【基于Android系统的家庭远程控制系统设计9300字（论文）】

VII基于Android系统的家庭远程控制系统设计摘要本文主要是完成基于Android系统的家庭远程控制系统的设计。该系统主要包括硬件载体（智能手机，传感器，集成控制器，红外模块），智能终端使用的系统（Android系统）以及通信方法（WiFi）。文章反映了国内外家庭遥控器的发展，比较了两者之间的区别，从而找到了该系统的巨大国内市场，并引出了本课题的研究意义，并从中选择了两种选择。系统和通讯方式。在各个方面进行分析和比较。最后，完成了智能终端，WiFi传输和家用电器的互连和互通的总体架构设计，并开发了智能终端客户端软件来完成家庭的远程控制服务以及对每个单个家庭的控制。因素扩展到整个家庭。为了控制家庭设备，智能终端通过传感器网络和无线通信网络获取家庭环境的实时状态，并将其显示在智能终端上，提供友好的人机交互界面，真正实现了对家庭设备的控制。智能，安全和舒适的目的。智能终端的应用程序APP允许将其下载到同一平台上的任何智能终端，易于推广和传播。关键词：家居远程控制，Android系统，WiFi传输，智能终端1绪论1.1选题背景我的毕业设计题目基于android系统智能家居远程控制系统设计，在整个毕业设计过程中，我将在老师的指导下，严格按照设计规范，设计任务书，认真仔细并独立地完成此设计，合理运用专业知识并解决与之相关的问题。在智能家居当中也同样体现了物联网的发展，受到物联网的影响，灯光、空调等家庭当中的各种设备被逐渐连接在一起，家庭设备成为统一的整体，与以前老的智能家居比较来说。传统的智能家居，由于采用的标准各不相同，因此形成了一种无法阻止的状态，家庭成员在对这些家居进行整合时，往往需要对大量的时间成本、金钱成本进行花费，而物联网则能够通过无线网络将这些传统智能家居整合起来，方便家庭成员更加方便、快捷的对其进行管理，这样的技术不仅大幅度的提高了人们的生活品质，也成为了当今时代的重要需求，物联网家居能够帮助家庭成员对家庭情况进行远程控制，从而更好的享受生活。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状在1984年美国出现第一座智能建筑之后，世界上各个经济发达国家相继发布了不同的智能家居解决方案[1]。智能家居已在欧洲，美洲和亚洲广泛使用。在美国，关于老年人和残疾人的问题，佛罗里达大学通过传感器技术，监测技术和生理监测技术开发了一种基于普及计算机的智能网络管理技术[2]。马萨诸塞州大学的多智能体系统实验室基于智能家居环境的配置开发了分布式自主式家居控制代理，可以实现以智能代替人类的服务，并有效地提高工作效率。智能代理可以使用共享的公共资源来推断运动轨迹以适应环境的变化。微软的Easyliving希望通过可以识别上下文并跟踪视频然后处理图像的技术来监视用户。该系统可以实时识别人的图像，并通过活动徽章识别用户[3]。Easyliving几何模型通过测量用户在一米内的位置来定义几何关系。在欧洲的法国，格勒尼布尔开发了一种带有红外传感器的公寓，该公寓可以评估角色的行为，称为HIS项目。传感器可以通过CAN与数据交互，以实现危险情况的报警功能。同样在英国，已经开发了类似的智能房屋，它不仅可以为用户提供安全监控和响应，还可以监控室内设备[4]。在日本，松冈开发出了配备有一百多个传感器的智能房屋，通过这些传感器，传感器可以自动监视是否发生事故。传感器安装在家用电器上，可以通过数据转换技术监视事故[8]。研究人员还使用红外传感器，电磁开关，自动控制，安全和娱乐作为智能家居系统之一，这是一个相对全面的面向互联网的宽带宽带家居控制网络[5]。20世纪末，在新加坡举行的展览会上，通过模拟“未来之家”，推出了适用于新加坡的智能家居系统。主要实现是一系列功能，例如安全监控，可视对讲和智能接线。同样，美国使用X-10产品技术将旧房屋改造成独栋别墅，但不适用于我国。三星还通过其机顶盒和网络技术开发了一种基于自动控制，安全性和娱乐性的智能家居系统。它是用于宽带Internet的相对全面的家庭控制网络。在伟大的社会发展的推动下，智能家居正变得越来越受欢迎。尽管不可能一overnight而就，但来自世界各地的公司正在大力发展相关行业。IBM的MichaelKerrosk说：“这是IBM不可忽视的机会”[9]。