基于Android的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

1、基于Android的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) 184 分類號： 學(xué)校代號：1 5 UDC： 110903021 密級： 學(xué) 號：2 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 工學(xué)碩士 ndroi 基于A d的智能家居系統(tǒng)的 研究與實現(xiàn) 王朝華 指導(dǎo)教師姓名、職稱： 企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱： 專業(yè)或領(lǐng)域名稱： 學(xué)生所屬學(xué)院： 論文答辯日期： ADissertation Submittedto of GuangdongUniversity Technology forthe ofMasterof Science Degree Engineering ResearchandI ofSmart mplementation

2、 HOmeBasedonAndroidPlatform Master Chaohua Candidate"Wang Huai Supervisor：ProfessorTong 7>2012 May SchoolofInformation Engineering of GuangdongUniversityTechnology 0006 GuangzhouGuangdongPRChina51 摘要 摘要 本文首先介紹了當前市場存在的智能家居控制系統(tǒng)的解決方案，智能 家居控制系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)的概況，然后經(jīng)過大量的研究分析和對比， 最后提出控制解決方案。本文將智能家居控制系統(tǒng)，分成

3、三大部分來解決， 而這三個部分是割裂的，其各個部分獨立設(shè)計，彼此沒有影響，最后各個 部分設(shè)計統(tǒng)一接口，再相互連接起來，組成一個有機的智能家居控制系統(tǒng)。 本方案以實際需求出發(fā)，根據(jù)當前智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，經(jīng) 過研究和設(shè)計，嘗試找到了一種可以兼容當前智能家居市場紛繁復(fù)雜無線 技術(shù)的方法。 針對家庭內(nèi)部的應(yīng)用環(huán)境，對智能家居控制系統(tǒng)進行分析和研究，基 于Android手機平臺或者平板電腦設(shè)計了一套智能家居控制系統(tǒng)：利用 TCP、UDP、DHCP協(xié)議：通過手機或者平板電腦實現(xiàn)了和控制網(wǎng)關(guān)通信， 擴展連接嵌入射頻模塊來實現(xiàn)和家電無線的通信。最后將完成的手機應(yīng)用 軟件成功安裝，經(jīng)反復(fù)測試，可以

4、通過家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對家居設(shè)備的無 線控制，也可以通過Internct上的服務(wù)器實現(xiàn)家居設(shè)備的遠程控制。通過 本系統(tǒng)可以實現(xiàn)家居設(shè)備的集中控制和管理，可以隨時隨地掌控家居環(huán)境 狀態(tài)，得到當前家居設(shè)備運行最新狀況。 此外，建立智能家電控制模型，是實現(xiàn)家電的網(wǎng)絡(luò)化、多種智能化， 自適應(yīng)化第一步，也是關(guān)鍵的一步。在本文的第五章，根據(jù)當前智能家電 發(fā)展情況以及未來的發(fā)趨勢，經(jīng)過深入分析和研究，根據(jù)白色家電的結(jié)構(gòu) 及其功能特點，對智能家電進行抽象，提出一種智能家電的內(nèi)部控制框架， 設(shè)計了一種新的智能家電“自我描述”方法，并且規(guī)定描述性文檔結(jié)構(gòu)框架。 關(guān)鍵詞：智能家居、Android、無線技術(shù)、 控制網(wǎng)關(guān)

5、、 自我描述、 PIC66J60 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 Abstract thecurrentmarketsolutionsfor Firstofall，the introduces paper homecontrol anewcontrolsolution intelligent systemsThen，itproposes by numbersof and this article，the large researches，analysiscomparisonsIn three three smarthomecontrol isdividedinto system separatepa

6、rts，these are fromeachotherin thesevarious parts independent designFinally parts unifiedasawhole connected aunifiedinterfacethusare are togetherthrough solutionforsmarthomecontrol isbasedon organic systemThisprogram control actual to thecurrentsmarthome demands，according system a andrelevant researc

7、hand found applications technology，throughdesign，it solution withthe wireless ofthesmart compatiblecomplicatedtechnology homemarket For internal the and analysis family applicationenvironment，through researchofthesmarthomecontrol asmarthome system，thepaperdesigned control basedontheAndroidmobile orT

8、abletPC： system phoneplatform Android a ofresourcestobuild homecontrol variety intelligent provides terminal microcontrollerisusedtobuildan software；pic66J60 intelligent homecontrol suite protocol gateway，TCPIP DHCP wirelesscommunicationwithhome Protocolsareachieved；The isachievedextensionoftheembed

9、dedRF appliances by mobile softwareare installedafter completedapplications successfully controlofhome canbe wireless tests，The appliances repeated andtheremotecontrolofhousehold can withinthe network equipment family alsobedone Internet this achievesnot the serverBy only through system，it centraliz

10、edcontroland ofhomedevicesbutalsothecontrolof management thehomeenvironmentstate oftimeand can regardless location，thusyou get thelateststatusofhousehold equipmentrunning ABSTRACT In thefifth and researches， addition，in chapter，afteranalysis deep tothestructuresandfeaturesofhome authorraised accordi

