虚拟智能家居设备模拟器

这个项目模拟了各种智能家居设备的网络接口，支持HTTP API调用和自动事件生成。每个设备都会定期发送包含设备状态和事件数据的心跳包。

功能特性

1. 支持多种设备类型

   • 冰箱（温度控制、门状态监控）
   • 智能灯（亮度调节、开关控制）
   • 门锁（锁定/解锁控制、电池监控）
   • 摄像头（录制控制、分辨率设置、存储监控）

2. 自动行为

   • 定期发送心跳包（默认5秒）
   • 随机生成设备状态改变事件
   • 动态模拟设备功耗变化
   • 设备状态管理（online/offline/error）

3. HTTP API接口

   • 设备状态查询
   • 设备控制命令
   • JSON数据格式

安装和运行

1. 安装依赖：

pip install -r requirements.txt

2. 配置环境变量（可选）：

export HOST=0.0.0.0              # 服务器监听地址
export PORT=5000                 # 服务器端口
export CONTROLLER_URL=http://localhost:8000  # 控制器地址
export HEARTBEAT_INTERVAL=5      # 心跳间隔（秒）
export DEVICE_TYPE=refrigerator  # 设备类型

3. 运行设备：

python app.py

设备行为说明

1. 冰箱（refrigerator）

自动行为：

• 每5-15秒有30%概率随机开关冰箱门
• 每5-15秒有20%概率随机温度波动
• 温度越低，功耗越大
• 默认功耗100W（动态波动±10%）

API控制：

# 设置温度（范围：-20到10℃）
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "set_temperature",
           "params": {"temperature": 4}
         }'

# 开关控制
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "switch",
           "params": {"state": "on"}
         }'

# 查询状态
curl -X POST http://localhost:5000/query \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "keys": ["temperature", "door_open", "power", "status", "power_state"]
         }'

2. 智能灯（light）

自动行为：

• 每5-15秒有20%概率随机调节亮度
• 亮度改变时自动调整功耗
• 功耗随亮度变化（0-10W，动态波动±10%）

API控制：

# 设置亮度（范围：0-100）
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "set_brightness",
           "params": {"brightness": 80}
         }'

# 开关控制
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "switch",
           "params": {"state": "on"}
         }'

# 查询状态
curl -X POST http://localhost:5000/query \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "keys": ["brightness", "power", "status", "power_state"]
         }'

3. 门锁（lock）

自动行为：

• 每5-15秒有15%概率随机切换锁定状态
• 每5-15秒有10%概率电池电量减少
• 锁定/解锁操作消耗电池电量
• 固定功耗5W（动态波动±10%）

API控制：

# 设置锁定状态
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "set_lock",
           "params": {"state": "lock"}
         }'

# 查询状态
curl -X POST http://localhost:5000/query \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "keys": ["locked", "lock_state", "battery", "status", "power"]
         }'

4. 摄像头（camera）

自动行为：

• 每5-15秒有25%概率随机开始/停止录制
• 每5-15秒有10%概率随机切换分辨率
• 录制时持续增加存储使用量
• 待机功耗15W，录制时功耗25W（动态波动±10-20%）

API控制：

# 控制录制
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "set_recording",
           "params": {"state": "start"}
         }'

# 设置分辨率
curl -X POST http://localhost:5000/control \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "action": "set_resolution",
           "params": {"resolution": "1080p"}
         }'

# 查询状态
curl -X POST http://localhost:5000/query \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{
           "keys": ["recording", "resolution", "power", "status", "camera_state", "storage_used"]
         }'

心跳包数据格式

设备会定期向控制器发送心跳包，包含设备状态和事件数据：

{
    "device_identifier": "550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000",
    "timestamp": "2024-03-20T10:30:00.000Z",
    "status": "online",
    "data": {
        "current_power_consumption": 102.5,
        "door_state_change": {
            "door_open": true
        },
        "temperature_change": {
            "temperature": 4.2
        }
    }
}

设备状态说明：

• online: 设备在线正常工作
• offline: 设备离线
• error: 设备出现错误

测试建议

1. 先启动控制器：

cd controller
python app.py

2. 然后启动设备（可以启动多个不同类型的设备）：

# 启动冰箱
DEVICE_TYPE=refrigerator python app.py

# 启动智能灯
DEVICE_TYPE=light python app.py

# 启动门锁
DEVICE_TYPE=lock python app.py

# 启动摄像头
DEVICE_TYPE=camera python app.py

3. 观察控制器控制台输出，可以看到：

   • 设备心跳信息
   • 设备状态和事件数据
   • 动态功耗变化

4. 使用curl命令或其他HTTP客户端测试API接口

开发扩展

如需添加新的设备类型，请参考 开发指南。 详细的API文档请参考 API文档。 设备功能说明请参考 设备说明。