基于Android平台的智能家居系统设计

发布时间：2017-06-19 11:19

  本文关键词：基于Android平台的智能家居系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的智能家居存在控制不灵活、成本高、布线复杂、难以维护等问题,使得在市场上不易推广。随着Android智能手机的普及,选此设备作为控制终端成为热点,且ZigBee技术具有组网方便、低功耗、低成本等特点,较适合用来作为智能家居系统组网技术。因此提出了一种以Android智能手机作为控制终端,采用ZigBee技术来构建家居内部网,以此来控制家居设备的系统设计方案。本系统的设计主要包括三个方面,Android客户端软件、家庭网关服务器、被控终端子节点。Android智能手机运行客户端程序之后,通过wifi向家庭网关发起连接,并接受来自网关的数据信息并在终端显示。家庭网关包括ARM服务器和ZigBee协调器,其主要是作为控制终端与被控终端之间的桥梁,连接二者之间的通信。ARM服务器一方面接收来自客户端的指令并通过串口转发给ZigBee协调器;另一方面接收来自协调器的数据信息,最终在客户端实时显示。被控终端节点通过ZigBee无线组网技术构建一个家居内部网络,并通过ZigBee协调器来分配各个子节点的地址。协调器不仅可以接受来自ARM服务器的指令信息,也可以接收来自被控终端采集到的环境信息等。确定系统总体设计方案之后,首先从设计成本、操作性、可扩展性、安全性等方面做了可行性分析。其次对Android控制终端进行了详细设计,包括客户端界面的设计、基于TCP协议的socket通信的实现以及SQLite数据库的设计。然后对家庭网关服务器的软硬件平台进行选择,实现了基于Linux平台下的多线程并发服务器的设计。最终实现了灯控节点和电动窗帘子节点的硬件设计,完成了原理图的设计、PCB的绘制、焊接以及调试等,最后在硬件平台上软件编程,实现与服务器之间的通信。系统设计完成后,对客户端软件进行了全方面的功能测试、界面适应性测试,最后对系统整体做了测试,记录了测试过程,并对结果做了分析。测试结果表明,系统实现了通过Android智能手机来控制普通灯的开关、智能调光、电动窗帘动态调节、空调控制等,达到了预期的设计目标。
【关键词】：智能家居 Android ZigBee技术 ZigBee协调器 socket通信
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 智能家居控制系统的背景及意义9
• 1.2 智能家居国内外发展现状9-12
• 1.2.1 国外智能家居发展现状9-10
• 1.2.2 国内智能家居发展现状10-11
• 1.2.3 智能家居发展趋势11-12
• 1.3 相关理论简介12-17
• 1.3.1 ZigBee技术介绍12-13
• 1.3.2 Android简介及开发环境搭建13-17
• 1.4 论文的研究内容及章节安排17-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 智能家居控制系统方案研究与设计20-29
• 2.1 智能家居控制系统的构成20
• 2.2 智能家居控制终端方案选择20-21
• 2.3 智能家居网络的组网技术21-24
• 2.3.1 有线组网技术21-22
• 2.3.2 无线组网技术22-24
• 2.4 被控终端节点间网络拓扑结构的选择24-25
• 2.5 本文智能家居控制系统总体方案的设计25-27
• 2.6 系统可行性分析27-28
• 2.7 本章小结28-29
• 第三章 智能家居客户端的研究与设计29-44
• 3.1 客户端应用程序设计29
• 3.2 Android用户界面设计29-39
• 3.2.1 登陆注册界面31-32
• 3.2.2 主功能界面设计32-33
• 3.2.3 家电控制模块设计33-36
• 3.2.4 情景模式模块设计36-37
• 3.2.5 环境信息采集37-38
• 3.2.6 设置功能38-39
• 3.3 Socket通信的实现39-42
• 3.4 SQLite数据库的设计42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 家庭网关服务器的设计44-50
• 4.1 智能家居家庭网关总体设计44
• 4.2 网关服务器的平台介绍44-47
• 4.2.1 硬件平台介绍44-46
• 4.2.2 软件平台介绍46-47
• 4.3 网关服务器的设计47-49
• 4.3.1 网关服务器的选择47-48
• 4.3.2 多线程并发服务器的设计48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 智能家居控制系统终端节点设计50-61
• 5.1 终端节点总体结构设计50
• 5.2 终端节点硬件平台介绍50-51
• 5.3 终端节点硬件设计51-56
• 5.3.1 电源模块设计51-52
• 5.3.2 调光模块设计52-54
• 5.3.3 电动窗帘模块设计54-56
• 5.4 终端节点软件设计56-60
• 5.4.1 智能调光模块软件设计56-58
• 5.4.2 电动窗帘模块软件设计58-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 系统测试与结果分析61-73
• 6.1 Android客户端软件测试61-64
• 6.1.1 功能测试61-63
• 6.1.2 界面适应性测试63-64
• 6.2 服务器通信测试64-65
• 6.3 系统测试65-72
• 6.4 结论72-73
• 第七章 总结与展望73-75
• 7.1 总结73
• 7.2 展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录79

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：462376