基于Android的智能家居终端的设计与研究

精品文档 1欢迎下载 基于 Android 的智能家居终端的设计与研究 摘 要 提出了一种智能家居终端的解决方案 该 方案采用目前比较流行的 Android 手机为其控制终端 设 计了一种集成控制多种家电设备的手机应用 该方案的提 出为智能家居终端的控制系统提供了一种新的思路 关键词 智能家居 Android 系统 客户端 Socket 通 信 doi 10 3969 j issn 1006 1010 2016 10 019 中图 分类号 TP311 文献标志码 A 文章编号 1006 1010 2016 10 0088 03 引用格式 刘波 基于 Android 的智能家居终端的设 计与研究 J 移动通信 2016 40 10 88 90 1 引言 近年来 智能家居的设想逐渐从概念变为现实 其中 远程控制各种家电设备是人们一直在追求和实验的目标 虽然市面上有很多通过遥控器远程控制家用电器的设备 但碍于一台设备只对应一个遥控器 导致用户需要使用众 精品文档 2欢迎下载 多的遥控器 这显然给用户的日常使用带来了极大不便 为解决上述问题 决定利用使用人数最多的 Android 系统的手机 结合家用智能网关 利用 Wi Fi 4G 等通信 技术设计一款可以集成各种家电设备控制器功能的手机应 用 2 系统总体结构设计 2 1 Android 系统简介 Android 是由 Google 公司开发的基于 Linux 平台的开 放源代码的操作系统 该平台主要由四部分组成 分别是 操作系统 中间件 用户界面和应用软件 2 2 总体框架设计 如图 1 所示 本系统的总体框架主要由四大部分组成 分别是智能网关控制器 转接设备 家用电器终端和 Android 客户端 Android 客户端向网关控制器发出控制指 令 通过转接设备将指令传送给家用电器终端 从而执行 相应的动作 以达到无线远程控制家电的目的 3 软件结构设计 该智能家居终端控制系统是基于 Android 平台 软件 总体设计主要是利用 Android 智能手机开发出可以远程控 精品文档 3欢迎下载 制家电设备的应用客户端 客户端通过 Wi Fi 和用电设备 进行连接 利用 Socket InputStream OutputStream 等 方法和服务器端进行通信 服务器端为各个用电设备传输 控制指令 最终利用手机客户端控制多台家电 3 1 应用框架 智能家居应用客户端框架主要由 UI 界面 Socket 通信 和 SQLite 数据库三部分组成 Java 主程序的编写使用了 Activity ActivityGroup BroadcastReceive Service Content Provider 等 Android 系统本身所有的多种组件 用户 UI 界面采用了最常用的 LinearLayout 线性布局方式 用户安装应用之后 点击 出现两秒的欢迎图片 然后自 动进入身份验证界面 输入账号密码即可进入主控制界面 点击相应按钮即可控制各种家电 具体设计流程图如图 2 所示 3 2 客户端功能实现 用户点击应用 首次使用需要注册账号 输入账号密 码 点击登陆 进入应用 首页显示着各种家用电器的按 钮 点击即可进入对应家电的控制页面 根据用户需要进 行调节 状态页面实时显示家电的控制状态 比如各个房 间的门 窗 灯 空调的开关状态 第三个是设置页面 主要有管理账号 添加用电设备 调节亮度 更换主题等 精品文档 4欢迎下载 功能 客户端界面如图 3 所示 图 3 客户端界面示意图 3 3 SQLite 数据库 此智能家居客户端使用的数据库是一款 Android 系统 内置的轻量级的关系型数据库 SQLite 使用此数据库 主要是用来存储用户创建的账户 密码和用电设备的状态 信息 历史记录等数据 方便用户随时查看和调用 SQLite 不仅支持标准的 SQL 语法 还遵循了数据库的 ACID Atomicity Consistency Isolation Durability 事务 SQLite 同时支持 NULL INTEGER REAL TEXT 和 BLOB 等多种数据类型 利用 SQLiteOpenHelper 中的两个抽 象方法 onCreate 和 onUpgrade 去创建和升级数据 库 利用 SQLiteDatabase 类中的 CRUD 对数据库进行添加 Create 查询 Retrieve 更新 Update 删除 Delete 等基本操作 3 4 Socket 通信 Android 内部提供了 Socket 编程通信 通过网络传输 数据方式 TCP 或 UDP 即可实现 client 和 server 之间的通 信 Socket 通信原理如图 4 所示 服务端和客户端之间通过 Socket 建立连接 之后就可 精品文档 5欢迎下载 进行通信 首先服务器端声明一个 ServerSocket 对象 然 后监听某个端口 ServerSocket server new ServerSocket port 当发现客户端有 Socket 试图连接 时 调用 accept 方法建立一个对应的 Socket 与之通信 accept 方法在没有数据进行接收时处于堵塞状态 Socket socket server accept 当接收到数据 与客户端 连接成功之后 通过获取 Socket 的 Inputstream 读取客户 端发来的数据 Reader reader new InputStreamReader socket getInputStream 读取 完数据后客户端往 Socket 输出流里写数据 首先定义好要 连接的服务器端 IP 地址和相对应的监听端口 然后创建一 个 Socket 对象与服务器建立连接 Socket client new Socket host port 连接成功后通过 Outputstream 往服务器端写数据 Writer writer new OutputStreamWriter client getOutputStream 即 可进行 TCP 协议的 Socket 数据传输 最后要注意的是如果 写操作之后不是对应输出流的关闭 而是阻塞式操作 要 flush 一下 writer flush 这样服务端才能收到客户 端发送的数据 4 结束语 本文所介绍的智能家居客户端是基于目前最流行的 Android 系统进行设计的 用户运行客户端后 可以通过 4G 或 Wi Fi 与家里各种用电设备匹配连接 进行远程控制 精品文档 6欢迎下载 从而达到智能家居的实现要求 此种方式可移植性好 成 本低 可扩展性好 提高了家用电器的工作效率 使家庭 生活步入一个新的高度 该客户端在后续的开发过程中 还可增加一些其他的功能 例如搜索指定的连接设备 一 键启动和关闭用户勾选的用电设备 与更多智能家居生产 厂家合作 使其兼容更多智能家居设备等 参考文献 1 董立岩 隋鹏 辛晓华 等 基于 Android 的智 能家居终端控制系统 J 吉林大学学报 信息科学版 2014 32 3 303 307 2 刘建华 田岁苗 赵勇 基于 Android 的智能家 居系统设计 J 西安邮电大学学报 2013 18 4 71 74 3 郭霖 第一行代码 Android M 北京 人民 邮电出版社 2014 249 277 4 周时伟 谢维波 基于 Android 的智能家居终端 设计与实现 J 微型机与应用 2012 31 14 10 13 5 宋小青 周东升 基于 Android 平台的应用开发 研究 J 软件导刊 2011 10 2 104 106 精品文档 7欢迎下载 6 Yeo L K Weon C J Remote controlled Home Automation System Via Bluetooth Home Network A Proc of SICE 2003 Annum Conference 2008 2824 2829 7 藏大进 刘增良 高干 等 基于物联网的智能 家居系统设计与实现 J 襄樊学院学报 2010 31 11 38 39 8 雷文礼 任新成 张栋 等 基于 Android 平台 的即时通信系统设计 J 现代电子技术 2015 38 3 13 15 9 黄洁