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基于Android的智能家居系统设计与实现

发布时间:2017-12-07 09:26:00 文章来源:未来智讯    
    关键词:智能家居系统;Android系统;方案设计;移动终端
    中图分类号:TN874 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)01-0048-02
    近几年,智能家居的概念越来越被大众关注,通过融合多项新兴的技术手段,例如自动控制,通信等来集成化地对家电,安防等多种家具设施进行远距离操控,以最终达到营造一个舒适、便利、环保、安全的家居生活的良好环境。目前,智能家居系统融合了Android系统中的有利特性,有效地缩小了原本的设计缺陷,为用户提供更加优质的服务。
    1 智能家居系统总体概述
    智能家居系统是指综合利用眼下先进的网络通讯技术、计算机技术、综合布线技术,结合人体工程学的原理并融合个体的个性化需求,将与人们家居生活相关的诸多子系统如灯光控制、安防、煤气阀控制、信息家电、地板采暖、卫生防疫等有机和谐的组合在一起,利用网络来进行综合、智能、有效的管理与控制。
    智能家居是一种能够人们的居住环境,它以人们的住宅为平台,在平台上进行智能家居系统的安装,从而实现使得家庭生活更加智能、便利、安全、舒适。智能家居系统进行设计的过程中,往往会遵循以下的几项原则:
    1.1 可靠性
    智能家居系统在安装完成过后,各个智能化的子系统需要每天二十四小时不停歇的运转,因此,整个系统的可靠性,安全性以及系统的容错能力都必须要得到设计者的重视与关注。
    1.2 方便性
    智能家居系统设计的初衷就是为了能够方便人们的生活,因此对于整个系统而言,其在安装、操作、维护方面的简单易操作性是设计者在进行系统设计中必须考虑的。[2]
    1.3 标准性
    智能家居系统在应用过程中,不仅是要与每个家庭的用户进行连接,在安保,医疗等方面,每个家庭同�r需要与社区等外界系统进行连接,以保证用户在需要帮助的时候,能够在第一时间得到有效的协助,因此在系统的设计上,要有一定的标准,便于不同商家生产的系统进行兼容与互联。[6]
    2 Android系统基本概述
    Android系统是一个包含了操作系统,关键应用程序以及中间件的大型的移动设备的软件堆。Android系统是开放式的系统平台,其中拥有多项功能与大量的基于Linux的计算机代码,在用户空间上,又可以划分为Java代码与本地代码。对于Android系统的层次划分上,其主要可以分为四个层次。[4]如表1所示。
    作为一个开放式的系统。Android系统为用户提供了丰富的视图控件以及多种组件。在开发环境下,大部分的开发仅仅只需要直接调用Android系统应用框架层所提供的API就可以轻松完成,除此之外,Android中的SDK提供了大量的实例供使用者参考和学习,使得基于Android系统的其他系统的开发更加简单易行。
    3 基于Android系统的移动终端具体设计
    3.1 数据库相关技术
    在智能家居系统的数据库方面,由于智能家居系统之中的各种家具的信息量不大且存储时期较短,所以对于整个系统而言,不需要大容量的数据库进行数据的存储。[7]因此,基于Android的智能家居系统的数据库使用了Android平台中内置的SQLite数据库。SQLite数据库在减少应用程序对于管理数据的方面的开销方面著称,且SQLite数据库支持INTEGER、NULL、TEXT等多种数据类型,具有简单易操作、可移植性优良、占据空间少、效率以及可靠性高的诸多优点。在数据库的使用方面,可直接进行对象的创建,数据的插入、删除以及修改。[9]
    3.2 基于Socket的通信技术
    有关网络编程方面,Android为大众提供了十分友好的技术支持。在UDP传输方面,Android提供了Datagram-Socket类以及DatagramPackage类。在TCP传输方面,Android提供了Socket类以及ServerSocket类。[8]在完成客户端与服务器之间的通信时,一般需要以下的九项基本步骤:
    (1)创建ServerSocket对象,进行服务器的初始化,等待客户端进行的发出连接请求。(2)建Socket对象,进行客户端的初始化,对服务器发连接请求。(3)服务器对连接请求做出响应并实现连接。(4)客户端发出指令以及数据给服务器。(5)服务器响应请求。(6)服务器返回运行得到的结果。(7)客户端接收返回的结果。(8)重复4到7中的步骤,直到客户端方结束对话。(9)连接中断,通信结束。
    3.3 基于Android的移动终端界面设计
