Android客戶端下智能家居系統的設計與實現

林喜輝

（北海職業學院，廣西 北海 536000）

1 智能家居APP的設計內涵

1.1 智能家居的概念

智能家居是智慧城市的基礎，是將計算機技術、網絡通信技術以及智能控制技術和多傳感技術等現代化技術有機結合后，與用戶家中的各類電子設備進行協調合作的一種智能化的嵌入式管理系統，是指家庭產品自動化、智能化、能夠在一些特定的情景下實現擬人化處理過程的系統。智能家居的實現需要具備3個條件。

（1）家庭內部要具備良好的網絡條件，可以使得整個房間都有良好的網絡進行連接。

（2）智能家居可以在網絡的支持下開展各項工作。

（3）該網絡是與當前最快的網速相匹配的，使得人們可以在更加高效、快捷的操作平臺上面進行相關操作。

1.2 智能家居Android客戶端的設計意義

智能家居Android客戶端的設計具有重要的意義。首先，在手機比較流行的當下，智能家居APP具有極高的實用價值。人們已經習慣了在手機上進行各種各樣的操作，APP的功能從最初的社交聊天到銀行轉賬匯款、從單機游戲到聯網游戲。手機終端APP具有較好的操作性和便利性。用戶在使用智能家居APP時，可以通過手機遠程遙控家居設備，實時監控家庭相關場景和接收信息，隨時隨地進行家庭相關信息的接收，包括實時對家庭設備進行遠程操控，進行實時語音和視頻通話等，可以實現用戶日常生活的智能化和信息化，推動智慧社區和智慧城市的形成。同時，隨著社會經濟的發展，人們越來越追求生活的舒適度，智能家居也在近幾年得到了良好的發展。通過設計相關的智能家居APP，可以在用戶功能和Android系統之間搭建一個橋梁，通過用戶對使用的反饋，可以促進相關設計人員對智能家居相關設計的進一步改進，完善智能家居設計的相關工作。

2 基于Android下的智能家居的設計分析

2.1 系統組成分析

在進行智能家居APP的設計時，首先要根據系統的設計目的來分析系統的組成，為系統的設計打下良好的基礎。智能家居的系統一般由以下5個部分組成。

（1）家庭中控。這是家居設備的控制核心，主要是設備控制、顯示工作狀態，對相關的安防警報進行推送等。（2）平臺服務器。這是智能家居APP的中心管理平臺。主要起到管理用戶、推送消息以及提供通信等功能。（3）社區服務器。社區服務器這一社區便民服務的管理平臺，可以實現單元自動開門、居民交流以及社區消息推送等功能[1]。（4）樓棟門口機。這是建設智慧型社區的基礎，可以滿足實時對講以及其他的居民交流等需求。（5）移動終端，這也是智能家居APP設計與實現的核心，基于Android平臺下，其可以提供信息傳輸、設備控制以及信息查詢等功能。

2.2 用戶需求分析

智能家居APP主要是面向廣大的業主來實現的，在進行設計時還需要考慮到業主在使用APP時的需求，做到精準化的設計與推廣，使其更加受到各方面的認可。

（1）要支持相關的社區業務事項的信息通知與交流，便于及時地讓用戶了解到小區的公告和業務通知。（2）要滿足用戶進行遠程操作住宅內的電器設備的條件。（3）要具備良好的用戶管理功能，便于用戶對相關的信息和數據進行后臺的處理，為用戶提供一鍵式的操作，并且要具備定期自動更新的功能，提高用戶的使用滿足感。

2.3 系統的整體設計分析

Android是基于Linux開放式內核而進行開發的嵌入式手機操作系統，以Eclipse為開發環境，以安卓開發工具（Android Development Tools，ADT）為開發插件，以SQLite作為開發數據庫，以Java為開發語言來構成一個可以在手機終端上使用的智能家居APP系統。在智能家居APP的設計時可以采用分層的設計模式，從上依次往下按照結構層次的不同進行劃分：如，登陸界面層、使用功能層、中間件層和系統操作層。以Android操作系統為基礎，中間件作為核心功能層，為用戶提供相關的數據訪問、消息推動和信息管理等服務；功能層則是在中間件層的基礎之上為用戶提供具體的服務，并且在用戶登錄界面展示用戶的相關信息。

