UMR-Dive 是一个简单，自由，超低成本的智能家居系统，可在任何网络覆盖的位置实时遥控家中的智能设备，获取家中的环境数据，在线查看家中的视频，也能对非法入侵做出提醒。设计上基于雾计算架构，在硬件和软件两个层面展开，拥有不知所云的自主知识产权，达到了国际落后水平，实现了信息的自主可控。
实验产物，可供创客尝鲜，也可作为毕设参考。
- 实时采集室内温度数据，并能根据客户端设置自动开关电风扇；
- 通过传感器节点实现对电视，电脑等家用电器的控制；
- 可根据需要控制任意的照明设备；
- 客户端能监控实时视频信息，提供运动检测和提醒功能；
- 用户权限管理；
- 实现全平台 Web 交互界面；
- 媒体中心。
- 实时监控
- 运动记录
- 控制中心
完整的体验至少需要准备如下硬件，不完整的体验只需一台有摄像头的电脑。部分模块桃饱网有，剩下的可用面包板或者自己腐蚀电路板（提供 PCB 参考）。
- Raspberry Pi 4B ×1
- PI Camera ×1
- 8051 MCU ×1
- 1-Wire temp sensor DS18B20 ×1
- ZigBee CC2530 SoC ×3
Raspberry Pi 的 OS 和相关软件如下所示。
- Raspbian Buster(arm64)
- Python 3.8.2
- OpenCV 4.2
- MariaDB 10.4
- Nginx
推荐的开发工具。
- 全宇宙第二的 PyCharm
- VS Code
- Keil C51
为了避免消化不良，你还需要掌握如下技巧。
- 对硬件一知半解；
- 擅长使用搜索引擎；
- 擅长通过推倒墙娘解锁新姿势。
网关的本体是一个 Raspberry Pi 4B，运行 Raspbian Buster，应用基于 Python 开发，使用了大量第三方 Library。根目录下的 requirements.txt 文件记录了所有依赖包，需要使用 virtualenv 和 virtualenvwrapper 工具创建一个新的 Python 3 虚拟环境，执行 pip 命令安装所有依赖包。
$ pip install -r requirements.txt运动捕捉相关功能使用 OpenCV 实现，而 PyPi 预编译的 OpenCV 4 可能缺少部分功能，建议使用源代码编译安装。将 opencv 源代码和扩展库 opencv_contrib 的源代码 Clone 到本地，进入 Python 3 虚拟环境，安装 numpy 和编译工具，使用 CMake 来构建编译配置。
$ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
-D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=~/opencv_contrib/modules \
-D ENABLE_NEON=ON \
-D ENABLE_VFPV3=ON \
-D BUILD_TESTS=OFF \
-D OPENCV_ENABLE_NONFREE=ON \
-D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=OFF \
-D BUILD_EXAMPLES=OFF ..确认配置无误后，输入 make -j4 开始编译，-j4 参数指定 4 个核心用于编译。在 2G 内存的 Raspberry Pi 4B 上，编译大约需要 1 小时，结束后使用 make install 完成 OpenCV 4 的安装。OpenCV 安装在系统的 site-packages 目录中，还需要创建一个符号链接到 Python 3 虚拟环境来使用 OpenCV。
安装好 MariaDB，通过 flask-migrate 恢复数据结构。
$ python manage.py db init
$ python manage.py db migrate
$ python manage.py db upgrade根目录下的 gate.py 是网关软件的入口文件，使用如下命令启动程序测试外网访问。在生产环境部署时，还需使用 Nginx 反向代理，以提高系统的稳定性和安全性。
$ which python
/home/xxx/umr-dive/venv/bin/python
$ export Env=Dev
$ sudo -E /home/xxx/umr-dive/venv/bin/python gate.py -i 0.0.0.0 -o 80Enjoy yourself!
- 如果你家没有公网IP，还需用有公网IP的云服务器搭建内网穿透服务。
- 上述操作启动的是测试服务器，生产环境还需使用Nginx反向代理。
- 客户端需支持现代浏览器，比如最新版 Chrome，Firefox，Safari 等。
- 传感器节点采用模块化设计，可更换任意使用标准接口的传感器。
暂时想到了这些，排名不分先后。