如何進行智能家居改裝？

01-13

技術水平不高，想探索一下通過路由或其他設備對家居的智能控制改造，比如窗帘和檯燈等等。希望有解決方案。

共享一個個人項目：

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LEHome 是一套完整的開源智能家居方案。LEHome擁有以下特性：

1. 簡單的控制命令編程

2. ibeacon室內定位

3. 高度模塊設計

4. 紅外控制、開關控制、感測器採集

5. android，web app，微信版客戶端

項目地址：[https://github.com/legendmohe/LEHome](https://github.com/legendmohe/LEHome)

部署

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軟體

服務端

LEHome 服務端基於Python，需要安裝以下依賴：

- tornado - pyzmq - numpy - BeautifulSoup - scipy - audioop - alsaaudio - pyaudio - fysom - mplayer - sox

down下來後，配置init.json（後面會說明如何配置），然後在根目錄下運行./start.sh即可（先用chmod添加執行許可權）。

客戶端

目前LEHome實現了Android，web app，微信版客戶端，如有需要可與我聯繫legendmohe@foxmail.com。

硬體

要完整地運行本項目，需要準備以下硬體：

1. reco WIFI插座 * n 2. 藍牙4.0適配器 * 2 3. ibeacon模塊 * n 4. 藍牙音箱 * 1 5. 紅外模塊 * 1 6. zigbee感測器 * 2

#### reco WIFI插座

淘寶大概99一個，體積略大，好在控制協議是開放的，可以很方便地整合進LEHome。

買回來後，用reco的手機客戶端配置一下插座使其正常工作，然後打開路由器的管理頁面，將插座的ip記下來備用。

你也可以通過更改SwitchHelper.py使系統兼容自己的wifi插座。

#### 藍牙4.0適配器

由於要使用ibeacon進行室內定位，故需要4.0以上的BT適配器。需要兩個是因為一個負責連藍牙音箱，一個負責接受ibeacon數據包。如果直接使用音頻線來連音箱，則只需一個適配器即可

#### 藍牙音箱

可以用普通音箱代替

#### 紅外模塊

淘寶有售，選擇一個開源控制協議的即可。為了避免廣告嫌疑，這裡不提供鏈接，有需要的可以私下聯繫。

#### zigbee感測器

淘寶有許多zigbee開發板出售，選擇其中之一即可。為了避免廣告嫌疑，這裡不提供鏈接，有需要的可以私下聯繫。

註：要根據實際採用的紅外模塊和zigbee感測器模塊來調整LEHome的源碼（RILHelper.py和sensor_server.py）。

系統功能

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本系統最大的特點是能支持簡單的命令編程。

你可以輸入：

打開電燈

可以輸入：

打開電燈然後打開風扇

可以更複雜一點：

循環每工作日晚上7點30分內容是打開風扇然後打開電燈

或者更更複雜一點：

循環每工作日晚上7點30分內容是如果我在家裡那麼延時10分鐘打開電燈然後如果當前溫度大於數值26那麼打開風扇然後播放語音#你好#

#### 如何查看系統支持的命令

打開usr/init.json，可以看到在"command"項下，有許多預定義的命令。

系統檢測到命令詞出現的時候，會調用相應的callback，所有業務邏輯都在callback裡面完成。

#### 命令格式

命令由基本命令和控制語句組成。准許以下規則：

1. 基本命令 = delay + action + target + message 2. 基本命令 = 基本命令 + 控制語句 3. 命令 = trigger + 基本命令 + finish/stop

例如：

打開風扇 -- 打開[action]風扇[target] 延時10分鐘打開電燈 -- 延時10分鐘[delay]打開[action]電燈[target] 查詢公交車8路 -- 查詢[action]公交車[target]8路[message] 如果我在家裡那麼打開電燈 -- 如果[控制語句if]我在家裡[基本命令]那麼[控制語then]打開電燈[基本命令]

以上命令不能直接被系統識別，需要用trigger和finish/stop包圍

例如：

你好打開風扇謝謝 -- 你好[trigger]打開[action]風扇[target]謝謝[finish]

*添加trigger和finish的原因是系統支持連續語音識別命令，需要考慮斷句的情況，所以要添加兩個標誌位來截取命令。

#### 命令callback

所有命令對應的callback.py都保存在usr/callbacks/目錄下。

在init.json文件中，可以通過：

"callback":{ "whiles":{ "循環":"whiles.while_callback", "重複":"whiles.while_callback" }, ... }

這樣來指定。

callback主要如下所示：

from lib.model import Callback

class timer_callback(Callback.Callback): def callback(self, cmd, action, target, msg): ...

