This paper illustrates the design and implementation of a smart home automation system for the conservation of energy and user control with the help of environmental sensors and Raspberry Pi 5. It monitors real-time conditions like motion, temperature, humidity, light and smoke to automatically control the device's behavior and save energy. A prototype single two-room was developed which uses GPIO/I2C interfaces to integrate sensors and actuators. The fan speed and LED brightness was dynamically controlled using PWM. Manual control and real-time monitoring are made possible through a web dashboard that was developed using Flask and graphical displays, and CSV logs of the energy are taken every 30 seconds. It was designed in an iterative model of sprints and the energy savings during testing was more than 46% over an always-on model. The results prove that with the help of these low-cost, modular devices it is possible to improve sustainability and usability in the home as part of the IoT.


翻译:本文阐述了一种基于环境传感器与树莓派5的智能家居自动化系统设计与实现,该系统旨在实现节能与用户自主控制。系统通过实时监测运动、温度、湿度、光照及烟雾等环境参数,自动调控设备运行状态以达到节能目的。研究开发了包含两间居室的单户原型系统,采用GPIO/I2C接口集成传感器与执行器,并利用脉冲宽度调制技术对风扇转速和LED亮度进行动态调控。通过基于Flask框架及图形化界面开发的网络控制面板,用户可进行手动操控与实时监测,系统每30秒自动生成能耗CSV日志文件。采用迭代冲刺模型完成开发,测试结果表明相较于持续运行模式,该系统可实现超过46%的节能效果。研究成果证明,此类低成本模块化设备作为物联网组成部分,能够有效提升家庭环境的可持续性与易用性。

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