1.2.2国内研究状况在国内，从我国目前的情况出发，我国作为制造大国的同时并不能算制造强国，大部分的产品以模仿为主，产能过剩，但创新不足，再加之由于国家在智能家居行业没有制定规范的、强制性的法律法规或行业标准，所以我国的智能家居相关产品和软件落后于世界先进水平[10]。我国目前只有几家大型企业如联想、海尔、中兴、海信等已经研发出一些有代表性的产品，其他大部分企业对之持观望态度，想形成一整套成熟的产业化体系还有很长的路要走[11]。消费者层面，愿意使用智能终端作为操作平台的更是屈指可数，弱势的设备厂家只能致力于一个集成控制电源的小部件小部件，用之实现对家电的最简单控制，完全无法诠释智能家居控制的概念[12]。但基于智能手机的智能家居控制平台已明显被大众所发觉，研发基于智能终端的智能家居控制操作平台，有利于在国内乃至世界范围的智能家居行业形成统一而规范的平台。随着规范平台的建立和行业标准的出台，在智能终端技术不断进步，智能终端在年轻群体中的愈发广泛的应用，一切因素都指向一个光明的前景：智能家居控制这一新兴行业必将引领新一代家电家居制造的风潮[13]。目前智能家居远程控制系统的相关研究已经很多了，在各大高校的类物联网实验室以及各大电器制造商的实验室中积累了大量此方面的技术经验，不过智能家居行业还处于发展的初级阶段，存在很多不规范乃至混乱问题。有很多小厂商都很有想法，但只能零散的生产了一些智能家居产品设备，不过专业化规模化生产的厂家还少之又少。国内在此方面也没有指定统一的法律法规和标准，因而很容易出现质量监管漏洞问题，没有消费者愿意为了一个不明确的产品，一个未经反复验证的产品买单。与此同时，正是由于相关设备无法大规模生产，相关技术就不够成熟统一，因而远程智能家居控制系统还存在安装复杂、价格昂贵、操作不便等多方面的问题[14]。1.4本文研究内容本论文追随智能家居发展的前沿，设计了一种应用于智能终端的远程家居控制系统，此系统具有安全、易扩展、成本低等特点，选用了开源的安卓系统作为载体，利用安卓系统中提供的各种模块开发出移动客户端软件。用户可以将软件下载至手机，尔后运用手机操作控制家中各个电器，同时家居环境中的状态也通过传感器网络反馈给智能终端，再通过WiFi和服务器，手机通信，而以安卓系统为平台的软件设计最主要的是体现该系统广泛性，便捷性，易用性。2.Android开发平台研究与分析及总体方案作为初级软件设计师，Android开发平台是一个易于使用且可以满足个人使用需求的平台。无疑，这是一个展示个人才华和想象力的平台。作为消费者，在选择操作系统平台时，他将考虑系统的稳定性，软件的多样性，硬件制造商的多元化选择以及最重要的成本效益。Android使生活更加便利，降低了消费成本并减少了缺陷。修补更及时。从开发人员和用户的角度来看，我相信Android平台将成为最受欢迎的操作系统。因此，选择Android平台作为本文软件设计的基础。2.1Android平台特征Android系统是在linux系统的基础上构建的，它使用的编程语言是Java，它具有高度的可移植性并且可以在多个平台上运行。与其他开发平台相比，Android系统的主要优势体现在以下几个方面：替换Android系统的应用程序框架程序组件。Android系统选择了虚拟机平台来运行该软件，以满足诸如小内存之类的移动电话的特性。浏览器随附的，您可以使用开源引擎。优化的图形库：系统附带一个多维图形库，图像调用简单而丰富。使用SQLite工具进行数据存储。这种数据库具有较低的资源要求，是轻量级数据库，支持SQL数据库的语言，并且可以使用此数据库进行相关的事务处理。2.2Android的结构和工作机制Android平台包括四个层次，即Linux内核层，开发库层，应用程序框架层和应用程序框架。下面使用程序层等描述这四个级别的具体条件。（1）Linux内核层，该层位于软件和硬件层之间，可以用于相应的内存管理，进程管理，还可以管理某些驱动器模块。（2）开发库层。它包括许多运行时库和其他库。Android系统需要使用一些核心库和虚拟机集来实现相关功能，这些功能对许多类库都有强大的支持。（3）应用框架层。所有应用程序都可以根据需要分发相关组件，或者直接使用其他程序分发的组件。（4）应用层。Android系统随附许多应用程序，例如地址簿，日历和浏览器。