當命令詞被觸發時，相應callback的callback()方法會被調用，傳入的參數由callback函數的定義決定。

聯繫方式

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本項目斷斷續續做了一年，代碼風格，邏輯實現等比較幼稚，加上本README寫得極簡，基本不可作為開發參考使用，故如有任何疑問，可聯繫legendmohe@foxmail.com。

手機碼字，長話短說。

現階段入門級智能家居大概就是：遙控插座、紅外、315Mhz、433Mhz編碼學習與發射。

舉個例子：

1：把燈具開關換成可遙控的，學習電視遙控按器，學習空調遙控器。

2：編一組指令：關燈、打開電視插座、打開電視、切換到001頻道、打開空調、設置到26度。

3：讓控制器發射這組指令對應的紅外/射頻信號。

高大上的情景模式就被我們這樣實現了。然而...依然很low

這就是個可的編程萬能遙控器，說好的智能在哪裡？

令我感到欣慰的是，已經有廠商嘗試給智能家居系統加入更多感測器：溫度、光線、聲音、移動偵測、空氣質量等等。

這是個好的開始，感知能力是智能家居必不可少的一部分。

先寫這麼多，挖坑回頭再補。

不知道題主技術基礎是如何的。

其實我也不咋滴，我儘可能把我知道的講出來。

一、軟體：

控制：

如果你要做手機控制，那就需要Android/iOS的APP開發技術；
如果想用網頁去控制，那就需要前端技術（HTML+CSS+Javascript）、後台技術（比如php）.

以上兩點都需要懂運維技術（比如經典的Linux、Apache、MySQL、PHP組合）。

通訊：

Wi-Fi開發

執行：

單片機技術，需要彙編語言或者C語言。

二、硬體：

了解各種電子元件（比如電阻/容/感、二/三極體、小型直/交流電機、感測器什麼的）
學習模電知識
學習數電知識
計算機輔助電路設計技術（現在都是用電腦來畫電路圖的了）
學會布線
了解各種路由器固件

以上粗略地把我能想起來的、我學過或者了解過的寫出來了，其實大學三年的智能化也只教了些皮毛，還有很多不懂的，而且走上了程序猿的道路，與智能家居可能越走越遠了。

肯定還有很多我不懂的，如果大神們看到了，希望進行補充。

希望對題主有幫助，其實就把我上面的學懂了，都要花超級多時間，如果不是興趣在此、僅僅是想實現這些功能的話，還是花點錢找智能家居公司做吧。

相信多數人都不是一上來就全部用上了智能家居，特別是裝修比較早的朋友們（當然我也是其中之一），所以我覺得這個話題很有必要。

今天來說說如何將現有的普通設備一步一步改造為智能家居設備。

先說一下本文的條件。目前雖然好多公司都推出了各種各樣智能組件，但多數都類似，市場上比較成熟的產品多數也就是智能插座、智能遙控、智能感測器等產品，所以本文討論基於目前市場上的這些成熟產品。當然，可以預見，不久的將來肯定會出現更多低成本高性能的新型智能組件，到時候我再更新這篇文章。

1 一般結構

這圖是2011年我碩士學位論文中的圖，是工業控制系統層次結構圖，而家庭控制系統結構也是一樣，是其中的一部分而已。

智能家居系統必須了解家中的環境，然後根據環境和用戶的需求進行智能控制，所以四個方面必不可少。

首先是感測器，將家中的溫度、濕度、聲音、亮度、紅外、門窗狀態等傳入控制中心。感測器一般都是直接添加的，比如控客小K插座的插件、Broadlink的A1、S1等等，直接安裝即可，不需要做什麼改造。

第二是控制中心，根據環境狀況和用戶的設置對一些設備進行控制。控制中心有的是單獨設置（例如小米智能家居系統），有的是集成在智能組件中（例如控客的智能家居系統），這一部分也不需要什麼改造，僅僅是連接上網路即可。

