基于Andriod的智能家居远程控制系统设计

普清民

摘要：本文设计了一种低成本、易扩展、适合居民家庭应用的智能家居远程控制系统。该系统以Android操作系统为平台，对面向无线路由的智能家居控制系统进行控制终端App设计，使用开源SQLite数据库进行数据存储，实现了远程控制家居设备和智能安防的功能，同时在Android智能客户端界面上实时显示家居设备的运行状态。测试结果表明，本文的智能家居远程控制系统运行状态良好。

关键词：智能家居；远程控制；Android；WiFi

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）20-0181-02

Design of Intelligent Home Remote Control System Based on Andriod

PU Qing-min

（Zhongshan Polytechnic， Zhongshan 528404，China）

Abstract： This paper designs a smart home remote control system. This system uses the open source Android operating system as the platform， and uses the various resources provided by the Android system to establish the client software of smart home control system. The intelligent home control system for wireless routing realizes the function of remote control of home appliances， and can display the running status of home appliances on the Android smart client interface.

Key words： smart home； remote control； Android； WiFi

隨着物联网技术的发展和手机等智能终端设备的普及，智能家居系统逐步进入普通家庭。智能家居系统是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境[1]。

1 系统总体设计

本文设计的智能家居控制系统总体结构如图1所示。该系统以Android智能手机或平板电脑作为控制终端，通过Internet与远程家庭控制系统进行数据交换。系统中的WiFi家庭网关上设计了一个无线路由发射模块，每个子节点都包含一个无线网络接收模块，且子节点并分别与智能（调光）开关、智能红外发射器、智能窗帘控制器等家居设备相连接，通过这些无线接收、无线发射模块便可以实现WiFi网关与子节点之间的数据交换。红外发射器采用全数字无线双向通讯方式，由天线接收WiFi信号和按键产生的信号。同时，滤波电路对接收到的信号进行调频，经单片机控制系统处理后，红外信号发射给相应设备实现对房间中的空调、音响、电视剧、厨房电器等家电设备进行遥控。

2 智能家居系统硬件设计

2.1最小系统原理图

STM32F103C8T6是一款以Cortex-M3为内核的中等容量性微控制器。它拥有2个多达16个输入通道的12位模数转换器、37个可映像到16个外部中断的快速I/O端口、3个通用定时器（TIM2、TIM3、TIM4）、1个高级定时器（TIM1）、2个SPI总线外设（SPI1、SPI2）、3个串口通信外设（USART1、USART2、USART3）等多种丰富资源，是本次电路设计的核心芯片。

2.2 烟雾传感器电路

烟雾传感器需要5V供电电压，输出的模拟电压范围在0-4V，STM32单片机的A/D外设所能采集到的电压范围在0～3.3V内，为保证传感器的输出信号被正确采集，传感器模块输出的模拟电压需要经过电路降压处理才能接入STM32单片机的A/D转换通道。

3 智能家居系统软件设计

3.1 Android客户端的界面设计

1） 登录界面的设计

用户登录界面的布局在文件login.xml中完成，主要用到的UI控件类有Text View、Edit Text、Check Box、Button等。界面的显示和具体功能由源文件LoginActivity.java实现。界面显示需要在 Login Activity类中的on Create方法中调用set Content View（R.layout.login）方法。登录界面软件的设计流程如图3所示。

2） 主控界面的设计

本方案中的用户操作界面设计即UI设计采用在Eclipse开发平台上进行，Android手机的UI界面是通过res目录下的XML文件来定义用户界面的。本方案的用户界面按功能可分可分为9个界面，包括主界面、环境监控界面、智能厨房界面、智能照明界面、智能客厅界面、时间设置界面、智能安防界面、智能灯光界面、音乐界面、情景模式界面，其中用户最先看到的是主界面，从主界面可以逐个触摸进入其他8个界面二级，界面左上角显示时间，右上角显示日期，中间显示“智能家居系统”。

3.2 Android客户端与远程数据库的交互

Android客户端通过webService与远程数据服务器建立通信，智能家居系统一般来说允许有多个客户端，且多个客户端可同时使用。Android客户端通过调用webServic完成对远程服务器上的数据库中数据的增加、删除、编辑、修改和查询等，服务器将数据库信息通过以太网传送给房间内的房间控制器，房间控制器通过自组无线网络发送协议向各个功能模块，进而实现对家居设备的远程监控和管理。

3.3 数据库的设计

SQLite是一种小型的数据库，占用系统资源很少，它支持大多数的 SQL92 标准，并且可以在所有主要的操作系统上运行[2]。SQLite数据库安装和运行比较简单，在大多数情况下，只要确保其二进制文件存在即可开始创建、连接和使用数据库。本文中的智能家居控制终端软件选用SQLite作为数据库，来存储数据。本智能家居系统在操作数据时，主要使用了Android提供的两个类：SQLite Open Helper数据库访问类和SQLite Database抽象类。SQLite Open Helper数据库访问类的功能主要是执行对数据库的插入记录、查询记录等操作。Database抽象类的功能主要是通过从此类继承实现用户类来提供数据库打开、关闭等操作函数。对于Android操作系统来说，由于系统内置了丰富的API来供开发人员操作SQLite，我们可以轻松地完成对数据的存取[4]。

4 结束语

本文设计了一套智能家居控制系统，实现了智能手机、平板电脑等远程控制和信息交换。通过无线接收、无线发射模块和智能控制器实现对空调、灯光、窗帘、风扇等家电设备控制，通过温湿度传感器实时监控房间的环境值。将红外探测器、烟雾报警器、网络摄像机等结合起来，利用手机等智能终端进行查看和报警。为用户提供了智慧、舒适、便捷的家庭生活，增强家居生活的安全性，节约了家居设备的能源消耗。

参考文献：

[1] 邵星，王翠香.基于安卓的智能家居移动终端设计[J].软件导刊，2015，14（12）：72-74.

[2] 谭海红，何方，王品.基于Android的远程监控系统的设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术，2015（7）：61-63.

[3] 佘东.基于WebService的地质灾害预警系统的设计与实现[J].西安文理学院学报，2012，15（2）：111-113.

[4] 赵宇飞，禹东川.基于Android平台的便携式工作记忆训练系统[J].现代电子技术，2015（10）：45-48.