这些是最基本的服务。2.3家居控制系统技术Android平台包括四个层次，即Linux内核层，开发库层，应用程序框架层和应用程序框架。（1）手机信息服务这种服务可以以多种形式实现，例如传统的短信和多媒体短信。通过使用这些服务，可以显着提高信息服务的效率。使用手机信息服务的优点是：手机短信服务快捷方便；而且成本很低，没有时间限制。在暂时无法接收信息的情况下，可以临时存储已发送的文本消息。（2）瘦客户端/服务器类型此类型表示客户端不需要安装应用程序，并且在服务器上执行了相关的请求处理。客户端通过浏览器连接服务器并实现相应的功能。目前，常用的技术主要基于WAP和WML。使用浏览器来实现相关的功能操作具有一定程度的安全性，并且可以促进数据处理。但是，在存储数据时，主要通过Cookie进行存储，因此存储容量非常有限。（3）客户端/服务器类型这种类型的主要特征是主应用程序安装在客户端上，并且可以通过在客户端上存储少量数据来实现相应的处理，并且部分业务操作可以独立完成。在这种模式下，应用程序主要分为两部分：计算机终端执行的处理和服务器执行的处理。这样可以更好地利用本地存储资源，达到相应的离线操作目的。（4）智能客户端/服务器类型在这种类型中，智能客户端可以执行某些数据处理并通过调用本地资源来实现智能连接。另外，它还可以提供一些合适的交互处理功能。与传统的B/S模式相比，智能客户端的优势是多方面的。2.4数据库技术Android平台包括四个层次，即Linux内核层，开发库层，应用程序框架层和应用程序框架。（1）手机信息服务这种服务可以以多种形式实现，例如传统的短信和多媒体短信。通过使用这些服务，可以显着提高信息服务的效率。使用手机信息服务的优点是：手机短信服务快捷方便；而且成本很低，没有时间限制。在暂时无法接收信息的情况下，可以临时存储已发送的文本消息。（2）瘦客户端/服务器类型此类型表示客户端不需要安装应用程序，并且在服务器上执行了相关的请求处理。客户端通过浏览器连接服务器并实现相应的功能。目前，常用的技术主要基于WAP和WML。使用浏览器来实现相关的功能操作具有一定程度的安全性，并且可以促进数据处理。但是，在存储数据时，主要通过Cookie进行存储，因此存储容量非常有限。（3）客户端/服务器类型MySQL数据库用于该系统的开发中，该系统是由MySQLAB开发的，是众所周知的关系数据库。在这种数据库中，相关数据存储在不同的表中，而不是统一的存储管理，这可以显着提高数据存储速度并提高灵活性。该数据库主要使用SQL语言执行相关的数据操作，例如访问和查询。MySQL数据库的主要优点之一是它是开源的，不占用太多空间，并且运算速度很快。因此，许多中小企业选择这种数据库。根据经验，这种数据库具有出色的性能，可以与各种智能终端很好地匹配。与某些大型数据库相比，这种数据库具有某些缺点，但是从总体上讲，它非常适合中小型企业的需求，并且其提供的功能可以满足此类企业的相关要求。此外，该数据库是开源的，可以显着降低总拥有成本。该系统的开发中使用了几种软件，例如Linux，Apache和MySQL。由于它们都是免费或开源的，因此可以以非常低的成本构建功能强大的网站系统。2.5家居控制系统结构框架家庭控制系统主要选择C/S结构。采用这种结构，系统可以方便地利用两端硬件环境的优势，合理分配任务，更好地利用系统资源，大大减少了系统的通信开销。。目前，大多数应用软件都选择这种架构模型。在分布式Web应用程序开发的推动下，其应用范围将进一步扩大。在这种模式下，所有应用程序都可以执行相同的业务处理。不同类型的用户可以根据需要访问新的和现有的应用程序系统，并在原有基础上扩展新的应用程序系统。2.6本章小结本章主要介绍应用软件开发平台。首先，通过比较当前流行的智能电话系统，获得了Android系统在智能电话应用程序中的优势。它拥有巨大的财产和开放的软件开发环境，使其变得智能。家庭系统更容易为公众所接受。然后，我介绍了Android系统，主要介绍了其体系结构，详细介绍了每个组件的功能，并了解了其工作流程。实际上，它是对Android系统中应用程序技术的一种分析。Android系统的成熟是支持整个Android系统的平稳运行的保证。最后，对Android的存储技术进行了分类，指出了其对整个系统的适应性，并简要介绍了智能家居系统中使用的数据库技术。