第三就是執行器，我們都知道，只有實現了單個設備的智能控制才能實現整體的智能家居，所以實現全套智能家居的過程就是將各種開關、燈光、電氣的控制權交給智能家居組件或控制中心的過程。這一部分是改造的重點。

第四是網路，這個很簡單，智能家居系統之間的通訊以及和用戶之間的通訊都需要網路支持，所以一個高性能的路由器和寬頻接入是智能家居能夠穩定運行的基礎，所以這一部分的重點就是路由器的選型和網路的布置。當然有的智能組件之間使用專用的網路通訊方式，例如ZigBee、433MHz的射頻等等，這些是智能組件之間的事情，廠家考慮的，用戶一般不需要考慮。

綜上所說，改造的重點就是執行器，然後就是網路。

2 執行器改造

先來說說執行器的改造。

我們來想想，平常哪些算是執行器呢？

牆壁開關、可開關的插座或者插排、遙控器、那我們依次來看看這些都需要怎麼改造。

牆壁開關：牆壁開關可以直接使用智能牆壁開關代替，目前採用的主流的技術有兩種，一種是火線零線供電，繼電器控制；另一種是單火線取電，晶閘管控制，兩種控利方式各有優缺點。火線零線供電，繼電器控制方式的壞處就是開關暗盒內必須要有零線，否則無法安裝使用，因此不能直接替換現有的普通牆壁開關，對於一些已經裝修好的家庭來說，如果裝修沒有留下零線，重新改造線路肯定是比較麻煩的。此種控制方式的好處就是可以使用各種功率各種類型的燈具，只要電流小於繼電器的額定電流即可，一般可以適用0到1000瓦的各種燈具。優狐C8使用的就是此種方案。單火線取電，晶閘管控制方式最大的優點就在於不需要零線，可以直接替換現有的普通牆壁開關，缺點就是當開關為關的狀態時，電路並不是完全斷開的，其中依然有一個很小的電流，這個電流用於維持開關的正常工作，但因為沒有零線做迴路，這個電流肯定也會通過被控制的燈具，如果燈具功率很小，燈具的正常工作電流就小，微弱的電流就能讓燈具產生明顯的閃爍。晶閘管控制的好處是無觸點、無火花、速度快、無噪音，但其與繼電器相比，缺點也很明顯:發熱。因為繼電器是直接導通，晶閘管是觸發導通，電流通過晶閘管會有一定的壓降，所以電流通過晶閘管會損耗一部分，雖然損耗部分佔的比例並不大，但是當電流大的時候，這個損耗會導致晶閘管發熱比較嚴重，也就是說，在實際使用中，通過晶閘管的電流不能太大，所以這種方式控制的燈具一般有功率限制，多數產品控制的 LED燈具式節能燈的功率為5W到300W(白熾燈可翻倍)，少數產品可以做到1W到1000W，不過還好，大部分家用燈具都在這個功率範圍以內。目前使用此方案的產品較多，例如丹瓏GC97013等產品使用的就是此方案。下面來說一件重要的事，那就是如何分辨一款產品採用的是哪種技術方案。如是一個開關的說明裡面提供了可控制燈具的最小功率，那這款產品使用的是單火線取電，晶閘管控制的方案;如果一個開關說明裡面提到要接零線，那這款產品使用的是火線零線供電，繼電器控制的方式。

插座或者插排：各家幾乎都有自己的智能插座和智能插排，所以這個改造是最為方便的，只要看看功率滿足要求就可以直接替換或者插在現有的插座或者插排上。需要注意的一點是，如果此用電設備上電即可工作，則用智能插座控制非常方便，但是對於上電不能直接進入工作狀態的電器，例如不帶遙控功能且需要人工開啟的電飯煲、需手動設置的熱水器等則無法直接通過智能插座接入智能家居系統，此時的智能插座僅僅起到電源開關的作用。另外還要注意一點，部分用電器的開關機可能有必要的程序，例如家用存儲伺服器，雖然可以設置為上電就進入工作狀態，斷電就關機，但直接通過智能插座控制也是不妥當的，容易導致設備損壞。

