基于Android系統(tǒng)的智能家居研究分析

【摘 要】對于目前市場上的智能家居而言，存在組網(wǎng)不靈活、兼容性差等劣勢，需要對其進行進一步的開發(fā)。根據(jù)Android系統(tǒng)，對智能家居控制系統(tǒng)進行改進，實現(xiàn)遠程控制，人們便可對家里的終端設(shè)備進行隨時的查看、控制，使家居生活更加便利、舒適。本文基于Android系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)進行分析，為智能家居的發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】智能家居；Android系統(tǒng)；系統(tǒng)開發(fā)；遠程控制

隨著信息科技的快速發(fā)展，人們的生活結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，家居系統(tǒng)隨之誕生。在網(wǎng)絡(luò)普及的背景下，智能家居系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，逐漸進入人們的生活。智能家居，利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與計算機系統(tǒng)，以住宅為平臺，連接各種家用設(shè)備，從而構(gòu)成相互協(xié)作的整體，進行遠程監(jiān)控，使家居生活更加安全、便利。

一、智能家居系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)概述

智能家居系統(tǒng)，主要利用WIFI、3G、GPRS、Internet等技術(shù)，對家居色設(shè)備進行遠程監(jiān)控。該具體具有安全性、可擴展性等基本特點，并融合的通信技術(shù)與嵌入式技術(shù)。在目前的智能家居系統(tǒng)中，根據(jù)布線方式的不同，可分為3G手機智能家居系統(tǒng)、依據(jù)現(xiàn)場總線的智能家居系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)，其中3G手機智能家居系統(tǒng)依據(jù)的是無線通訊，樓宇對講系統(tǒng)依據(jù)是集中控制。

（二）系統(tǒng)功能模塊

為了使智能家居系功能齊全、結(jié)構(gòu)完整，需要確定完整的功能模塊。智能家居系統(tǒng)的主要可分為四大功能模塊，即電器自動化控制模塊、遠程視頻監(jiān)控模塊、溫濕度檢測模塊、遠程手動控制模塊。其中，實現(xiàn)家里電器的自動化，利用電器自動化控制模塊，可實現(xiàn)定時澆花、下雨自動關(guān)窗。對于遠程視頻監(jiān)控模塊而言，將通過家里攝像頭拍攝到的監(jiān)控圖像顯示在手機、平板電腦上，對家里狀況進行實時監(jiān)控。同理，溫濕度檢測模塊是將家里的溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示在手機等設(shè)備上。遠程控制模塊，主要用于對家居電器的遠程控制，通過電腦、手機設(shè)備進入家電控制界面，對家電進行控制，例如，控制電視開關(guān)、空調(diào)溫度等。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能家居系統(tǒng)，主要框架分為硬件、軟件兩部分。在硬件方面，主要包括用戶手中的手持終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、無線路由器、傳感器、微控制器等。在軟件方面，主要是用戶手持終端上，可將Android 客戶端軟件裝在此終端，通過軟件界面，對服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址進行訪問，發(fā)送相應(yīng)信息，實現(xiàn)對家電的控制。

二、基于Android系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計

利用具有Android系統(tǒng)的設(shè)備，通過基于ARM平臺網(wǎng)管及家用設(shè)備，在有網(wǎng)絡(luò)的時候，用戶可對家中設(shè)備進行實時查看、控制。在該系統(tǒng)中，通過WIFI、GPRS等，將具有Android系統(tǒng)的智能設(shè)備連接到家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)與家庭所有設(shè)備的連接。用戶利用智能設(shè)備，對系統(tǒng)進行操作，通過網(wǎng)絡(luò)，將指令代碼發(fā)送給控制網(wǎng)關(guān)，然后控制網(wǎng)關(guān)根據(jù)接受的指令控制件家用設(shè)備。在總體設(shè)計中，主要包括硬件設(shè)計與控制網(wǎng)關(guān)設(shè)計，硬件設(shè)計有包括主控模塊、溫度控制模塊的設(shè)計、時間芯片的設(shè)計等。[3]而對于控制網(wǎng)關(guān)的設(shè)計，可采用3G與ARMI相結(jié)合的模式，確保設(shè)計系統(tǒng)的穩(wěn)定。