3远程家居控制系统方案在使用手机Android系统实现家电智能控制系统中，有两种方式可以控制常用的控制方案。第一种方法是使用无线WIFI家庭服务器的家用电器控制系统来实现家用电器的远程操作和使用功能，并显示和监视Android智能设备上正在使用的家用电器的使用情况。同时，可以配置相应的文件以更改主界面布局，界面颜色和界面背景图像。同时，可以装载多个红外模块以远程控制电器。第二种方法是使用控制系统，该系统使用面向Web的服务来实现电器的智能操作。该控制系统基于物联网系统。设计了一种可以在Android系统上进行控制的远程控制终端。该终端还可以通过Arduino平台实现家庭信息的收集和控制信号的发送。本章介绍了基于Android智能家电控制系统要实现的目标，分析了系统的功能要求，然后设计了足以支持系统的硬件模块。3.1系统功能需求基于Android的家用电器智能控制系统的目的是通过无线和有线网络等技术方法来实现对家用电器的控制。该系统通过多种技术实现。包括Android技术，自动化控制技术和通信技术。等效于将大脑附加到电气设备上，以实现远程监控和操作。其主要功能是操作员可以在家中对电气设备进行实时操作和使用，并可以从远程位置掌握家庭环境信息数据。例如，打开和关闭空调，读取当前室内温度，使用室内照明灯和开关等。上面的描述是智能家电控制系统要实现的主要目标。结合这些要求，基于Android的控制系统的功能分析如下：1）能够同时控制和使用多个电器的能力；2）实时收集和分析各种家庭环境中的各种环境条件和各种信息数据；3）通过分析设备数据信息，实现故障检测，管理，告警等；4）使用软件来实现家庭中各种电器的远程控制。3.2基于WIFI服务器的家居控制系统Android手机或移动平台包含智能电器控制系统的每个子系统。它具有非常强大的功能，并且是整个家庭中所有电器的控制平台。它通过WIFI网络与控制器通信。家里的控制器有一个无线传输模块，其节点通过红外连接到相应的电气设备。通过WIFI网关实现控制平台与智能设备之间的通信，并完成连接。传输和交换数据。现在，我们每天使用的Android手机和其他平台都配备了无线WIFI模块，可以将其连接到无线WIFI网络。在这种情况下，我们可以使用Android系统的移动平台通过WIFI与在家中建立的WIFI服务器进行通信。发送相应的说明以在家中操作电气设备。该系统具有三个功能不同的模块。它们是用户用于操作的接口模块。WIFI无线通讯模块，用于传输指令和数据；和中央控制模块。3.3WIFI通信模块设计通信模块是智能电器控制系统的核心部分。它的主要功能是实现Android平台与无线网关之间以及无线网关与中央控制器之间的数据传输。无线网关收到用户在Android平台上输入的指令信息后。对接收到的指令信息进行某些修改，然后将修改后的指令信息发送到中央控制器。换句话说，WIFI通信模块包括数据接收模块和数据发送模块。1.数据接收模块的主要目的是完成对用户在Android平台上发送的数据以及中央控制模块中各种传感器收集的各种电器的运行信息和环境参数的接收。2.数据发送模块。实现的功能是将每个电器的使用参数和从中央控制模块中的传感器收集的家庭环境参数发送到Android平台，以便用户可以根据反馈数据参数来操作相应的设备。另一种是将控制网关收到的命令转发到中央控制器。3.4中央控制模块设计中央控制模块是在整个智能电气系统中实现电器控制和家庭环境监控的模块。它的主要任务是处理WIFI通信模块接收到的命令，然后将它们发送到相应的电气设备或相应的传感器，并实现将家庭环境监控的参数传输到WIFI通信模块。3.5系统整体架构设计控制系统使用计算机作为控制系统的主服务器，同时使用Android系统的智能终端作为客户端。智能终端通过3g，互联网，GPRS等当前主流通信方式从主服务器获取所需信息。中国家电的远程控制是通过服务器与主控制器之间的无线通信实现的。房间控制器以及房间内家用电器中内置的相应硬件。这种设计可以使控制硬件的设计更加简单，不需要在家里进行改善的对象，也不需要购买其他设备来实现控制功能，有效地降低了用户的使用成本。即将到来的系统不仅可以与日常照明设备连接，而且同时，只要将其他电气设备连接到系统，就可以控制其功能。因此，系统具有良好的可扩展性。