考慮到實際使用（家庭控制的話是以STM32爲中心主控，如果語音識別和發生分開或者都放在樹莓派上，會給家庭控制帶來麻煩和不便，都放在STM32上可以少很多通信、交換數據的過程）的問題，又去網購了一個MP3播放模塊，把需要說的語言提前合成，然後存儲進去。（還是怪自己當時太心急，沒有多找找，剛做好畢業設計時，我發現了一個更好的模塊，串口發送什麼那邊就說什麼，當時後悔極了）。
這樣，管家的人機交互算是設計完成了。
家庭網站、專用APP
由於當時正好學完Django，正好就拿這個畢業設計練手，也能訓練自己的技術水平，網站裏面大概給了四個頁面，一個是主頁，就是介紹的界面，然後就是家電信息查看、雲端留言板和家庭控制（哈哈哈界面確實不太好看，勇拓隊是我的隊伍名稱，我當時還想順便參加全國大學生物聯網競賽，所以順便把自己的隊伍名字做進去，省得到時候改，但是最後沒去成，和自己面試衝了，很遺憾。），大概界面如下圖所示，使用的是BootStrap的框架。
家電控制和家電狀態裏面會通過JDY-40與STM32交互，然後傳遞信息和命令，爲了訪問這個網站方便，我使用APP Inventor在線做了個APP，只支持安卓的，但是足夠使用了，APP裏面直接定向到服務器的域名，然後就可以通過手機訪問。
內網穿透
這也是最後一步了，但同時也是最重要的一步，沒有這一步這個畢業設計幾乎就沒有靈魂。
當時想自己做一個跳板服務器做內網穿透，考慮了服務器成本，還是決定使用別人的內網穿透。剛開始使用的花生殼，但是花生殼實在是太不穩定，可能是因爲我白嫖吧，於是我就換了別的，經過羣友推薦，我選擇了Sunny大神的內網穿透服務器，我的個人感覺是很穩定。
但是這個時候竟然出了問題，我使用的樹莓派是樹莓派B+，很老的一個版本了，導致內網穿透的服務使用不了，同樣的程序我使用樹莓派3B+都能運行，這個B+運行不了，當時搞這個問題搞了一天，最後怎麼弄好的我也給忘了，因爲弄得時間較長，所以印象比較深。
珍貴視頻流出
這個視頻是當時參加河南省第五屆大學生物聯網設計競賽拍的，拿了《特等獎》，我上傳到了兩個視頻網站，一個優酷，一個B站，鏈接在下面：
下面是直接看的（我第一次傳視頻，不知道能不能看，如果不能看還是看上方的跳轉鏈接吧）：
真正的人機互動，智能家居--雲端智能管家--我的畢業設計作品，我的大學的心血。
後話
總是鼓起勇氣給大家分享了，沒有說大概細節，但是卻都是我當時的心理活動，現在已經大學畢業了，回想起當時的行爲，總是覺得又氣又笑，氣的是自己那麼早就做了畢業設計，導致後來學的技術很難加入這個設計中，笑的是當時的幼稚，幼稚到竟然以爲會有公司願意招聘一個大三下學期的學生，專業課還沒有學完。
大學時光已然結束，回顧既往，大學學了太多的東西，需要以後的路上慢慢消化吸收了。
寄語
最後呢，希望看到這個博客的大學生要好好學習專業課，計算機相關專業的同學要對自己有信心，我的大學是一個四線城市的普通二本，都能在老師的指導下，憑藉自己的努力，和團隊成員們一起加油，拿下一個國家一等獎、一個省級特等獎。我們都是普通人，我相信，只要你們努力，就能做到。即使實驗室名額有限，但是技術終究是謀生的本錢，技術足夠了，也能在畢業後掙到很多的錢。