摘 要

在现代生活当中，智能技术的应用越来越广泛。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等让住户安心入住。由此可以看出来AR智能家居技术可以在很大程度上提高人们的生活质量，从而让人们在这个物联网逐渐强势的社会中更好的享受到科技给生活带来的便利。

本文主要分析在AR识别照明装置开关后能够在手机上呈现出对灯光开关控制的选项，从而达到控制灯光的目的。这一设计需要分为两部分进行，一个是AR图像识别与蓝牙连接软件部分，需要用到的软件为VS2015、U3D、Android studio，第二个是灯光控制单片机部分，需要用到的为52单片机，HC-06蓝牙模块，继电器，二极管。

研究结果表明，通过AR的识别可以实现对灯光照明的控制，实现了智能家居的概念。AR通过蓝牙与设备进行连接是一个比较简单方便的方法，相对于红外线，WIFI条件实现的更为快捷，这一成果的实现验证了智能家居确实能够提高改善人们的生活方式。

关键词：AR 智能家居 蓝牙 U3D 单片机

Abstract

In modern life, the application of intelligent technology more and more widely. Intelligent home controller can provide intelligent control system for the system, so that the control of households more convenient, more efficient, more for the family's daily activities to save unnecessary energy consumption. And now in this focus on the green world, intelligent control of the air for the residents of the humidity, temperature, so that residents feel at ease. It can be seen that AR intelligent home technology can greatly improve the quality of life of people, so that people in this increasingly strong social networking things to enjoy the benefits of science and technology to bring convenience.

This article mainly analyzes the AR to identify the lighting device switch after the mobile phone can show the control of the light switch options, so as to achieve the purpose of controlling the light. This design needs to be divided into two parts, one is AR image recognition and Bluetooth connection software part, need to use the software for the VS2015, U3D, Android studio, the second is the light control microcontroller part, need to use 52 MCU , HC-06 Bluetooth module, relays, diodes.

The results show that through the identification of AR can achieve the control of lighting, lighting to achieve the concept of home. AR through Bluetooth and equipment to connect is a relatively simple and convenient way, compared to infrared, WIFI conditions to achieve more efficient, the realization of this achievement to verify the smart home can really improve the way people improve their lives.

Keywords: AR smart home Bluetooth U3D microcontroller

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.2研究现状 2

1.3 本文结构与研究内容 3

第二章 研究基础 4

2.1 需求分析 4

2.2 关键技术 4

2.2.1 软件技术 4

2.2.2硬件技术 5

第三章 设计方案 7

3.1. AR智能家居设计原则 7

3.2 AR智能家居的功能 7

3.3 AR方面设计方案 7

3.4 硬件系统的功能分析及体系结构设计 9

3.4.1核心控制模块的选择 9

3.4.2 无线模块的选择 10

3.4.3 电源电路的选择 10

3.4.4 单片机总体设计 10

第四章 软、硬件的实现 16

4.1 AR功能的实现 16

4.2 单片机软件功能实现 16

4.2.1单片机控制继电器开关程序实现 16

4.3 硬件蓝牙灯光系统实现 17

4.3.1手工焊接是传统的焊接方法 17

4.3.2 电路板焊接 17

第五章 调试与运行 18

5.1 继电器电路的调试 18

5.2 蓝牙电路的调试 18

5.3 单片机电路的调试 18

5.4 AR软件调试 18

5.5 总体设计运行 18

第六章 结论 20

6.1 总结 20

6.2 展望 20

附录 22

致谢 26

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

智能家居和AR技术（增强现实技术），这两项技术在近些年研究比较火爆，掀起了一场AR技术与智能家居相结合的浪潮。AR强调的是虚拟与现实的结合，突出表现了一种更加亲密的结合，从而可以实现增强现实世界的目的。图1-1则展示了这种结合的的流程与特点。AR的设计方法包括了图形学、光电成像、视觉等知识内容，是一种利用计算机对现实场景进行处理从而产生一些新形势的元素从而达到对场景增强的技术。简而言之，增强现实就是让虚拟事物与现实相结合可以达到一种增强的效果，通过人机交互可以进行互动操作。要实现增强现实的功能，必须要依靠某些工具，不能单靠人体本身，AR初期科学家研究出的装置有HMD（头罩式装置），此装置在技术上可以分为光学和影像两种。光学方面的制作成果主要是AR眼镜。AR眼镜可以识别各种家用电器，可以通过佩戴AR眼镜现实设备的操作按钮，从而可以方便的对家具进行控制。影像方面的制作成果是头盔，类似于游戏时佩戴的头盔，只能看到虚拟的成像，不能看到现实中的世界。

