Android平臺智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

鄒祖雄

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，對人們的生活也產(chǎn)生了很大影響，改善了人們的生活條件，提高了人們生活品質(zhì)。在智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，為人們的日常生活提供了很大便捷。本文主要就Android平臺特點(diǎn)以及智能家居控制系統(tǒng)組成加以闡述，然后對智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計原則和系統(tǒng)設(shè)計詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：Android平臺；智能家居；系統(tǒng)設(shè)計

0.引言

Android平臺以其開源的平臺特性，成為市場上最熱門的移動互聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)之一，Android系統(tǒng)的迅速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)一步成熟，為智能家居控制終端的發(fā)展帶來新鮮的思路。本文從智能家居的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢出發(fā)，研發(fā)了一種基于Android平臺的智能家居控制系統(tǒng)。

1.Android平臺特點(diǎn)以及智能家居控制系統(tǒng)組成

1.1Android平臺特征體現(xiàn)

Android，是基于Linux操作系統(tǒng)平臺的手機(jī)開源操作系統(tǒng)，是Google公司在2007年11月05日推出的，主要用于移動設(shè)備。2014年第四季度調(diào)查顯示，Android智能手機(jī)占據(jù)了市場的81.5%份額，遠(yuǎn)超占據(jù)市場14.8%的IOS，排名領(lǐng)先。中國市場占有率高達(dá)90%。獲得這樣的高速發(fā)展，Android平臺有其無可替代的優(yōu)勢[1]。Android是一個開放平臺。Android的開源特性使得它受到更多開發(fā)者的喜愛，擁有完全開放的源代碼，允許開發(fā)人員研究和修改，提高了開發(fā)人員的創(chuàng)新空間。

運(yùn)營商大力支持。各廠商都研發(fā)推出了 Android系統(tǒng)手機(jī)。美國幾大手機(jī)制造商，T-Mobile、Sprint、AT&T和Verizon全都推出了Android手機(jī)。此外，日本的NTTDoCoMo、KDDI、意大利的TelecomItalia、德國的T-Mobile、西班牙的Telef6nica等眾多運(yùn)營商都大力支持Android系統(tǒng)。入門容易。Android系統(tǒng)開發(fā)使用Java語言，入門容易，開發(fā)條件簡單，一臺電腦和一部Android系統(tǒng)手機(jī)即可滿足需求。硬件選擇種類多，兼容性強(qiáng)[2]。Android智能手機(jī)機(jī)型多樣，配置優(yōu)秀，功能全面，兼容性強(qiáng)，很大程度上提高了用戶體驗(yàn)和移動應(yīng)用推廣。

1.2智能家居控制系統(tǒng)主要組成

（1）智能安防系統(tǒng)，為家居環(huán)境提供安全保障，是智能家居的基礎(chǔ)功能；

（2）智能照明系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對整個居住空間的照明的智能控制管理，通過手機(jī)智能控制方式實(shí)現(xiàn)對居住環(huán)境照明燈的開和關(guān)；

（3）智能家電系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對家庭內(nèi)部家電設(shè)備的控制和管理；

（4）智能娛樂系統(tǒng)，是指對家居環(huán)境中的生活娛樂設(shè)備的控制和管理；

（5）節(jié)能控制系統(tǒng)，監(jiān)控統(tǒng)計家居環(huán)境中能源的利用，有利于家電的節(jié)能使用；

（6）智能家居生態(tài)系統(tǒng)：這是智能家居系統(tǒng)的理想發(fā)展方向，致力于生態(tài)循環(huán)。

2.基于Android智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計原則和系統(tǒng)設(shè)計

2.1基于Android智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計原則

第一，可行性，保證技術(shù)實(shí)施上的可實(shí)現(xiàn)性和系統(tǒng)運(yùn)行的可適應(yīng)性；

第二，易用性，注重用戶體驗(yàn)，設(shè)計易操作界面，保證界面的靈活性，同時保證用戶的個性化設(shè)置；

第三，完整性，充分利用軟硬件環(huán)境，不斷改進(jìn)系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能完善；

第四，可靠性，確保系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定和可靠，確保所研發(fā)系統(tǒng)的使用壽命；

第五，安全性，設(shè)置系統(tǒng)的登錄界面，保證用戶數(shù)據(jù)的安全性，制定可靠的通訊協(xié)議，避免通訊數(shù)據(jù)的泄露；

第六，可擴(kuò)展性，設(shè)計模塊化，各個模塊之間保留可擴(kuò)展的接口，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。