3 智能家居APP的設計

3.1 控制界面的設計與實現

控制界面是使用智能家居APP最主要的途徑之一，對其的設計在智能家居的設計中處于領先地位。在控制界面的設計中，要注重設備管理的設計，設備管理是負責家居設備實時查看和遠程操控功能的，如傳感器、攝像機、空調和窗簾等。設備的信息分為設備的固定信息和設備的實時信息兩大類。固定信息包括設備數量和類型等，儲存在Config.xml文件中；設備的實時狀態信息實時存儲在State.xml中，便于用戶及時使用。用戶在選定某個設備的類型后，系統就會自動導出相關設備的信息，用戶便可以通過設備進行相關界面的控制，并且可以實現對相關設備信息的查詢。例如，在用戶點擊了某個設備的開關選項后，APP中的設備管理就可以自動進行信息匹配，然后通過相關的遠程技術自動對相關設備的信息進行處理。

3.2 信息服務的設計與實現

智能家居Android客戶端設計的目的是滿足用戶社區生活居家的需要，提高用戶生活的滿足感。在進行信息服務的設計時，要做好相關信息的接收和社區信息的推送，包括小區的物業服務信息和小區的公告推送等。例如，在用戶的日常設備使用中，智能家居Android客戶端就可以實現安防警報的發送，由家庭中控平臺發送至平臺服務器，再傳送到服務端的用戶手中，便于用戶對相關信息的接收[2]；小區物業的通知和公告則可以由專門的管理人員通過操作百度云管理控制臺，將相關信息發送到業主的手機APP中。一般情況下，這類信息會出現在用戶的手機通知欄，用戶在看到相關信息后點擊，就可以自動跳轉到相關界面，便于實現進一步的操作處理。

3.3 功能模塊的設計與實現

在功能的設計上，可以進行以下設計，包括設備配對、設備連接、添加遙控、場所選定和添加設備信息等方面：設備配對主要是在互聯網下實現路由器與主機的成功連接，便于用戶利用WiFi等實現網絡通信；設備連接是為了將分布在各個房間的設備進行有效的連接，如，將MAC等數據存儲在APP的數據庫中，便于更好地實現相應的指令分布。場所選定，即根據用戶家中的具體情況將相關信息添加到智能家居APP的數據庫中，包括餐廳、書房等。添加遙控是將家中某個電器的信息添加到APP中，便于實現遠程操作。添加設備信息是指在主機中錄入相關的家居遙控器的紅外或者射頻編碼，利用主機轉發編碼來將數據傳輸到APP中，便于實現控制終端向主機發達指令。

3.4 網關系統軟件設計與實現

智能家居Android客戶端的設計還離不開網關的設計，其負責整個系統的調度，是整個系統正常運行的核心。在APP的整體設計上，以嵌入式網關模塊和ZigBee模塊的設計為基礎。嵌入式網關主要是采用S3C2440AL作為CPU處理器，其串口與ZigBee通過協調器進行連接，接收家庭環境數據。設計嵌入式家庭網關的IP地址和域名，可以點擊相關參數，對家庭環境的相關情況進行實時查看。除了能看到各種信息推送通知，還可以通過Shell腳本，使用CURL工具實現圖像的及時抓拍及上傳[3]。通過CURL編程來調用JPush REmode API遠程接口，可以實現手機客戶端信息的推送。

4 結語

智能家居Android客戶端的設計具有明顯的優勢，是現代化社會發展信息化、智能化的標志之一，有利于提升大眾的居家滿足感，具有較好的實用性。雖然現階段智能家居的APP設計已經取得了很大的進步，但是仍要不斷加以完善。除此之外，雖然本文的研究思想是基于Android的系統開發，但是在系統的整體設計上，還要以Windows，iOS等系統設計的特點和要求，對相關的設計細節進行不斷完善，使得相關系統的設計具有廣泛的借鑒參考意義。只有構建多元化的系統功能，開發出更多的手機操作系統，不斷地提升用戶的使用體驗，才能促進我國現代化智慧社區的建設與發展。