近些年来智能手机的发展与普及为AR技术开辟了一条新的道路，智能手机具备AR所需要的所有功能，图像处理，数据计算等等。除此之外，智能手机还具备许多实用功能类似于蓝牙、红外线、WIFI。这些都为AR与现实世界物体的连接提供了便利。

智能家居，区别与普通家居的最突出的方面是信息交互功能，智能家居可以通过物联网实现人类对家居的控制。智能家居按规模分为小区和单用户两类，按照服务特性分为舒适性、健康型、安全型三类，按网络布线技术分为总线技术、集中控制、无限操控三种。智能家居控制器为家居产品附加了另一种非人控制方式，通过这样的控制方式用户可以脱离老式传统的方法，使住户更加方便，省事，效率提升，减少了不必要的麻烦，让生活更加安逸舒适。现在这个注重效率与智能化的社会中，智能家居的出现与选择无疑成为住户的首要选择。

AR与智能家居的结合，可以说是为智能家居开辟了一条新的实现道路。随着人们生活水平的提高，便利一词成为现代人们追求的一个目标，不费丝毫之力，一个AR遥控装置就能够控制空调，点灯，热水器等装置的开关调节，是一件非常方便的事情。再向遥远的未来考虑，我们的AR智能家居技术还可以应用在许多方面，想象一下，我们居住的整个家庭都沉浸在高科技带来的乐趣当中，我们的生活变得高大上，在吃饭的时候可以浏览新闻，在打开冰箱门之前就可以知道里面有什么食物，吃完饭之后利用桌子就可以当成电脑屏幕来处理我们需要办的一些事情。由此可以看出来AR智能家居技术可以在很大程度上提高人们的生活质量，从而让人们在这个物联网逐渐强势的社会中更好的享受到科技给生活带来的便利，现在社会是信息时代，信息时代就是要给人们带来方便。

增强现实

捕捉视频

虚拟世界

图像检测

现实

图1-1 现实-虚拟增强

增强现实

1.2研究现状

国外的AR技术在1968年开始研究，智能家居发展分为三个阶段，家庭电子化、住宅自动化、家居智能化。1984年世界上第一幢智能建筑在美国简称，智能家居在这里只讨论与AR技术相结合从而实现人机交互。早期的AR设备是头戴式的，随着科技的发展，移动设备的发展，移动AR设备逐渐增多。1984年世界上第一幢智能建筑在美国简称，手机、PDA等移动设备越来越多，给增强现实增加了很多的使用机会，让其成为现实增加了许多的可能性。像谷歌和苹果都选择了AR技术，谷歌眼镜，苹果APP。都在现实和虚拟上首先运用和退出了AR功能，给人们接触AR提供了不少的便利。微软公司研制出来的“梦幻之家”、MOTOL公司的一个门观念等技术强占了家居市场。AR技术在多方面得到应用，比如汽车上的车载导航系统，感应周围的情况，反应到仪表盘上。2013年谷歌发布了一款游戏ingress，将游戏搬入到现实中，通过定位GPS来开展AR游戏。

我国的智能家居技术相对于国外来说发展的是比较晚的。我国智能小区也日益发展，尤其是在沿海国家智能家居的应用得到了比较大的推广。例如海尔的e家庭系列产品，是通过海尔电脑进行控制，网络家电作为终端。清华同方设计的e-home数字家园，是一个专门为国人设计的智能家居系统，嵌入式结合网络等设备。我国各大软硬件机构也在积极研发，提高使用性价比，从而更加丰富人们的生活。通过AR与智能家居的结合能够更好的智能化我们的生活，方便生活，一定能够给人们带来不一样的体验。AR方面国内研究现状，由于我国受到研发方面的限制，人员和部门都比较少，并且研究内容也比较单一，注重于小的模块的研究而不是着重于整体的AR技术，但是随着社会的进步和世界各国AR技术飞起的影响，中国对于AR的研究也开始重视起来，人们意识到了AR研发之后会给人们的学习、生活、工作等各个方面都会带来许多的便利。给社会价值的创造提供了一种能动力，所以，越来越多的机构和高科技人员进入了AR研发领域。