随着物联网技术的发展，人们对提高生活质量方面越来越重视，这使得智能家居领域快速崛起。属于智能家居产业下智能“魔镜”系统的设计与实现是基于Linux环境下以树莓派为硬件平台， 采用了物联网三层架构设计，通过感知层的硬件设备进行信息获取采集，网络层的HTTP/2调用云端API接口等通信技术进行数据传输和交换，能对。该智能“魔镜”系统经设计与实现后，运行稳定，能较好实现主界面信息展示、语音交互功能等基本功能。
目录
一．引言 1
二. 总体框架与器材选择 2
（1）总体系统框架 2
（2）器材选择 2
1.树莓派CPU 2
2.显示屏 2
3.媒体系统 3
三．硬件设计 4
（1）树莓派3B+的原理图 4
（2）电路设计 4
（3）硬件的组装 5
四.软件的设计及实现 7
（一）软件设计流程 7
（二）开发环配置 7
1.安卓虚拟机 7
2.运行镜像 8
3.进行区域和语言配置 9
4.完成系统配置 10
（三）软件实现 12
1.首页模块设计 13
2.简易时钟模块设计 13
3.天气模块设计 13
4.接口设计 14
四．系统测试与实现效果 15
（1）测试项目 15
1.语音交互测试 15
2.图像监控测试 15
（2）测试结果 16
附件1 19
附件2 20
附件3 21
附件42 23
一．引言
我国从改革开放以来，经济表现出来的活力就非同凡响，无论是在科学技术方面的发展还是其他社会文化发展上都很有潜力。随着第三次信息科技革命以来，国内的市场上也在发生天翻地覆的表现，物联网、大数据等新兴信息技术异军崛起，目前在多个行业都已经有各类智能化项目的诞生，大到智慧城市、智慧小区项目，小到我是自动控温系统。基于此本项目考虑到了目前的环境现状进行开发，目标是来便捷广大人民的日常生活。
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/> 智能树莓派（Raspberry Pi）“魔镜” 是基于当下社会随着人们生活质量的提高和科技的进步下，物联网技术飞速发展的环境下利用有着微型计算机制成的树莓派（Raspberry Pi）来对日常生活中所使用的镜子进行改装，使原本普通的镜子变成在洗漱的同时对新一天的天气，今日的热点新闻等进行一个了解，同时能通过语音的方式对设备进行一定程度上的操控。可惜的是由于市面上的树莓派（Raspberry Pi）和显示屏的价格过于昂贵，手头没有用于代替的物品，本次设计将会用虚拟机来代替实物做好后软件的具体表现。
总体框架与器材选择
（1）总体系统框架
智能“ 魔镜” 系统主要由基于 Linux 环境的树莓派、本地客户端、因特网服务器端三部分构成。如图1所示，硬件设计部分由树莓派主控板、摄像头、液晶显示器屏幕、 单向透视玻璃、 麦克风、 音箱等设备改造和组装而成。 树莓派作为控制处理中心， 向运行系统内置的信息流显示客户端、智能语音识别客户端、智能语音交互客户端和实时图像调取客户端等多个平台和程序， 向因特网各个服务平台调用和获取关键性中心数据，使该智能“ 魔镜” 系统具有选择性丰富的生活信息服务功能， 提供效率较高的安全保障。
智能“ 魔镜” 系统采用物联网三层结构模型， 主要包括感知层、网络层和应用层。如图21所示：
图21 智能“魔镜”系统总框架设计图
（2）器材选择
1.树莓派CPU
在本设计中树莓派（Raspberry Pi）3B+为主要的核心处理器和关键的硬件平台，接收感应层采集到的数据并传向应用层，同时接收应用层的反馈数据向使用者呈现。树莓派CPU主要为四核1.2GHz 64位CPU，其内存大小为1GB内存。网络方面搭载有板载BCM43438无线局域网和蓝牙低功耗（BLM）及支持100M以太网的有线网卡。输出和接口方面主要有40个GPIO引脚扩展和4个USB2.0端口。视频与声音输出为四个立体声输出和复合视频端口同时支持全尺寸的HDMI接口。支持与Raspberry Pi相机和Raspberry Pi触摸显示器连接。用5V 2.5Amicro USB电源，用户可以很方便的对其进行供电，以满足日常需求。
2.显示屏
显示屏的主要参数为使用一根HDMI线与树莓派连接，其显示的色数为46.7M，亮度为250cd/m²。使用一块输入100240V 1.3A 5060Hz，输出为38.0W 19.0V的ADPC1936型电源适配器为显示屏供电。显示屏的面板为IPS技术，其主要尺寸为24英寸，为了满足与显示器适配的要求，需要一块大小为24英寸的单向玻璃。
3.媒体系统
本项目媒体系统主要有麦克风与相机。其中麦克风使用普通的USB连接麦克风，以满足使用者与“魔镜”之间的交互，作为输入设备。用于监控的相机方面使用了RPi Camera作为元器件，该元器件采用CSI接口连接方法，具有500万的像素和60.6°的视场角。使用一条15芯的排线和树莓派连接。
三．硬件设计
（1）树莓派3B+的原理图
本文所设计的智能“ 魔镜” 系统使用的硬件包括核心处理器树莓派（Raspberry Pi 3代B+)如图2、 数据流展示界面显示屏(采用单向玻璃及普通1080P显示屏结合）、 感知层非结构化多媒体数据采集和录入设备麦克风和摄像头、 音频数据输出设备音箱等，主要作用是为使用者与“ 魔镜” 系统之间进行数据交互式传输，提供输入输出服务。原理图如图31所示：

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