基于wifi构建的智能家居系统综合接入及控制装置(android客户端及综合测控)

基于WIFI构建的智能家居系统综合接入及控制装置(Android客户端及综合测控),系统总体设计方案,Android客户端设计方案,系统测试方案,研究的目的和主要内容,本文主要研究目的是设计出一套智能家居系统综合接入装置，覆盖WIFI、ZIGBEE无线网络、红外遥控和摄像头模块等，通过智能手机和因特网实现远距离实时地对家中环境信息的监控和对家用设备的操控，从而实现家居生活的智能化，极大地提高家居生活的便利性和舒适度。,研究的主要内容,1.研究嵌入式系统构架，设计出智能家居系统的核心部分，对各种网络通信的数据进行分析处理。,2.研究Android智能手机应用软件的编写思想及方法，设计一款人性化的手机应用。,3.研究ZIGBEE无线组网技术，实现ZIGBEE自组网，采集家中环境温湿度数据,4. 研究红外遥控编码解码的原理，和摄像头图片数据采集，完成Android手机的监控。,系统总体设计方案,在本系统中，用户通过Android智能手机软件远程访问主机的服务器，主动获取监控信息（如温度，湿度等），并通过红外学习遥控装置可以随心所欲地控制家中相关电器。若用户在家中则可以通过WIFI网络实现上述功能。 通过该主机上搭载的各个模块，实现不同设备之间通讯协议的相互转换，从而达到各种家用设备的无缝接入。其整体架构如下图所示：,系统设计总体框图：,图1 系统总体构图,系统主机方案分析-主机硬件模块：,图2 WIFI模块,图3 摄像头模块,图4 ZIGBEE协调器,图5 红外学习模块,监测节点方案分析,本系统中将使用一个ZIGBEE节点，与主控板上搭载的ZIGBEE协调器相互通信，在红外模块无法接发信号的地方布置ZIGBEE节点。实现模拟对家中温湿度的监测和开关灯，实时将监测数据反馈到Android客户端中。 本设计的监控节点包括ZIGBEE终端节点、LED灯（模拟家居电灯）和温湿度传感器DHT11 。,ZIGBEE协调器与终端节点程序流程图：,图6 ZIGBEE通信流程图,控制节点方案分析,本系统中将接收红外信号编码，经51单片机处理，进行相应的功能实现，实现模拟对家中风扇控制和晾衣架伸缩的控制。 本设计的控制节点由51单片机、红外接收模块、电机模块和晾衣架模块组成,监控节点和控制节点硬件模块,图9 DHT111温湿度传感器,图7 ZIGBEE终端节点,图8 红外接收模块,Android程序流程图,Android程序设计分析,2,3,Android客户端设计,Android客户端界面介绍,1,Android优势：,在分析各种手机客服端中，android系统是现今市场占有率最高，市场应用最多，最容易入门的手机系统。我们采用搭载安卓系统的手机作为控制器。以下是其具有的几点优势：高度的开放性友好的人机交互界面无缝结合Google应用挣脱运营商的束缚丰富的硬件选择不受任何限制的开发商,Android程序流程图：,图10 Android程序流程图,Android程序设计分析,当点击主界面的登录按钮后，进入手势控制界面。首次打开软件要新建手势密码，当正确重绘手势之后进入控制主界面。进入控制主界面之后还可以重新修改密码，防止密码被人窃取后随意控制自己的家中设备。采用手势密码的原因是为了防止少数人忘记密码，而且手势密码比较创新，能增强用户体检。手机必须在服务器注册该手机的地址才能进行操作。其中识别流程就是当输入完手势密码，手机将本手机的MAC地址发送给服务器，服务器将此MAC地址与其注册的MAC地址相匹配，相等时则发送匹配信息，进入下一界面。,Android程序设计分析,进入控制主界面后，手机客户端能修改手势密码，并且能够与控制节点上的ZIGBEE终端通信，控制LED灯的亮灭，以及采集温湿度数据并实时反馈显示在手机上，并且会在温湿度低于或超过一定程度下进行语音提示。点击风扇控制按钮，能进入红外学习模式界面。然后点击ToggleButton按钮，变成学习模式。点击按钮，手机向服务器发送IRR信令，服务器接收到IRR信令，等待红外遥控器发送红外编码，然后将此红外编码转发给手机客户端，手机将此编码存储，对应于此按键，其他按钮类似。只要重新点击ToggleButton按钮，就会进入控制模式，再点击刚才使用学习功能的按钮，就能发送刚刚学习的红外编码。,Android程序设计分析,当滑动屏幕到图片控制界面时，点击摄像头按钮能控制手机向服务器发送CAM信令，服务器收到该信令后控制主控板上的摄像头进行图像采集，将数据流通过wifi发送给手机客户端。数据处理方式是使用Socket协议进行接收，保存为byte格式，然后通过bitmap=BitmapFactory.decodeByteArray(databyte,0, databyte.length)这条语句将byte的图像数据流转换为Bitmap类对象，其是bmp格式编码。然后通过imageview.setImageBitmap(bitmap)显示图片。为了测试该图片