基于Android系統的智能空氣凈化器手機App設計與實現

王博昊

摘要： 隨著物聯網和手機移動終端應用技術的不斷發展和普及，利用物聯網技術和移動終端的定制開發，打造一款能夠隨時隨地監測、控制空氣凈化器等智能家居設備的系統，營造一個安全、便捷、舒適、健康的智能家居環境，已經成為人們提高生活質量的新訴求。

關鍵詞： ?物聯網;Android;App;PM2.5監測;智能空氣凈化器

中圖分類號： TP391.44;TN929.5?? ?文獻標識碼： A?? ?文章編號： 1672-9129（2018）09-0050-01

Abstract： ?With the continuous development and popularization of the application technology of the Internet of Things and mobile terminals， the use of Internet of Things technology and custom development of mobile terminals to create a system that can monitor and control smart home devices such as air purifiers anytime and anywhere， to create a safe The convenient， comfortable and healthy smart home environment has become a new demand for people to improve their quality of life.

Keywords： Internet of Things; Android; App; PM2.5 monitoring; intelligent air purifier

1 引言

霧霾天氣會對人體健康帶來傷害已經成為社會公眾認可并關注的現實問題，在外部公共環境的大氣治理尚無立竿見影的整改措施與效果的背景下，人們往往在家庭、辦公單位等相對私人、私密的空間內，通過空氣凈化器、新風系統等智能家居的應用，達到保持空氣流通、改善空氣質量、保護人體健康的目的。

傳統的空氣凈化器在應用的過程中，逐漸暴露出一系列諸如自動化程度低、操作過程不便利、采集到的空氣質量數據無法實現和用戶的實時互動等問題，隨著物聯網和手機移動終端應用技術的不斷發展和普及，利用物聯網技術和移動終端的定制開發，打造一款能夠隨時、隨地監測、控制空氣凈化器等智能家居設備控制系統，營造一個安全、便捷、舒適、健康的智能家居環境的智能手機App，已經成為廣大社會群眾提高生活質量的一個新訴求。

2 系統框架設計

本項目旨在通過研發一套基于物聯網技術的空氣凈化器智能控制系統，以移動智能終端為客戶端，通過無線保真暨Wi-Fi技術進行網絡通信，實現對空氣凈化器的運行狀態監測、空氣質量數據推送提醒和設備功能遠程控制。系統的技術架構圖如圖1所示：

系統主要包括智能空氣凈化器控制單元、Web服務器和手機端App三部分，本文主要對手機App的設計及開發進行闡述。

3 手機App設計

手機端App的開發基于Android 平臺，通過Wi-Fi或4G信號實現與Web服務器的通信和數據交換，接收并顯示空氣凈化器采集到的室內空氣質量信息。手機端架構由用戶展示層、用戶功能層、基礎功能層和Android內核層四層組成，其中用戶展示層用來展示已經開發完成并發布的功能應用，如空氣質量展示界面等;用戶功能層運行Android 平臺為應用程序的開發而提供的 API 框架;基礎功能層包括虛擬機和組件庫，虛擬機為應用程序提供運行環境，組件庫連接應用程序框架和Android內核;Android內核層提供內存、驅動、網絡協議與安全協議等核心服務。系統層次結構如圖2所示：

建成后的App應用具備下述主要功能：

3.1用戶注冊與登陸。進入app在“登錄界面”點擊“用戶注冊”按鈕，跳轉到注冊界面，根據提示完成用戶注冊。用戶注冊完成后，輸入注冊的用戶名及密碼完成登錄。界面視圖如圖3所示：

3.2配網設備添加與設備列表管理。登錄成功后，進入“App主界面”，并顯示“設備列表”。列表顯示用戶已經添加的設備，每個列表項顯示設備的名字和狀態。點擊列表項右側按鈕，可直接對該設備進行操作。

在“設備列表界面”點擊右上角“+按鈕”，再點擊“配置新設備”，按照界面提示檢查設備狀態，點擊“下一步”，輸入手機已經連接WIFI的密碼，即可完成配網設備添加操作。界面視圖如圖4所示：

3.3系統監測與控制管理。在"設備列表界面"點擊"設備名稱"，進入"設備控制界面"。點擊“一檔”、“二檔”、“三檔”可以切換空氣凈化器檔位。點擊“AUTO”切換自動擋，空氣凈化器根據空氣質量自動選擇檔位?！霸O備控制界面”中點擊“定時按鈕”，添加設備定時，“設備控制界面”點擊“延時按鈕”，設置設備延時操作。界面視圖如圖5所示：

4 項目研究意義與下一步展望

該項目的建設，能夠實現對室內空氣質量的自動監測和調節，實現對PM2.5指數及其他環境指標的實時監控和報警推送，并實現對空氣凈化器等智能家居設備的控制及運行狀態查看，能夠有效改善空氣質量和居住環境，有益于對人體健康的保護和調節。下一步，筆者計劃進一步深化研究，引入ZigBee、紅外網關等物聯網設備，推進與其他智能家居配套產品的一體化應用，實現一體化智能家居管控體系的建設，為用戶提供更安全、更可靠、更舒適的智能家居生活體驗。

參考文獻：

[1]徐歡 葉佳虹 林姹姹 尉建彬 王野.物聯網空氣凈化器的設計.電子世界.2016.24