11、ng appliances，the theinternalstructureofan home it， intelligentappliancebyabstracting anew methodofsmart also designed self-description appliances，and frameworkofdocumentstructure provideddescriptive rt And wireless control Keywords：SmaHome， roid， technology， gateway， self?description，PIC66J60 川 廣東工

12、業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄 摘要I AbstractII 目錄IV Contents10rII 第一章緒論l 11課題的研究背景及意義1 12智能家居國內(nèi)研究現(xiàn)狀2 13本課題的來源、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點3 14論文的組織及結(jié)構(gòu)4 1S本章小結(jié)5 第二章智能家居系統(tǒng)控制方案研究分析6 21智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)成6 22智能家居控制終端方案7 23智能家居網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案8 231 智能家居控制網(wǎng)絡(luò)有線技術(shù)8 232智能家居控制網(wǎng)絡(luò)無線技術(shù)9 24智能家居網(wǎng)路拓撲方案14 25本文的智能家居控制系統(tǒng)解決方案16 251 智能家居系統(tǒng)控制方案構(gòu)思16 252系統(tǒng)總體方案的設(shè)計18 26本章小結(jié)19 第三章

13、智能家居控制終端研究與設(shè)計20 31Android平臺組成與分析20 32Android開發(fā)環(huán)境22 33And roid應(yīng)用程序框架23 34應(yīng)用設(shè)計與分析27 341程序結(jié)構(gòu)及功能概述27 IV 第一幸緒論 342用戶控制界面設(shè)計28 343 Socket通信34 344SQLite數(shù)據(jù)庫39 35 本章小結(jié)40 1 第四章控制網(wǎng)關(guān)及智能家居嵌入模塊4 41控制網(wǎng)關(guān)硬件實現(xiàn)42 42 系統(tǒng)軟件設(shè)計43 421 嵌入式TCPIP協(xié)議族45 422 以太網(wǎng)接口46 423 協(xié)議層的實現(xiàn)50 43 智能家居嵌入模塊52 431 ZigBee無線模塊52 432WIFI無線模塊55 433 433

14、M HZ無線收發(fā)模塊57 44系統(tǒng)的測試情況。：58 4S 本章小結(jié)58 第五章基于白色家電設(shè)備的“自我描述"方法：60 51設(shè)備的“自我描述"方法概述60 52問題的提出61 521設(shè)備模型的定義61 522設(shè)備的配置和自我表述61 523實現(xiàn)設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的通訊62 524實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控62 525實現(xiàn)工程化及資料的系統(tǒng)化62 S3設(shè)備描述性文件結(jié)構(gòu)63 54智能家電控制模型65 541設(shè)備宣告服務(wù)68 542 設(shè)備注冊服務(wù)69 543設(shè)備控制服務(wù)70 544 設(shè)備更新服務(wù)72 V 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 55本章小結(jié)72 結(jié)論與展望74 全文總結(jié)74 后續(xù)的研究工作7

15、5 參考文獻76 攻讀碩士期間發(fā)表論文80 l 學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明8 l 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)聲明8 致謝82 附錄183 Contents Contents AbstraetII Contents1 1Introdution1 Chapter 11 and Backgroundsignificance1 12Domesticandinternationstatus2 13Sourceofthe andinnovation3 issue，content 14Stuctureofthe paper4 15Summary5 2Thesmarthome control Chapter system

16、program6 21Smarthomecontrol systemcomponent6 22Smarthometerminal program7 23Thesmarthomecontrol network8 231Thesmarthomewire ofcontrolnetwork8 technology 232Thesmarthomewireless ofcontrolnetwork9 technology homenetwork 24Thesmart topology14 ofthis 25Thesolutionpaper16 251Theideaofthis program16 over

17、all 252The of design program18 26Summary：L9 3The ofsmarthome Chapterdesign terminal20 31The and Android compositionanalysis platform20 32Android 33Android framework23 application 34The and designanalysis 341Thestructureandfunctionofthe program27 V¨ 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 Userinterface 342 design28 Thecom

18、municationoftheSocket34 343 344 database39 SQLite 35Summmary40 andsmarthome module41 4Control embedded Chapter gateway 41Hardware ofthe implementationgataway42 42Software design43 421EmbeddedTCPIP suite45 protocol 422Ethernetinterface46 423The ofthe implementationprotocollayer50 43Thesmarthomeembedd

19、edmodule52 431 wirelessmodule52 ZigBee 432WIFlwirelessmodule55 433433MHZwirelessmodule57 of z14Testsystem58 45Summary58 5Theself-describedmethodbasedonwhite Chapter good60 51Theoverviewoftheself-describedmethod60 52The problem61 521Thedefinitionofmodel61 522The and goodconfiguration The of and 523 c

20、ommunication implement good gateway62 524The monitoringepuipment62 525 and Systematicengineering 53Thestructureof file63 description 1；4Thecontrolmodelofwhite goods65 541Thedeclaredservice68 1；42The service69 registration 543Thecontrolservice70 544The service72 update 、，I¨ Contents 55Summary72