遙控器：各智能家居廠家也都有自己的智能遙控用來代替普通的遙控器。目前常見的遙控器為紅外遙控和射頻遙控。

紅外遙控容易理解，就是遙控器發射紅外線，電視、音響、空調等設備基本上都是紅外線遙控。紅外線可以被不透明的物體遮擋，所以紅外線的遙控不能有遮擋，現在的智能紅外遙控基本都是全方向的，但是接受方，也就是被遙控的電器不一定在什麼地方，所以布置紅外的智能遙控必須充分考慮位置，安放在能遙控所有紅外電器的地方，如果一台無法全部遙控，則需要配置多台紅外遙控器。

射頻遙控一般基於433MHz的無線電波，一些幕布、車庫、燈光等設備使用這種遙控方式。無線電波不容易被阻擋，可以穿一到兩堵牆，一般普通100平米左右的房子，一台具備射頻遙控功能的智能組件即可滿足要求。

所以配置智能遙控的話，一般需要一台具備射頻和紅外遙控的主智能遙控組件，然後在無法進行紅外遙控的地方布置紅外遙控組件即可。

3 網路改造

這一部分是整個智能家居的基礎，目前相當多的智能組件都是同無線網路連接，多數採用WiFi，所以路由器就成了溝通這一切的最重要的一環，而只要布置智能家居，智能組件的數量就不會少，雖然這些智能組件之間傳輸都是控制或者狀態信息，量不大，但是網路質量的好壞則直接影響控制效果，所以一個穩定而全面的無線網路覆蓋是必不可少的，在此，筆者推薦500元以上的高速路由，一兩百元的路由器很難保證長時間穩定工作。

而如果配置家用存儲伺服器的話，則一個穩定的無線網路還要再加上一個高速的有線網路，畢竟數據伺服器帶來的方便是以高速的數據傳輸為基礎的。建議選擇帶千兆LAN口的高性能路由器，配置千兆內網，如此才能保證存儲伺服器的服務質量。

4 其他配套

這一部分主要來說說以前沒有，經過智能改造後需要添加的部分。

先說說安防套件，現在的安防套件基本上由門磁（門窗開關感測器）、紅外人體感應器和攝像頭組成，這就比較容易理解了。門磁安裝在需要感測開關狀態的門窗上，紅外人體感測器可吊裝或固定在牆壁上，正對需要探測人體活動的區域，攝像頭更為方便，而且目前多為廣角，按照自己的需要選擇位置安裝即可。

安防套件中，攝像頭是最為方便的組件，現在的攝像頭都具備移動偵測功能，可以實時偵測移動物體，並且將抓拍的圖片推送到手機APP，部分廠家還可以直接與微信聯動，將移動偵測信息發送至微信，看家護院用起來非常方便，而攝像頭的開關可以直接用智能插座或智能插排控制，方便的實現外出自動啟動攝像頭監控，到家關閉監控的功能。

5 控制邏輯

再說說控制邏輯。這一點說起來容易做起來難，很多朋友可能連自己的生活習慣都沒太搞懂，所以這一部分需要認真考慮。用兩個簡單的例子來說明一下吧。

例子1 什麼情況下應該開門開燈？

如果僅僅設置為檢測到門打開，燈光暗就開燈很明顯會出現問題，因為你出門的時候，也會有開門關門的過程，很可能你剛關上燈，正準備出門，結果一出門，家裡燈就亮起來來。

所以，這個過程應該是：檢測到家中光線黑，且家中無人，當大門開啟時，將家中的燈打開。而如果家中光線黑，且家中有人，大門開啟的時候就不能打開燈，因為家中可能正在看電影或者耍浪漫。

例子2 如何操作家庭影院？

家庭影院操作起來比較麻煩，因為你要首先打開所有相關設備的電源，然後打開功放機，調整音源輸入，然後打開投影機，然後降下幕布。

這個過程智能化以後，實際上是控制智能插座打開所有設備的電源，然後由智能遙控選擇音源輸入、打開投影機、降下幕布的過程。

總之，任何一個控制邏輯的設置，都是需要認真思考一下，到底在什麼情況下才需要進行。如果控制邏輯把握的精準，智能家居系統並不需要手機遙控，這種手機遙控也是很多人所討厭的形式，畢竟僅僅實現將就地控制變成手機遙控很難稱上智能。所以，在你優化好控制邏輯之後，手機僅僅是輔助作用，整套智能家居在大多數情況下根本不需要人工干預。

