智能家居中控系统

智能家居中控系统是一个基于 Quectel Pi H1 智能主控板构建的家庭自动化中控方案。

本项目以 Home Assistant 作为核心平台,结合 Docker 容器化部署方式,在 Quectel Pi H1 本地完成设备接入、状态展示、场景联动和可视化控制。系统支持灯光、天气、电量、房间状态等家庭信息的集中展示,并可扩展 Zigbee 网关、传感器、摄像头及更多智能设备,适用于家庭中控面板、桌面控制终端以及轻量级边缘智能家居网关等场景。

该项目重点展示 Quectel Pi H1 在家庭自动化、本地服务部署、网页可视化界面承载以及多协议设备接入方面的能力,可作为智能家居控制中心、家庭信息看板和本地化智能场景联动系统的参考示例。

开发资源汇总

开发配件清单

说明:以下为推荐配件清单,实际开发可根据需求灵活调整。

配件名称 数量 规格参数
Quectel Pi H1 智能主控板 1块 Quectel Pi H1 智能主控板
电源适配器 1个 27W USB Type-C 接口充电器,1.2米线长,PD 快充,适用于树莓派5代
HDMI 线 1根 HDMI 2.0 标准,线长 1m,HDMI-A(公头)转 HDMI-D(公头)
网线 1根 千兆网线,线长 1m
CPU 散热风扇 1个 树莓派5代官方原装主动散热器(含导热贴)
网络摄像头(智能设备) 1个 Tenda 腾达室内家用监控摄像头
WiFi灯(智能设备) 1个 Smart Life涂鸦智能WIFI灯泡
显示屏 1个 24 英寸 HDMI 显示器

配件实物参考

快速上手

Quectel Pi H1 智能主控板出厂预装 Debian 13 系统镜像,无需重新烧录系统,按照以下步骤即可开始开发。

硬件连接

完成以下所有硬件的连接操作,连接接口示意图如下:

  1. 显示连接:HDMI 线一端接主控板 HDMI 接口,另一端接显示器 HDMI 接口;

  2. 网络连接:千兆网线一端接主控板千兆网口,另一端接路由器网口(替代方案:通过 WiFi 接入同一局域网);

  3. 输入设备连接:USB 键盘、鼠标接入主控板的两个 USB-A 接口,无线输入设备则将接收器插入 USB 口即可;

  4. 供电连接:USB-A 电源线的 USB-A 端接电源适配器,USB-C 端接入主控板标注POWER IN的电源口。

项目实现

安装基础依赖

执行以下命令安装系统基础依赖包:

sudo apt update
sudo apt install -y ca-certificates curl gnupg
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings

安装Docker

1.添加 Docker 官方 GPG 密钥:

sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc

2.添加 Docker 软件源:

echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/debian \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

3.安装 Docker 套件:

sudo apt update
sudo apt install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

4.设置 Docker 开机自启并验证安装:

sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker
sudo docker version

用 Docker Compose 部署 Home Assistant

Home Assistant 官方 Linux 安装页给出的推荐容器参数包括:

  • ghcr.io/home-assistant/home-assistant:stable

  • network_mode: host

  • privileged: true

  • 配置目录挂载到 /config

  • 可选挂载 /run/dbus,蓝牙相关需要用到

步骤 1:创建部署目录及配置文件

sudo mkdir -p /opt/homeassistant
cd /opt/homeassistant
sudo nano compose.yaml

步骤 2:写入 Compose 配置

services:
  homeassistant:
    container_name: homeassistant
    image: ghcr.io/home-assistant/home-assistant:stable
    restart: unless-stopped
    privileged: true
    network_mode: host
    environment:
      TZ: Asia/Shanghai
    volumes:
      - /opt/homeassistant/config:/config
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
      - /run/dbus:/run/dbus:ro

步骤3:启动 Home Assistant 容器

sudo docker compose up -d

配置防火墙规则

默认情况下,8123 端口未开放,仅支持本地访问 Home Assistant 控制台。如需局域网内其他设备访问,需手动开放端口:

1.编辑防火墙规则文件:

sudo vi /etc/iptables/rules.v4
sudo vi /etc/iptables/rules.v6

2.在文件中添加以下规则(将 “端口号” 替换为需开放的端口,如 8123):

-A INPUT -p tcp --dport 端口号 -j ACCEPT

3.重新加载防火墙规则:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart iptables-restore.service
sudo systemctl status iptables-restore.service

访问 Home Assistant 控制台

在局域网内打开浏览器,访问以下地址(替换 <QuectelPi-IP> 为主控板实际 IP 地址):

http://<QuectelPi-IP>:8123

进入控制台后,完成用户创建及初始化配置即可使用,参考界面如下:

查看容器运行日志

sudo docker logs -f homeassistant

集成智能设备

支持将 WiFi 灯、摄像头等智能设备接入 Home Assistant 统一管控,操作步骤如下:

1.进入 Home Assistant 控制台,点击「设置」;

2.选择「设备与服务」,点击「添加集成」;

3.搜索设备品牌名称,按指引添加对应集成即可。

拓展安装 HACS(Home Assistant 社区插件库)

说明:HACS 为社区开源插件库,使用前需遵守其开源协议及相关规范

HACS 可扩展 Home Assistant 插件生态,安装步骤如下:

//查看容器运行状态
sudo docker ps --format "table {{.Names}}\t{{.Image}}\t{{.Status}}"

//进入 Home Assistant 容器
sudo docker exec -it homeassistant bash 

//执行 HACS 官方安装脚本
wget -O - https://get.hacs.xyz | bash -   

//退出容器并重启 Home Assistant
exit                                             
sudo docker restart homeassistant               

安装完成后,重启 Home Assistant,在「设置」→「添加集成」中搜索 “HACS” 并完成添加:

使用 HACS 需登录 GitHub 账号完成授权,授权后即可下载社区插件:

创建场景和仪表盘

  • 「场景」:可保存智能设备状态,实现一键启停多设备联动;

  • 「仪表盘」:可集中概览所有设备及所属区域信息。

详细配置可参考Home Assistant 官方文档

注意事项

  1. 本文档适配 Quectel Pi H1 智能主控板 Debian 13 系统环境,若系统版本不同,部分命令需按需调整;

  2. 网络摄像头、WiFi 灯等配件为演示场景选配,实际部署可根据需求增减;

  3. 若容器启动失败,优先排查以下问题:8123 端口占用、/opt/homeassistant 目录权限、网络模式配置;

  4. HACS 为社区开源插件库,使用前需遵守其开源协议及相关规范。

应用演示

常见问题排查

Docker 安装命令执行失败,提示包不存在

解决方案:

  1. 重新执行sudo apt update && sudo apt upgrade -y更新系统源;
  2. 检查 Docker 源添加命令是否输入正确,重新执行源添加步骤。

局域网其他设备无法访问 Home Assistant 控制台

解决方案:

  1. 重新检查防火墙规则,确认添加 8123 端口放行规则并重启防火墙服务;
  2. 检查所有设备的网络连接,确保接入同一路由器的 WiFi / 有线网络;
  3. 执行ifconfig查询主控板实际 IP,替换错误 IP 重新访问

HACS 安装完成后无法在集成中搜索到

  1. 重新进入容器执行 HACS 安装脚本,确认脚本无报错执行完成;
  2. 执行sudo docker restart homeassistant重启容器;
  3. 检查主控板网络连通性,执行ping github.com测试,确保网络可访问 GitHub

技术支持与贡献

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