基于Android系統(tǒng)的智能家居設(shè)計方案

李瑞晟

（首都師范大學(xué)附屬中學(xué)，北京 00048）

基于Android系統(tǒng)的智能家居設(shè)計方案

李瑞晟

（首都師范大學(xué)附屬中學(xué)，北京 00048）

本文在討論當(dāng)代智能家居發(fā)展現(xiàn)狀的同時，將Android智能終端、智能家居控制系統(tǒng)和智能家居設(shè)備集成起來，研究并設(shè)計了基于Android系統(tǒng)的智能家居集中控制設(shè)計方案，使家居智能化逐步運用于普通家庭。

智能家居；智能家電；Android系統(tǒng)；集中控制

智能家居，是以住宅作為平臺載體，在家庭產(chǎn)品自動化，智能化的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將家庭中的各種設(shè)備和子系統(tǒng)（如照明系統(tǒng)、環(huán)境控制、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電）通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起的，建立的安全、便利和環(huán)保等多方面有點的居住環(huán)境。

智能家居提供了全方位的居住信息交換功能，優(yōu)化了生活方式和居住環(huán)境，節(jié)約各種能源，實現(xiàn)了家電控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、照明控制、防盜報警、計算機(jī)控制、定時控制以及遠(yuǎn)程遙控等功能。

Android是基于Linux的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和各種應(yīng)用軟件組成，主要應(yīng)用于各種移動設(shè)備，由Google公司開發(fā)。第一部Android智能手機(jī)發(fā)布于2008年10月，隨后Android系統(tǒng)逐步擴(kuò)展到智能手機(jī)、平板電腦及其他各種領(lǐng)域上，比如電視、數(shù)碼相機(jī)等系統(tǒng)設(shè)備，2013的第四季度，Android平臺手機(jī)的全球市場份額已經(jīng)達(dá)到78.1%。目前，全世界采用Android系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到10億臺。

1　智能家居設(shè)計方案

近年來，智能手機(jī)在全球范圍內(nèi)迅速普及，智能手機(jī)正在占據(jù)越來越多的手機(jī)市場份額，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平提高到一個新的層次，對生活環(huán)境的要求越來越高?；贏ndroid手機(jī)日益流行且系統(tǒng)開源，本方案將Android終端與智能家居集成起來，研究并實現(xiàn)了一種基于Android系統(tǒng)的智能家居控制終端。

在系統(tǒng)中，建立智能家居服務(wù)器來部署總體智能家居中控系統(tǒng)，來對各個智能家居設(shè)備和子系統(tǒng)進(jìn)行控制。

Android終端通過周圍的無線網(wǎng)絡(luò)，通過智能家居服務(wù)器，對智能家居中的智能家電設(shè)備和子系統(tǒng)的各級傳感器進(jìn)行通信，實現(xiàn)對智能設(shè)備的控制、傳感器值的讀取以及家居安防。

1.1智能家居系統(tǒng)總體框架

智能家居系統(tǒng)的設(shè)計理念和原則：科技、環(huán)保節(jié)能、舒適安全、個性化和人性化定制。

各個智能家居設(shè)備，比如智能家電、安防系統(tǒng)，溫度傳感器等采用統(tǒng)一接口，可以由智能家居服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一控制。Android終端可采用日常使用的智能手機(jī)和平板電腦等移動設(shè)備，可以通過網(wǎng)絡(luò)（移動通信網(wǎng)絡(luò)（2G/ 3G/4G）、WiFi或藍(lán)牙）與智能家電、傳感器和安防設(shè)備進(jìn)行通信。在家庭外部時，通過移動通信網(wǎng)絡(luò)來操作；在家庭內(nèi)部時，用WiFi或藍(lán)牙來操作。

該系統(tǒng)主要包括：遠(yuǎn)程與集中控制、智能家電、智能照明和采光、智能安防等各個子系統(tǒng)。本文主要研究Android終端對以上幾個部分的管理和控制。

1.2各智能家居子系統(tǒng)簡介

本智能家居系統(tǒng)設(shè)計方案中將采用以下子系統(tǒng)整合為現(xiàn)代智能家居的整體系統(tǒng)。

1.2.1遠(yuǎn)程與集中控制子系統(tǒng)

集中控制終端可采用日常使用的Android智能手機(jī)和平板電腦等移動設(shè)備，目前采用Android系統(tǒng)手機(jī)已經(jīng)占據(jù)智能手機(jī)70%以上市場份額。采用Android智能設(shè)備控制，不用購置單獨的終端設(shè)備，家庭人員使用方便。

集中控制系統(tǒng)后臺采用收集各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一分析，保證智能家居節(jié)能環(huán)保和舒適居住。

通過Internet網(wǎng)絡(luò)，家庭成員可以在辦公室或旅游地，遠(yuǎn)程查看家庭內(nèi)部視頻圖像，查看各種設(shè)備的使用情況，隨時控制各種家居設(shè)備。