2.2基于Android智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計

Android客戶端控制軟件設(shè)計主要包括界面，通信功能，SQLite數(shù)據(jù)庫和操作日志模塊的設(shè)計。終端控制軟件作為用戶對產(chǎn)品最直接的體驗(yàn)，用戶通過終端控制軟件的操作來進(jìn)行與家具設(shè)備的交互，發(fā)送命令控制設(shè)備[3]?？刂凭W(wǎng)關(guān)是整個智能家居控制系統(tǒng)中最重要的部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送和處理。Android智能手機(jī)或平板電腦都帶有WIFI模塊，使用無線傳輸?shù)姆绞脚c智能控制終端相連并進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互通信。Android平臺終端軟件通過WIFI向控制網(wǎng)關(guān)發(fā)送控制命令。

首先用戶要通過軟件控制家居設(shè)備，用戶通過界面來實(shí)現(xiàn)對軟件的操作，所以良好的界面設(shè)計是十分必要的。當(dāng)用戶在界面上進(jìn)行按鈕操作時，軟件后臺將特定協(xié)議的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，發(fā)送給控制網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對家居設(shè)備的控制，這就需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能。用戶注冊時需要存儲用戶的賬號密碼等數(shù)據(jù)，并且用戶可以根據(jù)自己的喜好對界面和設(shè)備進(jìn)行一些設(shè)置，也要用到數(shù)據(jù)庫來保存用戶的操作。同時設(shè)計操作日志功能，方便用戶查詢歷史操作記錄和家居設(shè)備使用情況，提高安全性，也方便用戶估算用電量，注意節(jié)能使用，是智能家居節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計的體現(xiàn)。

基于Android平臺的智能家居控制軟件的設(shè)計主要有四大部分組成：用戶界面、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫和操作日志模塊。智能家居控制終端軟件構(gòu)成如圖3.4所示。

用戶界面設(shè)計資源由android的View類實(shí)現(xiàn)。通信功能采用基于TCP傳輸協(xié)議的Socket通信來實(shí)現(xiàn)。智能家居控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)量小，操作簡單，本文研究中使用SQLite數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲。操作日志模塊使用文件存儲方式實(shí)現(xiàn)。

界面設(shè)計。軟件應(yīng)用界面是人們對一個產(chǎn)品最直觀的體驗(yàn)，良好的界面設(shè)計不僅能提高用戶的體驗(yàn)效果，還能更好地推動產(chǎn)品的推廣。Android的用戶界面的設(shè)計一般通過三種設(shè)計方式來完成：其一，由XML配置界面布局構(gòu)成。其二，用戶程序代碼實(shí)現(xiàn)，其三，調(diào)用用戶界面功能函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

SQLite數(shù)據(jù)庫設(shè)計。（1）文件存儲方式Android平臺下的文件存儲，是使用輸入輸出流，即I/O流。Android中的文件存儲方式常用于大量的數(shù)據(jù)的存儲。數(shù)據(jù)既可以放在手機(jī)本身內(nèi)存中，也可以放在外部擴(kuò)展的SD卡中。（2）SharedPreferences存儲方式一般用來存儲一些用戶的簡單配置信息，使用Map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鍵值對的方式來存儲數(shù)據(jù)，采用了XML數(shù)據(jù)格式將數(shù)據(jù)存儲到設(shè)備中。比如在設(shè)計登錄界面時，用戶應(yīng)當(dāng)可以設(shè)置是否記住用戶名、密碼這一選項(xiàng)。其本身對存入的數(shù)據(jù)只能進(jìn)行查詢和獲取，而不能進(jìn)行修改，需要開發(fā)其他函數(shù)對象進(jìn)行修改，常用于存儲一些固定的參數(shù)數(shù)據(jù)[4]。（3）SQLite數(shù)據(jù)庫存儲方式SQLite數(shù)據(jù)庫是嵌入在Android系統(tǒng)里的輕量級關(guān)系數(shù)據(jù)庫，占用資源少，目前已經(jīng)使用在了很多嵌入式設(shè)備中，支持主流的操作系統(tǒng)，如Linux、Windows、Android等。它還能夠結(jié)合很多程序語言進(jìn)行開發(fā)，比如C#、Java等，相比于其他數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它的處理速度很快[43]，常用于數(shù)據(jù)量不大的應(yīng)用程序中。

3.結(jié)語

綜上，本文以家居智能化為研究背景，結(jié)合當(dāng)前智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，研發(fā)了一種基于Android平臺的智能家居控制系統(tǒng)，主要開發(fā)了Android平臺控制軟件，并成功實(shí)現(xiàn)了一種家庭控制網(wǎng)關(guān)的設(shè)計，這兩部分內(nèi)容都是智能家居系統(tǒng)的重要支撐部分。

參考文獻(xiàn)：

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