基于IOS的智能家居移動終端開發(fā)

姜超

摘 要隨著近年來科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人民財富的增加和生活水平的提高，智能家居行業(yè)得到迅猛的發(fā)展。為了給用戶提供更好的使用體驗，提升用戶的生活質(zhì)量，進行了基于IOS的智能家居移動終端的開發(fā)。本課題結(jié)合用戶需求，通過實時監(jiān)測家庭環(huán)境相關(guān)參數(shù)，采取遠程控制措施，實現(xiàn)對家庭環(huán)境的有效監(jiān)控。設(shè)計基于IOS的移動端APP，最終實現(xiàn)智能家居移動終端的開發(fā)。

【關(guān)鍵詞】智能家居 移動終端 IOS

智能家居以建筑作為基礎(chǔ)平臺，融合了自動化控制技術(shù)、通信技術(shù)、安防技術(shù)、布線技術(shù)等，將建筑內(nèi)相關(guān)的設(shè)備集成，創(chuàng)造出一套高效的智能建筑系統(tǒng)，提升建筑的智能化和安全性，并實現(xiàn)了對住宅設(shè)施的統(tǒng)一管理和住宅環(huán)境的綜合監(jiān)控，使得人們的生活環(huán)境更加舒適，工作更加高效。同時，智能家居系統(tǒng)還能夠通過有線或無線的方式，自主地控制和管理家庭設(shè)備，實時監(jiān)控家庭環(huán)境，并進行安防報警。用戶通過基于IOS的智能終端實現(xiàn)對家電、家庭安保、環(huán)境監(jiān)控等控制功能。IOS作為市場上最受歡迎的操作系統(tǒng)，不僅擁有出色的用戶體驗，而且還擁有完整的開發(fā)框架。

1 智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

該智能家居系統(tǒng)可以劃分三個部分：ZigBee數(shù)據(jù)采集端、網(wǎng)關(guān)、移動終端。

數(shù)據(jù)采集端主要通過研究ZigBee節(jié)點組網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)ZigBee節(jié)點的組網(wǎng)，并結(jié)合相關(guān)的傳感器模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控功能，為該系統(tǒng)提供基本的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)移動端與數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)處理和交互的任務(wù)。移動終端在IOS系統(tǒng)上實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域的遠程監(jiān)控和管理，方便用戶進行遠程操作和控制。

2 IOS客戶端設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

IOS移動端數(shù)據(jù)庫采用SQLite，數(shù)據(jù)庫設(shè)計流程如下：

第一步：創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。結(jié)合系統(tǒng)需求可知，IOS移動端本地數(shù)據(jù)庫需要設(shè)計兩個數(shù)據(jù)表，即設(shè)備信息表和控制信息表。第二步：根據(jù)數(shù)據(jù)表，創(chuàng)建CoreData數(shù)據(jù)實體。第三步：定義一個繼承自NSObject的coreData管理類dataBaseManager。dataBaseManager提供了一個數(shù)據(jù)庫訪問接口，而且分別定義了添加、刪除、查詢、更新數(shù)據(jù)等方法。

2.2 IOS移動終端與網(wǎng)關(guān)通信實現(xiàn)

Socket通過對IP地址和端口進行描述來實現(xiàn)多種現(xiàn)虛擬機之間的相互通信。在本IOS移動端監(jiān)控軟件設(shè)的計中，使用CFNetwork framework進行Socket編程開發(fā)。服務(wù)器端首先調(diào)用socket函數(shù)定義服務(wù)端線程。接著調(diào)用bind函數(shù)將該線程與本機IP地址和本機端口進行綁定。再通過listen函數(shù)監(jiān)聽該Socket，服務(wù)端和客戶端建立連接。最后數(shù)據(jù)通信完畢，關(guān)閉Socket?？蛻舳耸紫日{(diào)用Socket函數(shù)定義客戶端線程。接著調(diào)用bind函數(shù)將該線程與本機IP地址和本機端口進行綁定，建立與服務(wù)器的連接。最后數(shù)據(jù)通信完畢，關(guān)閉Socket。經(jīng)過以上通信流程的設(shè)計，實現(xiàn)了Socket通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

2.3 業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計

本課題的IOS移動端業(yè)務(wù)邏輯主要包括指令發(fā)送和報警消息推送兩部分。發(fā)送指令是指調(diào)用數(shù)據(jù)持久層的查詢指令，然后將指令發(fā)送給系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，最后將通信是否成功的返回指令發(fā)送給表現(xiàn)層。報警消息推送是指使用IOS消息推送機制實現(xiàn)報警消息的推送，最后把該數(shù)據(jù)發(fā)回給表現(xiàn)層。IOS移動端的安防報警功能是使用消息推送來實現(xiàn)的。該推送服務(wù)主要應(yīng)用于人體紅外傳感器檢測人體入侵功能，當(dāng)數(shù)據(jù)采集端檢測到人體入侵時，則向APP服務(wù)端發(fā)送報警消息，APP服務(wù)端將該消息轉(zhuǎn)發(fā)給APNS服務(wù)，最后APNS服務(wù)則將該消息推送至移動端APP。

3 功能測試

功能測試主要針對整個系統(tǒng)各項具體功能進行的測試，以驗證各功能模塊設(shè)計的實現(xiàn)效果以及準(zhǔn)確性?？紤]到IOS開發(fā)真機調(diào)試的成本較高，該項測試主要在Android手機平臺上進行。系統(tǒng)原型如圖1所示。

該系統(tǒng)以PC為平臺，使用ZigBee節(jié)點進行了數(shù)據(jù)的采集和環(huán)境監(jiān)控的操作。對Arduino網(wǎng)關(guān)進行了連接和配置，并完成移動端和網(wǎng)關(guān)的連接。在基于IOS操作系統(tǒng)的移動端設(shè)備上進行了信息的展示與監(jiān)控的執(zhí)行等操作。通過對溫濕度數(shù)據(jù)采集測試用、遠程控制設(shè)備測試用、人體紅外傳感器測試用三部分對本系統(tǒng)進行了全方面的測試，移動端各項功能均能夠正常實現(xiàn)。

4 結(jié)語

經(jīng)過不斷的進步，智能家居行業(yè)迎來了快速的發(fā)展。從最初基本的家居控制應(yīng)用，到如今已經(jīng)發(fā)展到集家庭自動化、智能監(jiān)控、安防報警與一體的綜合智能管理系統(tǒng)。越來越適用于當(dāng)今社會的需求?；贗OS的智能家居移動終端不僅給用戶帶來良好的使用體驗，而且使用方便，直接在手機或者平板電腦上安全即可。由于各種原因本系統(tǒng)仍存在許多需要完善的地方。移動端界面比較簡潔，可后續(xù)結(jié)合硬件模塊的增加，相應(yīng)增加移動端的功能。本系統(tǒng)中，所有功能都是人為控制，后續(xù)可考慮結(jié)合大數(shù)據(jù)知識和自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)。

參考文獻

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作者單位

中原工學(xué)院 北京市 100043