21、Conclusionsand Outlook74 offull-text74 Summary The of research75 studysubsequent References76 Published the papersduringdegreeperiod80 Academicdissertation declaration81 originality Academicdissertationuseauthorizationdeclaration81 copyright Acknowledgements82 183 Appendix 第一幸緒論 第一章緒論 11課題的研究背景及意義 智

22、能家居是這樣定義的：它是以用戶住宅為平臺，利用各種新技術(shù)技 術(shù)，如通信技術(shù)，自動控制技術(shù)等，把生活息息相關(guān)的各種家電，安防等 設(shè)施集成，組成住宅設(shè)施管理系統(tǒng)，造就一個安全、便利、舒適，環(huán)保的 家居生活環(huán)境。目前智能家居正朝著具備無線遠程和近程控制相結(jié)合、多 媒體，游戲娛樂功能于一身、快速便利的家電控制等功能的方向發(fā)展，其 核心技術(shù)為擴展性強的智能家居控制器和滿足信息傳輸快而準需要的家庭 網(wǎng)絡(luò)【1”。 回首過往，智能家居進入中國也已有十多年歷程，在這十多年發(fā)展中， 市場的不溫不火著實傷了很多人的心。國內(nèi)任何一家智能家居廠家在涉足 智能家居領(lǐng)域這幾年肯定是在彷徨和自信中度過，智能家居當中存在的問

23、題可能在未來的一段時間得不到解決。 眾所周知，在早階段的媒體報道中，有人稱20002002年是智能家居 l 家居的發(fā)展繁榮期。但時至今日，時間已經(jīng)劃過了201年，智能家居非但 沒有進入繁榮期，而且市場也一直處于低迷階段，基本上沒有太大突破。 探究其原因主要可以從下幾個方面可以看出： 1、缺乏規(guī)范的、統(tǒng)一的行業(yè)標準。 沒有規(guī)矩不成方圓，這也困擾智能家居發(fā)展最重要的原因，智能家居的 概念和標準首先起源于西方比較發(fā)達的國家，并且隨著各種信息技術(shù)、計 算機技術(shù)的發(fā)展日益發(fā)展，其和建筑行業(yè)慢慢的融合，智能家居有了很大 發(fā)展。但是結(jié)合中國目前各種技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，以及中國住宅特色問題， 居民的生活習(xí)慣不同，

24、所造成的差異不同，所以暫時還沒有一套完整的標 準來適合中國的國情，讓中國居民滿意。因而以上原因也直接影響了智能 家居在中國的發(fā)展，導(dǎo)致中國智能家居市場出現(xiàn)了很多種相互不兼容的產(chǎn) 廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 品標準。各種廠家都在努力推銷自己產(chǎn)品，競想占領(lǐng)市場。而最終受害者 光是各個廠家而且還有用戶者。大部分智能家居生產(chǎn)商希望能夠盡快出臺 一套行業(yè)標準，規(guī)范智能家居的產(chǎn)品和市場。 2、安裝、調(diào)試復(fù)雜，成本費用高。 用戶要實現(xiàn)功能比較完善的智能家居控制系統(tǒng)，是一個很復(fù)雜的工程。 其控制系統(tǒng)的安裝，調(diào)試過程以及后期維護都需要專業(yè)的工程師進行操作。 這些都需要很高的費用，普通的用戶居民一般承受其如此高的費

25、用。 3、功能不夠完善，技術(shù)不夠成熟。 智能家居控制系統(tǒng)中大家目前最迫切需要的是安防報警、對講、燈光 控制和空調(diào)控制等家用電器控制功能，對一些比較前衛(wèi)智能控制功能興趣 不是很高。另外，現(xiàn)在市場上智能家居產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性還較差，有 待迸一步提高。 4、缺乏資金支持，研發(fā)能力需進一步提高。 “智能家居”只是某些房地產(chǎn)開發(fā)商為增加賣點采取的促銷手段。隨著 社會消費水平的提高，開發(fā)商們自覺的把智能家居考慮進來以增強自身的 競爭力，同時又為保護自身的經(jīng)濟利益，他們會最大限度的節(jié)省成本，因 此在選擇產(chǎn)品時不會投入太大的資金。 某些工程公司領(lǐng)導(dǎo)者對智能家居市場缺乏信心和一定的認識，在開發(fā) 這部分市場的時候會有很多的顧慮。導(dǎo)致了一些工程商對智能家居工程采 取觀望態(tài)度。研發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)需要有雄厚的資金支持，但又要遭受很 大的風(fēng)險因此，所以智能家居新產(chǎn)品，新技術(shù)發(fā)展相對緩慢。 12智能家居國內(nèi)研究現(xiàn)狀 智能家居是這樣定義的：它是以用戶住宅為平臺，利用各種新技術(shù)技 術(shù)，如通信技術(shù)，自動控制技術(shù)等，把