Android智能手機的智能家居系統的設計

【摘要】：隨著信息技術的發展，我國物聯網技術的快速發展和人們生活水平的提高，智能家居正在走入大眾的視野。由于Android手機系統的穩定性和開放性，使其目前在我國擁有最大的移動終端用戶。因此，對基于Android智能手機的智能家居系統進行設計和開發具有十分廣闊的前景。

【關鍵詞】：Android；智能手機；智能家居

智能家居系統是以計算機技術、嵌入式技術和網絡通訊技術為基礎，通過網絡化管理家居的一套系統。它將與家居生活密切相關的家居信息聯系在一起，實現了以人為本的家居生活體驗。計算機技術、網絡技術和自動控制技術實現了家居設備的智能化控制和管理，實現了人和物以及物和物之間的通信，該技術不僅為人們提供了極大的便利，同時Android智能手機控制端界面直觀美觀，為廣大用戶帶來全新的體驗效果。1999年我國建設部勘察設計司聯合建設部住宅產業化辦公室組織實施住宅小區智能化技術示范工程，標志著我國的智能家居建設進入新的發展階段。

1、基于Android智能手機的智能家居系統的設計

1.1 系統網絡結構設計

如下圖1所示，智能家居系統使用Android智能手機作為控制終端，使用普通的PC電腦作為該智能家居控制系統的Web服務器，通過Wi-Fi構建家庭內部網絡，通過中央控制器實現對家居系統的控制。當Android智能手機終端處于家庭內部網絡時，Android智能手機通過Wi-Fi向中央控制器發送控制命令，中央控制器通過Wi-Fi家庭網絡將接收到的控制命令傳送到相應的傳感器、攝像頭以及家電設備，從而實現智能家居控制；

當Android智能手機終端處于家庭外部時，用戶使用Android手機通過3G網絡登陸Web服務器對中央控制器進行控制，Web服務器會通過以太網接收Android智能手機發出的控制命令，然后用Wi-Fi將控制命令發送到中央控制器以實現對家中相應家居設備的控制來實現Android智能手機遠程控制家居設備的功能。圖1智能家居系統的網絡結構設計

1.2 系統模塊設計

根據智能家居控制系統的需求，該系統結構上分為Android智能手機控制端和智能家居控制端。智能手機控制端和智能家居控制端均由不同的模塊所組成。如下圖2所示。

（1）智能手機控制端

智能手機控制端是基于智能手機的Android內核、Wi-Fi、加速傳感器和陀螺儀這些基礎模塊之外所設計的模塊，包含：用戶登錄模塊、開關控制模塊、溫度控制模塊、視頻監控模塊和濕度控制模塊。

用戶登錄模塊：用于用戶登陸的控制，當用戶輸入正確的用戶名和密碼登陸時，Android手機將信息發送到智能家居系統的中央控制器，中央控制器對登錄信息進行確認，登錄信息正確時才可以進入智能家居系統界面，通過操作其他四個模塊來和中央控制器進行通信，從而對智能家居系統中的家居設備進行操作控制。登錄信息不正確時就會直接拒絕用戶登陸。

開關控制模塊：Android智能手機控制端的開關控制模塊和智能家居控制系統的開關控制模塊相對應。在智能手機的開關控制界面上，用戶可以查看智能家居系統中的家居設備的開關狀態，并可以隨時改變開關狀態。

溫度控制模塊：Android智能手機控制端的溫度控制模塊和智能家居控制系統的溫度傳感模塊相對應，通過Android智能手機控制端的溫度控制模塊可以實現智能家居系統中的溫度控制。在手機界面上的特定滑動按鈕對應溫度傳感器的特定溫度，當用戶滑動可控溫度傳感器的溫度按鈕時會向控制中心發送改變消息，由控制中心與溫度控制器通信實現對溫度的修改。

視頻監控模塊：Android智能手機控制端的溫度控制模塊和智能家居控制系統的攝像頭模塊相對應，通過 Android智能手機控制端的視屏監控模塊可以實現智能家居系統的視屏監控。在智能手機界面上，用戶點可以通過點擊視屏監控按鈕從而向智能家居系統的中央控制器發送視頻傳輸的請求，中央控制器接受請求并和智能家居系統中的攝像頭進行連接并開啟，同時將獲得的視頻信息通過Internet傳送給Android智能手機端，從而實現用戶不在家也可以即時了解家中的情況。

濕度控制模塊：該模塊和溫度模塊類似，也是通過濕度控制模塊和濕度傳感器實現智能家居系統中的濕度控制。圖2智能家居系統的模塊設計

（2）智能家居控制端

智能家居控制端由中央控制器對智能家居進行控制，包括Wi-Fi服務、數據庫、數據存儲、命令解析以及命令處理。中央控制器是智能家居系統的核心，其必須是具備有數據存儲功能的數據庫，還要對接收到的指令進行解析和作出相應的處理，從而實現對智能家居系統中各個家電設備的控制。數據存取模塊位于數據庫管理系統和業務邏輯之間，向上為業務邏輯層提供數據存取服務，向下屏蔽不同數據庫的差異。當前系統使用的數據庫管理系統是My SQLServer5.6.10，為了保證系統擴展性和可維護性，當前在操作數據庫時均采用標準的 SQL 語句，并將數據庫操作均封裝在本模塊中，以函數方式提供給業務邏輯層。網絡服務模塊為用戶提供Web和Wi-Fi通信方式，使用戶不論在家庭內部還是外面時都可以控制家里的相關設備。該模塊主要起到同Android智能手機控制端的連接、用戶的身份的認證以及命令的接收和傳送。

命令解析模塊：該模塊相當于一個控制器，對網絡服務模塊獲得的數據包進行解析，在獲取數據包中設備名稱、設備地址以及控制命令等信息后，將這些信息傳輸給相應的命令處理子模塊處理相應的命令。

命令處理模塊：不同的控制命令實現不同的功能，該模塊里面包含發現服務器、文件共享、遠程桌面、家電控制等子模塊，而每個子模塊又可以處理多個控制命令，該模塊是系統主要的功能模塊。

參考文獻：

[1]王劍龍.基于Android的智能家居控制系統的研究與實現[D].吉林大學，2013.

[2]韓洪江，張建軍，等.智能家居系統與技術[M].合肥工業大學出版社，2011.

作者簡介：姚淞嚴（1993.05—），男，吉林輝南縣人；本科，在讀于吉林動畫學院，研究方向：安卓技術開發。