3.6传感器网络及其控制器传感器是一种检测设备，可以感知被测信息，并且可以根据一定规则将感测到的信息转换为电信号或其他所需形式的信息输出，从而满足信息的传输，处理，存储和显示信息，记录和控制要求。此设计之所以使用传感器来感知家庭中的各种信息（温度，相对湿度，光照条件等），是因为主要家电制造商的当前电路系统都是封闭的。每个电器都是一个独立的，独立的电路信号控制系统，很难从外部插件中提取出来。因此，本设计排在第二位，并收集各种家用信号供用户使用，系统根据分别设置的各种家用传感器来分析和使用它们，以实现家用电器的远程智能控制等。这种设计可以最大化该系统集成了各种家用电器，以实现统一控制。3.7本章小结本章首先简要介绍了这种家居控制系统的概念，并设计了支持系统的相关传感器网络控制器硬件设备。4安卓系统平台家居控制的设计4.1软件终端的结构设计Android智能手机应用程序使用MVC设计模式，这限制了框架上程序的开发。模式包括逻辑模型，视图模型和控制器。为了实现低耦合，在该模式下将视图层和逻辑层分离。模型层的主要任务是开发逻辑和流程行为。同时，视图层的主要任务是为人机交互提供更好的图形，这是用户界面的直观表达，而控制层的主要任务是接受用户对您意图的表达并注意这一点。在人机交互界面的设计中，我们可以看到存在res和src目录。前者用于显示，后者用于逻辑实现，从而使MVC模式清晰且可操作性强。此模式是从设计模式和逻辑层分层的。在项目结构化之后，计划和管理的代码起着重要的作用，以便可以直观地识别源代码结构，从而减少了后续维护的工作量并提高了开发效率。MVC是系统开发中常用的模型，主要包括三个部分：模型，视图和控制器。基于此模型，在开发系统时，将相应的业务逻辑，数据和接口分离开，从而可以轻松地对功能逻辑进行集中。在设计相应的用户交互界面时，无需修改程序的功能部分。在这种模式下，可以通过图形界面实现相应的系统数据传输。4.2安卓系统平台开发环境家庭管理系统的开发主要包括两部分：Android统计系统SDK和统计分析服务器。他们的开发系统和操作系统是：（1）Android开发系统SDK操作系统和操作系统：操作系统：Linux。操作环境：Android移动终端或Android系统模拟器。JDK：JDK1.6（Java开发工具包）。软件包：AndroidSDK（软件开发套件和Java开发套件）和ADT（Android开发套件）。IDE系统：Eclipse3.3+ADT（Android开发工具包）。（2）智能家具管理系统服务器的操作系统和操作环境：操作系统：Windows或Linux。数据库环境：Mysql数据库。WEB服务器环境：Apache服务器。PHP版本：PHP5.0。4.3家居系统设备控制模块设计智能家居设备控制模块在整个系统中占据核心地位，其中智能家居服务器的结构情况见图4-1图4-1统计分析服务器结构图在该系统的设计中选择了MVC体系结构，该体系结构包括三层：视图层，控制层和模型层。视图层是用于与用户进行通信和显示的界面。视图层主要包括程序代码，PHP等数据。视图层的功能仅仅是向用户显示数据，用户无法通过视图层进行相应的操作；控制器（控制层）接收视图层提供的用户请求，将视图层与模型层连接，并将视图层连接。数据传输至模型层。模型（模型层）主要负责业务流程的处理。模型收到控制层发送的视图层数据后，进行数据处理，并将处理结果发送到控制层，然后最终发送给视图层，以便用户看到最终的处理结果。4.3家居系统软件终端的控制界面用户在登录时发送的指令会在数据库中进行验证，如果根据注册信息判断输入信息是匹配的，则可以实现相关的功能操作图4-2系统登录流程与此相关的代码实现情况如下。当用户输入正确的密码之后，程序可以自动保存用户本次输入的注册信息，这样次注册登录就更方便一些。这些信息主要是通过系统中的存储类SharedPreferences来保存的。这种类不具有写入数据功能，需要利用到putString才可以实现写入操作。4.4家居设备控制用户可以通过相关的图标来实现控制功能，该控制界面还具有添加按钮，用户可以使用它来添加一些新的管理对象。例如，您可以添加新房间并同时编辑相关房间的信息。用户选择添加按钮后，将触发侦听器进行响应，然后将弹出一个与添加有关的对话框，然后可以设置名称。图中显示了添加房间的具