基于WIFI的安卓智能家居控制与监测系统的设计

2018-02-10韩琛青岛海尔空调器有限总公司山东青岛266103

中国房地产业 2018年19期

文/ 韩琛青岛海尔空调器有限总公司山东青岛 266103

1、前言

智能家居监测系统就是其中一个重要的应用。智能家居监测系统可以划分为家庭内网、网关、家庭外网三个部分，目前家居监测系统设计中，家庭内网的构建多采用基于总线和电力线的有线连接方式，这些连接方式均具有布线复杂、线路易腐蚀、维护不方便等缺点。另外，家庭网关的设计多以单片机作为控制核心，系统软硬件资源有限，调试和升级均比较困难。利用WIFI网络，通过客户端的基于安卓平台的智能手机，向家居设备的控制端发送和接受操作控制信号，然后由传感器、伺服马达等电子元件实现一系列动作，进而实现家居设备的智能控制。用户通过类似智能手机这样的智能终端进行家居设备的控制，实现随时随地控制。

2、程序设计原理及实现

2.1 开发流程

基于WIFI的安卓智能家居控制系统主要针对安卓移动设备，Android的客户端控制系统设计主要包括用户界面UI、Socket通信等。安卓应用程序由多个组件构成，而各个组件包括activities、services、content等，每个组件在整个应用程序中可以实现不同的任务，而同时单个组件可被独立被激活，也可由其他应用程序激活。我们通过客户端打开家用电器，同时通过socket通信发送给WIFI接收模块。WIFI模块接收端接收socket通信传递的数据，然后分析数据，并向端口发送指令改变端口电位，对家用电器进行开、关通断、门窗推拉、窗帘升降、冷热水释放等的控制。利用烟雾和温度检测模块，对其进行监测，当测量数据超过一定阈值时，控制应系统就会向用户发送报警短信，在收到报警信息后，用户可以通过客户端的控制程序，对家居设备实现远程控制，进而实现智能化的安防监测。

2.2 系统控制开发设计

系统控制的开发设计应该充分考虑现代家居对安全性的要求，因此可以将电灯、电视机、开关等电器设备采用RS485总线的方式进行智能化处理，挂载在系统上，让其可以在网络上可以被识别。然后可以通过情境模拟进行防盗。如主人外出期间可以通过客户端的情景界面来进行家居远程控制，进而实现主人在家的情景模拟。整个控制系统采用总分式结构，移动设备主控模块为总控制结构，而各个家居电器控制服务器端为分级控制结构。在总分式结构中，每部分都采取模块化设计结构，由多个传感器组成。在这种总分式结构中，主控模块是智能家居系统的核心。系统的硬件设计部分，采用中央控制器与节点控制器的分级方式进行设计，结合软件控制系统实现监控。通过其中移动设备客户端用于通过WIFI无线网络进行远程家居电器的控制，包含操作中央控制界面及各个空间控制分界面。中央控制界面用于系统总控，包含有主卧、书房、厨房、客厅等控制界面，用于实现各个房间中的智能家居设备的控制，以及温度、烟雾监测，用于进行家居安全防护，是系统的核心所在。各个分界面为各个空间内智能家电设备的控制界面，包含实现开关、升降、调频、冷热水的放水等的操作。

各个家居电器控制服务器端，在接收到手机端发射的控制信号后，通过电子器件实现、马达实现相应的操作。在安防方面，根据家居系统中每个室内的温度和烟雾浓度来进行判断，当采集到的数据高于指定的阈值或特殊角落有异常动静时，系统以短信方式向安防用户报警。通过向用户发送警告信息，提醒用户进行后续操控。

2.3 程序设计实现

智能手机端基于安卓平台，使用java语言开发控制端程序。每一个节点由无线模块、监测传感器模块、外围设备构成。这里，整个智能家居系统的无线网络可以分为外网和内网。所谓内网是家庭内部的网络，是由家庭内部的电器设备与家庭网关组建的网络。这里的外网是互联网，指家庭网络连接到互联网上。为保证网络的高性能，结合家居智能设备的特点，在内网各节点构成的网络中，采用星型网络拓扑结构。无论是内网的通信还是外网的通信，整个无线网络都采用无线网络通信协议来实现。

为每个家电添加控制器，进而让每个家电都能在系统中被检测到。同时还要对每个家电进行网络标识，使得这些添加了控制器的家用电器可以作为网络节点加入到内网中。为每个家用电器设备的操作编程创建相应的类，如为厨房家用电器灯创建ltclick，这里定义数字1表示灯。

（1）编程进行家居电器部件的操作。以灯为例，如果选择灯的操作，由于前面定义灯为1，因此只要判断实际接受的数字是否为1来判断是否选中灯的操作。如果客户端选择灯亮的话则发送控制字符‘a’，控制端接收到字符‘a’后执行灯亮的操作，否则执行灯灭操作。

（2）设计完成厨房家居控制与监测子界面。

（3）参照厨房智能家居与监测子界面的流程完成其他各个房间中智能家居与监测子界面，最后将各个子界面集成，做成一个智能家居中央控制与监测界面，