基于Android系統(tǒng)的智能空氣凈化器手機(jī)App設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王博昊

摘要： 隨著物聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)移動(dòng)終端應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)終端的定制開(kāi)發(fā)，打造一款能夠隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)、控制空氣凈化器等智能家居設(shè)備的系統(tǒng)，營(yíng)造一個(gè)安全、便捷、舒適、健康的智能家居環(huán)境，已經(jīng)成為人們提高生活質(zhì)量的新訴求。

關(guān)鍵詞： ?物聯(lián)網(wǎng);Android;App;PM2.5監(jiān)測(cè);智能空氣凈化器

中圖分類號(hào)： TP391.44;TN929.5?? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A?? ?文章編號(hào)： 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(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)傷害已經(jīng)成為社會(huì)公眾認(rèn)可并關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，在外部公共環(huán)境的大氣治理尚無(wú)立竿見(jiàn)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(duì)私人、私密的空間內(nèi)，通過(guò)空氣凈化器、新風(fēng)系統(tǒng)等智能家居的應(yīng)用，達(dá)到保持空氣流通、改善空氣質(zhì)量、保護(hù)人體健康的目的。

傳統(tǒng)的空氣凈化器在應(yīng)用的過(guò)程中，逐漸暴露出一系列諸如自動(dòng)化程度低、操作過(guò)程不便利、采集到的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)和用戶的實(shí)時(shí)互動(dòng)等問(wèn)題，隨著物聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)移動(dòng)終端應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)終端的定制開(kāi)發(fā)，打造一款能夠隨時(shí)、隨地監(jiān)測(cè)、控制空氣凈化器等智能家居設(shè)備控制系統(tǒng)，營(yíng)造一個(gè)安全、便捷、舒適、健康的智能家居環(huán)境的智能手機(jī)App，已經(jīng)成為廣大社會(huì)群眾提高生活質(zhì)量的一個(gè)新訴求。

2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目旨在通過(guò)研發(fā)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的空氣凈化器智能控制系統(tǒng)，以移動(dòng)智能終端為客戶端，通過(guò)無(wú)線保真暨Wi-Fi技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣凈化器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)推送提醒和設(shè)備功能遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)圖如圖1所示：

系統(tǒng)主要包括智能空氣凈化器控制單元、Web服務(wù)器和手機(jī)端App三部分，本文主要對(duì)手機(jī)App的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)進(jìn)行闡述。

3 手機(jī)App設(shè)計(jì)

手機(jī)端App的開(kāi)發(fā)基于Android 平臺(tái)，通過(guò)Wi-Fi或4G信號(hào)實(shí)現(xiàn)與Web服務(wù)器的通信和數(shù)據(jù)交換，接收并顯示空氣凈化器采集到的室內(nèi)空氣質(zhì)量信息。手機(jī)端架構(gòu)由用戶展示層、用戶功能層、基礎(chǔ)功能層和Android內(nèi)核層四層組成，其中用戶展示層用來(lái)展示已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成并發(fā)布的功能應(yīng)用，如空氣質(zhì)量展示界面等;用戶功能層運(yùn)行Android 平臺(tái)為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)而提供的 API 框架;基礎(chǔ)功能層包括虛擬機(jī)和組件庫(kù)，虛擬機(jī)為應(yīng)用程序提供運(yùn)行環(huán)境，組件庫(kù)連接應(yīng)用程序框架和Android內(nèi)核;Android內(nèi)核層提供內(nèi)存、驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與安全協(xié)議等核心服務(wù)。系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示：

建成后的App應(yīng)用具備下述主要功能：

3.1用戶注冊(cè)與登陸。進(jìn)入app在“登錄界面”點(diǎn)擊“用戶注冊(cè)”按鈕，跳轉(zhuǎn)到注冊(cè)界面，根據(jù)提示完成用戶注冊(cè)。用戶注冊(cè)完成后，輸入注冊(cè)的用戶名及密碼完成登錄。界面視圖如圖3所示：

3.2配網(wǎng)設(shè)備添加與設(shè)備列表管理。登錄成功后，進(jìn)入“App主界面”，并顯示“設(shè)備列表”。列表顯示用戶已經(jīng)添加的設(shè)備，每個(gè)列表項(xiàng)顯示設(shè)備的名字和狀態(tài)。點(diǎn)擊列表項(xiàng)右側(cè)按鈕，可直接對(duì)該設(shè)備進(jìn)行操作。

在“設(shè)備列表界面”點(diǎn)擊右上角“+按鈕”，再點(diǎn)擊“配置新設(shè)備”，按照界面提示檢查設(shè)備狀態(tài)，點(diǎn)擊“下一步”，輸入手機(jī)已經(jīng)連接WIFI的密碼，即可完成配網(wǎng)設(shè)備添加操作。界面視圖如圖4所示：

3.3系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制管理。在"設(shè)備列表界面"點(diǎn)擊"設(shè)備名稱"，進(jìn)入"設(shè)備控制界面"。點(diǎn)擊“一檔”、“二檔”、“三檔”可以切換空氣凈化器檔位。點(diǎn)擊“AUTO”切換自動(dòng)擋，空氣凈化器根據(jù)空氣質(zhì)量自動(dòng)選擇檔位?！霸O(shè)備控制界面”中點(diǎn)擊“定時(shí)按鈕”，添加設(shè)備定時(shí)，“設(shè)備控制界面”點(diǎn)擊“延時(shí)按鈕”，設(shè)置設(shè)備延時(shí)操作。界面視圖如圖5所示：

4 項(xiàng)目研究意義與下一步展望

該項(xiàng)目的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5指數(shù)及其他環(huán)境指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警推送，并實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣凈化器等智能家居設(shè)備的控制及運(yùn)行狀態(tài)查看，能夠有效改善空氣質(zhì)量和居住環(huán)境，有益于對(duì)人體健康的保護(hù)和調(diào)節(jié)。下一步，筆者計(jì)劃進(jìn)一步深化研究，引入ZigBee、紅外網(wǎng)關(guān)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，推進(jìn)與其他智能家居配套產(chǎn)品的一體化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一體化智能家居管控體系的建設(shè)，為用戶提供更安全、更可靠、更舒適的智能家居生活體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐歡 葉佳虹 林姹姹 尉建彬 王野.物聯(lián)網(wǎng)空氣凈化器的設(shè)計(jì).電子世界.2016.24