（二）系統(tǒng)終端

對于Android系統(tǒng)智能終端而言，其利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與家用設(shè)備的信息、數(shù)據(jù)交換。在對家用設(shè)備的進行控制的過程中，擁有Android智能終端的用戶將終端的APP打開，使其與接通網(wǎng)絡(luò)，然后通過網(wǎng)關(guān)控制、管理家中設(shè)備。當(dāng)利用Android智能終端，將連接通信指令發(fā)送給網(wǎng)關(guān)時，網(wǎng)關(guān)會將相關(guān)指令返回，以此形成一個通信鏈路。如果對家中帶有紅外線控制的電視等設(shè)備進行控制時，可直接通過網(wǎng)絡(luò)進行控制指令的發(fā)送，實現(xiàn)準確控制。如果對非紅外線的廚房等設(shè)備進行控制時，則需要啟動相應(yīng)的智能控制指令，控制設(shè)備的開與關(guān)。

在Android智能家居系統(tǒng)中，主要包括三個數(shù)據(jù)庫，即廚房設(shè)備電器的數(shù)據(jù)庫、家用電器數(shù)據(jù)庫、房間情景模式數(shù)據(jù)庫。智能終端的APP可利用控制模式對每一場景中的家電進行控制。目前，Android智能終端主要采用MVC模式，模型即為M，而視圖為V，控制器為C ，三者實現(xiàn)相互協(xié)同合作，對家電進行控制。[4]其中，模邏輯模型對家用電器、房間類屬性進行定義，規(guī)定操作的基本方法。視圖主要組織模型內(nèi)容，獲取模型數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式進行確定。對于控制器而言，其主要負責(zé)解釋用戶要求，并使要求映射為行為，并通過模型實現(xiàn)這些行為。

（三）監(jiān)控系統(tǒng)

對于Android客戶端的監(jiān)控系統(tǒng)而言，其主要分為數(shù)據(jù)處理模塊、遠程連接模塊、多媒體數(shù)據(jù)顯示模塊。在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，傳感器數(shù)據(jù)與服務(wù)器視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程連接模塊，此模塊對數(shù)據(jù)進行解析，并將其存儲于緩沖區(qū)內(nèi)。然后，數(shù)據(jù)處理模塊讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，并通過解碼器對這些數(shù)據(jù)進行解碼。最后，利用OpenGL圖形庫，將解碼后的多媒體數(shù)據(jù)繪制到手機、平板電腦屏幕上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻的顯示、播放。

三、結(jié)束語

基于Android系統(tǒng)設(shè)計智能家居系統(tǒng)，實現(xiàn)對家電的控制、安防報警、視頻監(jiān)控等，使智能家居系統(tǒng)更加靈活、多用、安全。利用Android智能家居系統(tǒng)終端，為移動用戶對家居環(huán)境的實時監(jiān)控提供方便，同時，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計節(jié)約了網(wǎng)關(guān)與客戶端的通信資源、流量，用戶可隨時對家居設(shè)備進行遠程控制與集中管理，使用戶住宅集節(jié)能、安全、方便于一體，使用戶生活更加舒適。

參考文獻：

[1]周時偉，謝維波.基于Android的智能家居終端設(shè)計與實現(xiàn)[J].微型機與應(yīng)用，2012，31（14）：10-13.

[2]王朝華，陳德艷，黃國宏等.基于Android的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2012，22（6）：225-228，233.

[3]張銀君，黃國蕓，鄭凌翔等.基于Android的智能家居系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（33）：57-58.

[4]黃楚然，馬樂.基于Android平臺的智能家居系統(tǒng)開發(fā)[J].信息通信，2013，（2）：101-102.