通過場景設(shè)計功能，可以設(shè)置居家（用餐、運動和睡眠）、離家等多重模式，綜合控制家居設(shè)備。以下為假設(shè)的各種場景模式：①工作日早上7：30分，系統(tǒng)自動進(jìn)入“早餐”模式，開啟照明，客廳和餐廳的電視機(jī)打開，電視機(jī)自動進(jìn)行設(shè)定頻道。8：30系統(tǒng)自動進(jìn)入“離家”模式。所有照明燈光關(guān)閉，預(yù)設(shè)的電器電源，百葉窗自動關(guān)閉，安防系統(tǒng)隨后啟動離家布防。②下午5：00，系統(tǒng)自動進(jìn)入“回家”模式，夏天，自動開啟空調(diào)，回到若是在冬天，開啟空調(diào)或取暖設(shè)備，啟動熱水系統(tǒng)。人員回家后，安防系統(tǒng)隨后啟動在家布防。③晚上22：00系統(tǒng)自動進(jìn)入“睡眠”模式，臥室照明燈光啟動，安防系統(tǒng)開始“夜間”布防狀態(tài)。

1.2.2智能家電控制子系統(tǒng)

通過用智能電器插座、紅外感應(yīng)器、定時控制器、藍(lán)牙設(shè)備等智能產(chǎn)品的隨意組合，既可以實現(xiàn)對普通家用電器進(jìn)行改造，也可以實現(xiàn)對智能家電的定時控制、無線遙控、集中控制、電話遠(yuǎn)程控制、電腦控制等多種智能控制。中國逐步邁入老齡化社會，通過對智能醫(yī)療設(shè)備的監(jiān)控，檢測家庭老年人的心跳、脈搏和血壓血糖等指標(biāo)，實時關(guān)注家人的健康狀況。通過于家電設(shè)備的數(shù)據(jù)處理、存儲和查詢，對各個家電設(shè)備的使用情況，進(jìn)行全面和準(zhǔn)確的分析，提供對用戶體驗的滿意度。使用Android終端，就可以對家庭全部家電情況和使用情況進(jìn)行查看和比較。

1.2.3智能照明與采光子控制系統(tǒng)

通過亮度傳感器調(diào)光功能和定時控制器，智能窗簾、百葉窗等設(shè)備每天自動定時啟動，根據(jù)天氣情況，自動開啟。智能照明系統(tǒng)根據(jù)光照、天氣情況，開關(guān)燈光，調(diào)解亮度。讓家庭成員享受自動便捷的照明方式。

通過亮度記憶、照明方式的記錄等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)定不同房間，不同功能分區(qū)的各種照明方案。

通過各種照明方案和延時功能設(shè)計，還能達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的功能。

1.2.4智能安防子系統(tǒng)

智能安防子系統(tǒng)，分為門禁、報警和監(jiān)控三大部分。據(jù)所安裝的門禁設(shè)備類型，可以實現(xiàn)密碼、掃描Android終端和掃描人體特征等多重進(jìn)門設(shè)計。

報警部分，具有防盜、防非法闖入自動報警功能，同時對廚房、浴室的煙感、溫度及可燃?xì)怏w的自動報警功能。通過Android終端報警提示，自動撥打用戶設(shè)定電話，語音警告等等各種方式報告險情。

通過Android終端、電腦、智能家居控制終端即可進(jìn)行家庭各個位置的監(jiān)控和查看功能。

2　智能家居的未來發(fā)展

隨著市場的逐步打開及不斷發(fā)展，智能家居的發(fā)展方向逐步從偏技術(shù)轉(zhuǎn)向偏用戶體驗管理。家庭能源管理、用戶體驗、開放式的家庭信息平臺以及個性化的增值體驗服務(wù)逐漸成為后續(xù)發(fā)展方向。

智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，而且不是被動的、分散的家居設(shè)備，是具有能動性、集成性、智能化的工具和整體駕馭系統(tǒng)，能提供全方位的信息交換功能，優(yōu)化生活方式和居住環(huán)境，幫助家庭成員合理有效地安排時間，節(jié)約各種能源，提供優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、高效和安全的生活空間。隨著人們生活水平的提高，大家對智能家居的需求會越來越高，所以智能化家居是人類居住辦公環(huán)境發(fā)展的必然趨勢，未來發(fā)展前景廣闊。智能家居作為一個新生產(chǎn)業(yè)，處于一個導(dǎo)入期與成長期的臨界點，市場消費觀念還未形成，但隨著智能家居市場推廣普及的進(jìn)一步落實，培育起消費者的使用習(xí)慣，智能家居市場的消費潛力必然是巨大的，產(chǎn)業(yè)前景光明。隨著Android系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，使用率逐步提高，最終會達(dá)到，基于Android手機(jī)，隨時隨地，查看家人情況，檢測家人健康數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制所有家用設(shè)備的完美智能家居的水平。

［1］張明星，孫嬌于先軍Android智能穿戴設(shè)備開發(fā)從入門到精通［M］.北京：中國鐵道出版社，2014.

［2］杜光林，張漢奇.網(wǎng)絡(luò)家電夢想不再遙遠(yuǎn)［J］.家用電器科技，2000（6）：12-15.

Designing Schemeof Smart Homebased on Android System

Li Ruisheng
（Affiliated High School of Capital Normal University，Beijing 100048）

This article discussed the development status of contemporary intelligent home，and at the same time，integrated Android intelligent terminal，intelligent home control system and intelligent home equipment，and researched and designed the smart home centralized control design scheme based on Android system，making the smart home be gradually used in ordinary families.

smart home；intelligent home appliances；Android system；centralized control

TU855；TP311

A

1003-5168（2015）12-0016-2

2015-12-15

李瑞晟（1998.7-），首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高三4班學(xué)生。