    基于Android的移动终端的界面设计方面,界面主要包括有登陆界面的设计以及相关功能区的界面设计。各种功能区的界面设计总共可以分为五大页面,包括主页页面、控制页面、监护页面、信息页面以及设置页面。[1]
    主页部分:主页主要负责有关家居中之中环境信息以及安防信息的显示,例如湿度,温度、雨滴以及可燃气体的泄露、火灾等等。
    控制页面:主要负责对于家中各种电器的操作与控制,可以通过按键或者语音的方式进行实现。[3]
    监护部分:主要负责对于家庭中各项因素的监控与安保工作,一旦家中出现安全性的问题,能够及时做出判断。
         信息部分:该部分主要是负责向用户提供家庭中相关家电以及其他部分的状态信息,便于用户做出相关的操作判断。
    设置部分:设置部分中,主要包含了可供用户选择的多项个性化设置,用户可根据自身的具体要求,对整个系统进行适合自身的个性化设置。
    4 智能家居系统终端具体设计
    4.1 智能家居终端的主要功能
    (1)可视化的对讲[5]。室内外的人可以完成门口机与室内机之间的可视化对讲,用户通过室内机可以在一定的范围内监视门口的情况,对来访的人员进行人像记录,用户间可通过两个以及两个以上的室内机进行视频通话。(2)家居控制。对于室内的灯光进行控制,对室内的空调进行控制,对窗帘进行控制,对电源进行控制,对燃气阀以及电梯进行控制。(3)家居安防。对于用户的可控范围进行防区的设定,对于室内外已安装的监视器进行单独的设置,自动报警,监视器一点检测到异常的情况发出警报,整体家居安防的外出、在家、就寝等模式进行设定。(4)生活资讯。通过与网络进行的链接,实现实时的天气预报的推送,万年历的展示,用�舫S玫缁暗拇娲�,物业服务的相关服务的展示。[4](5)系统管理。常用功能设定,展示使用说明,安防与家居的总体设置。
    4.2 软件的系统构架
    (1)操作系统层。在操作系统层中,可以为众多的硬件设施提供在外围的驱动设备并进行对各种硬件的控制工作,例如音频、视频的采集及播放设备,各类的传感器以及摄像头等等。并且能够为库函数提供所需连接的设备的驱动接口。来使得用户能够通过系统对设备进行调用。[6](2)库与接口层。主要提供包括Android的C、C++库和RTP、RTCP库以及多媒体处理接口在内的多项类与接口。(3)应用框架层。采用模块化的开发方法,通过使用相关接口来实现功能的封装,进而完成功能模块以及应用层的开发。(4)应用层。基于模块之间的交互作用,进而进行资源的分配。在可视化的界面中,对系统的各项功能进行设置与应用。
    4.3 功能模块的划分
    基于Android的智能家居系统的各项功能之间存在着一定的关联性,因此对其可以进行一定的划分,目前,对于基于智能家居系统的功能模块主要可以划分为五大部分,分别为主控制模块,信号处理模块,网络管理模块,媒体流的管理模块,信息存取模块。[3]在各个功能模块之中包含了多项功能的分支,系统通过对于功能的系统化分配,可以完成对于系统整体的有效性把握与操控。
    5 结语
    综上所述,随着人们对于高质量、高效率、高智能生活的不断的追求,智能家居系统在人们心中的认可程度与接受程度会越来越高,在这样的大背景下,智能家居系统的可用性就需要设计者更多的关注与注重,因此,基于Android的智能家居系统就展现了其在众多智能家居系统中的强大优势,其设计上的简单便捷性在市场中会更加受到广大大众的接受,在实现方面也会更加容易。
    参考文献:
    [1]张银君,黄国芸,郑凌翔,等.基于Android的智能家居系统设计与实现[J].科技创新与应用,2013,(33):57-58.
    [2]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.
    [3]莫太平,胡俊波,赵佩斯,等.基于Android的智能家居系统的设计与实现[J].自动化与仪表,2015,30(1):33-36.
    [4]张春龙.基于智能手机的智能家居控制系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,2014.
    [5]高阳.基于Android的智能家居系统的设计与实现[D].广东工业大学,2015.
    [6]王朝华,陈德艳,黄国宏,等.基于Android的智能家居系统的研究与实现[J].计算机技术与发展,2012,22(6):225-228,233.
    [7]王朝华.基于Android的智能家居系统的研究与实现[D].广东工业大学,2012.
    [8]刘建华,田岁苗,赵勇,等.基于Android的智能家居系统设计[J].西安邮电学院学报,2013,18(4):71-74.
    [9]陈玮,秦会斌,曹曙光,等.基于Android平台的智能家居系统设计[J].电子技术应用,2015,41(10):158-160,164.
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