6 總結

總之，智能家居就是將家中控制權通過改造交到機器手中，然後讓機器按照自己的意圖去實現各種各樣的聯動和智能控制，好處自然是省事，舒服，但同時也存在軟體控制設備的問題，由此會產生安全問題、可靠性問題、穩定性問題，以後的文章再來具體討論。此文先寫到這裡。此答案在我專欄發表了以下，鏈接：知乎專欄

玩知乎這麼久了，看得多寫得少

終於撞見一個擅長的問題

廢話不多說，不喜勿噴

~~~~~~~~~~~~~~~~~~前方多圖預警~~~~~~~~~~~~~~~

現在晚上8點半，正式開始回答這個問題

從智能家居的本質開始說起，什麼是智能家居？

「智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平台，利用綜合布線技術、網路通信技術、安全防範技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，並實現環保節能的居住環境。」這是百度百科對智能家居的定義。

這個太專業了，通俗說就是現代科技運用在了家居上！然後讓你變懶！

來看幾張智能家居樣板間的照片

這個樣板間的所有設備來自上海企想公司，設備全都是模塊化的，還沒有將技術量產成為產品。

再來說說這些技術能給傢具帶來什麼變化，你可以通過任何終端設備（手機、平板、電腦只要連接到這個網路）對任何電器進行控制，比如控制電器開關、電視機換台空調調溫度，只要遙控器能做到的都可以做到，你可以通過終端控制門禁系統，可以在終端上顯示實時溫度濕度光照信息。

這是樣板間各個部分的電路圖（糾正一下圖中最大的那一塊應該是門禁系統）

此圖中的電路並不複雜，很多人都可以自己連，說說中間的部件

這個是整個網路中最重要的部件——協調器

由於是模塊化它通過USB線和工程平板（也是模塊化的）相連，協調器又通過無線和其他節點板自動相連，連接組成一個網路，這個網路是基於IEEE802.15.4標準的低功耗個域網ZigBee協議。為什麼要用ZigBee不用藍牙或者其他無線協議？

ZigBee的優點就是自組網，功耗低，可以連接設備多，缺點就是傳輸速度慢，距離段，這正好符合智能家居運用的要求。

但在連接節點版之前，需要在電腦上給它安裝驅動，配置協調器

這是一個節點板

51 55 14 03 是這塊板的編號，03板用於測量溫濕度。

在連接協調器之前同樣需要配置

配置節點板有個軟體，可以修改節點板的設置

然後是傳說中的平板

這個平板內核是liunx，說了是模塊的，不要指望它有多麼高端，點擊任何一個按鈕都要了我的命，本來字小，頻幕還不好用。當然如果這套智能家居系統真的上市，這個工程機肯定就變成了你手中的note3或者ipad，協調器和節點板也會變得美觀，界面也會更加友好。

如何用平板遙控電視機呢？這就有了紅外板，它是和普通的節點板連接。

紅外板可以學習到任何遙控器的任何指令，只要把遙控器對著紅外板上的黑點，那是一個紅外的接收器，按下任意鍵，紅外板可以收到指令，使用上文交代的節點板配置工具右下角的紅外功能組，學習到並存儲下來，就可以用紅外板發射指令。

用戶可以用平板將指令發送到協調器，協調器再把指令給節點板，節點板和紅外板連接發送指令，最後控制電器。

以上是第一部分的介紹

下圖又是一個新的設備——智能家居操作台。

我不想過多介紹，時間不早了，想睡覺～～

操作台是獨立的，和上面介紹的一點關係都沒有。說簡單的就是用C#編程然後可以控制視頻監控，智能書架，澆花，風扇你想的到的功能基本都有。

說了這麼多還沒到正題，怎麼安裝這套設備？

其實我也就是個搞計算機的學生，這套模塊化設備是學校的，你肯定不會將它安在家裡。用百度這個只會推送廣告的搜索引擎查一查，如果你真的是錢多，並且覺得不怕麻煩，還是可以找一家公司給你做智能家居裝修的。

