AndroidアプリとIoTによるスマートホームオートメーション

必要な部品と材料

Arduino Yun	×1
Arduino Mega 2560	×1
Arduino UNO	×1
サーボモータ	×1
Adafruit LCD 16×2（白/青）	×2
テンキーパッド	×1
ブザー	×1
DHT11 温湿度センサ（4ピン）	×1
LED（汎用）	×5
ファンモジュール	×1
タクトスイッチ 12mm	×1
炎センサ	×1
Logitech C270 HD Webカメラ	×1
リレー（汎用）	×1
電球	×1
ブレッドボード（汎用）	×1
ジャンパワイヤ（汎用）	×1
SDカード	×1
HC-05 Bluetoothモジュール	×1
RFIDリーダー（汎用）	×1

必要な工具

• はんだごて（汎用）

使用するアプリとオンラインサービス

• Blynk（スマホアプリでデバイス制御・監視）
• Temboo（クラウドサービス連携、Dropbox API等）
• Arduino IDE
• PuTTY（Arduino YunへのSSH接続用）
• Arduino Meet Robotアプリ（音声制御用）

プロジェクト概要

動画

まずはプロジェクト動画をご覧ください。どう動くか、どこが面白いかがわかります。

概要

近年、スマートホームは注目されていますが、多くの提案はデバイス間の統合が不十分で、セキュリティも懸念されます。通信技術にはBluetooth、GSM、Zigbeeなどがありますが、それぞれ長短があります。卒業研究として、使いやすいモバイルアプリで監視・制御でき、全システムが相互接続され、音声コマンドでもデバイス制御できる統合型スマートホームアーキテクチャを実装しました。主な特長：

• テンキーパッドとRFIDの二段階セキュリティで不正侵入を防止
• 侵入時の写真をオンラインアップロード、リモートビデオ監視（ローカルサーバ経由でブラウザから視聴可能）
• DHT11、炎センサ、MQ3、MQ135等のセンサ値をAndroidアプリで監視
• LED、サーボモータ等をアプリで制御
• ユーザー設定に基づくデバイスの自動スケジューリング
• ユーザーの帰宅検知に基づき給湯器やコーヒーメーカーを事前準備
• 音声コマンドでデバイス制御

前提知識

• C言語プログラミングに慣れていること
• Arduino IDEの使用とボードへの書き込みに慣れていること

手順

Step 1: システム全体の配線

添付の回路図通りに配線してください。接続が多いので根気よく丁寧に。段ボールで家型モデルを作ると実感が湧きます。PIR人感センサは誤検知しやすいのでしっかり固定してください。

RFID接続（Mega使用）：

• MOSI → ピン51
• MISO → ピン50
• SCK → ピン52
• SS/SDA → ピン9
• RST → ピン8

また、Megaのピン20をYunのピン2、Megaのピン21をYunのピン3に接続してI2C通信を行います。

Step 2: Tembooアカウント作成とDropbox API設定

1. Tembooでアカウント登録（メールアドレスでサインアップ）
2. 最初のアプリを作成し、アカウント名とキーをメモ
3. Temboo Python SDKをここから入手し、SDカードのルートにtembooフォルダとして配置
4. Dropboxアカウント作成
5. Dropbox開発者コンソールでアプリ作成（Dropbox API、Files and datastores、App folder権限）
6. App keyとApp secretをメモ
7. TembooのInitializeOAuthコレオでApp key/secretを入力し、コールバックIDと一時トークンシークレットを取得。Dropbox認証リンクを訪問して許可
8. TembooのFinalizeOAuthで最終的なToken key/secretを取得しメモ

Step 3: Arduino Yunへのドライバインストール

1. PuTTYでYunにSSH接続（IPアドレス指定、ユーザーroot、デフォルトパスワードarduino）
2. パッケージマネージャ更新：opkg update
3. UVCドライバインストール：opkg install kmod-video-uvc
4. Python SSLインストール：opkg install python-openssl
5. fswebcamインストール：opkg install fswebcam

Step 4: ライブビデオ監視

1. SSHで再接続し、mjpg-streamerパッケージ取得：wget https://www.custommobileapps.com.au/downloads/mjpgstreamer.ipk
2. インストール：opkg install mjpgstreamer.ipk
3. ストリーミング開始：mjpg_streamer -i "input_uvc.so -d /dev/video0 -r 640x480 -f 25" -o "output_http.so -p 8080 -w /www/webcam" &
4. ブラウザでhttps://.local:8080/stream.htmlにアクセス

Step 5: Twilioアカウント設定（SMS送信用）

1. Twilioでサインアップ、Account SIDとAuth Tokenをメモ
2. 無料番号を取得、送信先番号をVerified Caller IDsで認証
3. TembooのSendSMSコレオでTwilio認証情報を入力し、プロファイル名を保存
4. Arduino Yunコードの208行目でプロファイル名を置換

Step 6: Blynkアカウント設定とアプリ構成

1. Blynkアプリをインストール
2. 新規プロジェクト作成、ハードウェア「Arduino Yun」選択、Auth Tokenをメモ（メールにも届く）
3. 4つのタブを作成：Home, HVAC, Monitoring, Control
4. 各タブにウィジェットを配置・設定（詳細なピン割り当ては原文参照）
5. Runボタンで開始

音声制御

AMR_VOICEアプリをダウンロードし、HC-05とBluetoothペアリング。Arduino UNOに音声制御用スケッチを書き込み、アプリで「Connect Robot」→マイクアイコンを押してコマンド発話（コード内の文字列）でデバイスON/OFF。

ご質問はコメント欄へ。全ドキュメントとコードはGitHubリポジトリに移行済み。ソースコード、回路図、アーキテクチャ参照はそこからダウンロード可能。プルリクエストやIssueも歓迎です。Cheers!

コード

コードベースはGitHubリポジトリからダウンロード：
https://github.com/akib-islam/Android-App-Based-Home-Automation-System-Using-IOT

回路図

回路図もGitHubリポジトリから：
https://github.com/akib-islam/Android-App-Based-Home-Automation-System-Using-IOT