我對智能家居的看法是還不成熟，以下是理由

安裝費用高，這麼小的樣板間起碼要花3萬，還不算人工，如果要請人來安裝，普通裝修工人會裝驅動嗎？他會配置節點板嗎？他會C#編程嗎？誰會請一個計算機專業本科生來裝修。

技術不成熟。不用多說，界面不夠友好，安裝繁瑣，誰會把模塊化的設備裝在家裡，要不然客人來了還以為是實驗室。如果日後需要檢修特別麻煩。

安全沒保障。現在信息安全被推到風口浪尖，誰沒個隱私，越是智能就越不安全。

說不定哪天黑客就盯上你了。

我想從更「小白」一些的出發點來回答這個問題，希望以便能夠幫助到更多的人，讓大家享受智能家居帶來的便利。我想說的主要是改造的思路。從目前的家電情況來看，控制的方式主要有：

不能無線控制（人肉控制）
紅外、射頻控制（遙控器控制）
WIFI 控制（手機控制）

現在扣著「智能」帽子的設備通常是通過手機控制的，設備本身連接到家中 WIFI，手機通過 APP 來控制設備，實現遠程控制、定時控制等。

改造不能無線控制的設備幾乎只有一個切入點就是控制設備的電源，舉例來說，我們可以使用智能插座連接電飯煲，通過控制智能插座的開和關實現電飯煲的開啟和關閉，這樣你就可以實現每天早晨 6 點定時熬粥的功能了。

接著，我需要說一下智能遙控器。我們可以通過手機控制智能遙控器發射紅外、射頻信號，也就是說，我們可以通過手機來控制傳統的帶有遙控器的設備，這些通過紅外、射頻控制的設備就被轉換為「智能」設備了。例如，你可以使用手機控制家裡的空調、電視。更重要的是，通過智能遙控器就能夠有更豐富的設備選擇空間了，你不用去找智能窗帘，只需要找個無線遙控窗帘就可以智能化了（比如實現每天早上 8 點定時打開）。

一些需求和解決方案：

手機控制家中電燈：只需要替換傳統開關為遙控開關（配合智能遙控器）即可，僅僅換一個開關而已，非常容易
手機控制門鎖：目前還鮮有手機控制的智能門鎖（個別的非常貴），如果你大膽（不考慮安全因素）可以換用遙控門鎖（配合智能遙控器）實現手機開門

上述的都可以花點錢買到，不用多少技術，只要稍微動動腦，就能整出點有趣的東西出來。

數電模電單片機編程嵌入式開發 zigbee 或wifi開發

你是想研究，走極客路線的話，這點得多學，立志玩極客，學霸是必須的，范慶磊總監已回答比較清楚；若是只想解決下自己家裡的設備，建議找一家整體智能家居公司，目前市面已有這類公司，嘗試整體解決的苗頭已現，可以嘗試

這個需要一定的經驗和基礎，比如硬體方面的知識（感應器），軟體的知識 APP客戶端等

作為普通人，想要家中原有的電器加上些智能功能，一般還是可以通過現有的廠商產品來實現的。那麼建議選擇產品多，有產品線，有規劃的，開放性，參與性的。Broadlink就有各種系列產品，並且有一大批fans，經常聚在一起討論問題，歡迎加入Broadlink微信，qq群，那裡有很多富有智能家居DIY經驗的大神，你可以起去取經，互相探討。

這些還達不到我心中的智能家居的標準。

我心中的智能家居是：

1、我下班回到家，在門口1~2秒鐘，門就可以識別到我（不管是瞳孔識別、指紋識別、輸入密碼我都不要，太累），自動開門，我進屋，自動關門。

2、如果光線太暗，我站在哪裡，哪裡的燈光會自動打開，並調節到我最喜歡的亮度。

3、環境溫度在25~27度之外，空調會自動開啟，控制好室內溫度還有濕度；

編不下去了，總而言之就是我不要動手，我不要動腦，我用手機遙控電視，那不叫智能家居，那叫脫褲子放屁。

其實，都是寂寞惹的禍，有一個相愛的人在家裡為你服務，要什麼狗屁智能家居？

我覺得樓主是問不需要開發的，可以組裝的初級入門者可以操作的方案吧