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        移動(dòng)端的小型智能家居設(shè)計(jì)

        2014-12-31 00:00:00吳劍

        摘 要:針對(duì)家庭內(nèi)部的應(yīng)用壞境,對(duì)智能家居控制端進(jìn)行分析和研究,基于Android手機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套智能家居系統(tǒng)的Android手機(jī)控制端:利用Android提供的各種方法和途徑建立智能家居的手機(jī)端控制軟件;并利用Socket通信實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議族的TCP協(xié)議;通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)了控制網(wǎng)關(guān)通信。

        關(guān)鍵詞:智能家居;Android;SVG;ZigBee

        中圖分類號(hào):TP273.5

        隨著智能家居技術(shù)的不斷發(fā)展,以及產(chǎn)品的不斷完善,越來(lái)越多的人去購(gòu)買和使用智能家居產(chǎn)品,來(lái)使自己的生活方式向更方便、更舒適的節(jié)奏轉(zhuǎn)變。

        現(xiàn)在智能家居市場(chǎng)上,智能家居的種類不斷豐富,消費(fèi)的人群也在增加。然而由于智能家居系統(tǒng)的自身穩(wěn)定性不夠強(qiáng),并且技術(shù)還沒有那么完善,在使用的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

        1 智能家居的敘述

        21世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,尤其是無(wú)線城市概念的提出,以及WIFI大面積覆蓋,使得智能家居逐漸由小區(qū)域發(fā)展到現(xiàn)在的普編告訴發(fā)展。目前傳統(tǒng)可易實(shí)現(xiàn)的智能家居有:燈控照明、多媒體影音設(shè)備、安全防護(hù)警報(bào)裝置等,隨著智能家居的介入讓人民的生活更加的編輯。

        2 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)

        為了滿足用戶的需求真正做到智能家居,本文統(tǒng)選擇了現(xiàn)在比較流行的通信模式——無(wú)線通信。傳統(tǒng)的通信是基于有線的基礎(chǔ),然而有線不僅傳送數(shù)據(jù)不方便,而且會(huì)造成巨大的成本,維護(hù)起來(lái)也比較困難。無(wú)線通信相對(duì)于有線通信的優(yōu)點(diǎn)在于方便快捷,不用布置復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)撲朔,只需要實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)關(guān)即可。

        本系統(tǒng)以Android技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出一個(gè)可以滿足Android系統(tǒng)的手機(jī)應(yīng)用程序,這個(gè)應(yīng)用程序采用Socket通信,以及NFC通信,用Android自身提供的開源數(shù)據(jù)庫(kù)SQlite作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的工具,實(shí)現(xiàn)了向一個(gè)IP地址發(fā)送數(shù)據(jù)的功能,服務(wù)器得到手機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)包,對(duì)收到的數(shù)據(jù)包服務(wù)器進(jìn)行解析,讓終端程序執(zhí)行相應(yīng)的操作,達(dá)到方便有效地管理家用電器的目的。流程圖如下圖1所示:

        2.1 手機(jī)家居手動(dòng)控制端方案

        一是對(duì)單個(gè)家用電器的狀態(tài)進(jìn)行修改,二是對(duì)一系列的電器進(jìn)行修改,將相互有關(guān)聯(lián)的家用電器的狀態(tài)一起進(jìn)行修改。對(duì)于模塊一,系統(tǒng)給用戶呈現(xiàn)一個(gè)圖形界面,用戶點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕進(jìn)入相應(yīng)的房間,選擇電器進(jìn)行獲取當(dāng)前的狀態(tài),并選擇需要修改的狀態(tài)。

        2.2 手機(jī)家居NFC控制端方案

        NFC 控制端不需要用戶進(jìn)入圖形選擇界面,相對(duì)的是在房間的某個(gè)地方或者直接在口袋里放入一張Android系統(tǒng)可以識(shí)別的卡,這種卡可以用過(guò)一些軟件讀出這張卡唯一的卡號(hào)。用戶只需事先將卡號(hào)存到手機(jī)對(duì)應(yīng)的模式之中,然后將手機(jī)放到NFC卡上,手機(jī)應(yīng)用程便會(huì)自動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包。這樣省去了用戶對(duì)于很多電器需要管理時(shí)的煩復(fù)的操作。

        3 系統(tǒng)主要模塊介紹

        3.1 主控模塊

        主控模塊,負(fù)責(zé)子系統(tǒng)的信息集中、存儲(chǔ)、分析和決策。嵌入式芯片發(fā)展使主控模塊越來(lái)越精巧,功能日益豐富。智能家居控制器的功能是通過(guò)總線與各種類型的模塊相連接,通過(guò)電話線路、計(jì)算機(jī)互聯(lián)與外部相連接,根據(jù)設(shè)置在內(nèi)部的軟件程序執(zhí)行控制命令,并向單元控制模塊傳達(dá)命令,對(duì)連接的各種家電進(jìn)行控制。

        3.2 安全控制子系統(tǒng)

        安全控制子系統(tǒng),針對(duì)引起安全問(wèn)題的諸多因素,起到防范和報(bào)警的作用,可視對(duì)講系統(tǒng)預(yù)防陌生人的干擾;門磁傳感器和窗磁傳感器起到防盜作用。

        3.3 網(wǎng)絡(luò)控制模塊

        使用了GPRS遠(yuǎn)程報(bào)警本部分設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于:1)實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)功能;2)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集終端采集到的異常信息進(jìn)行合理分析處理,并及時(shí)通知用戶。

        3.4 NFC的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        NFC(近距離無(wú)線通訊技術(shù))是這個(gè)技術(shù)由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái),由飛利浦半導(dǎo)體(現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體)、諾基亞和索尼共同研制開發(fā),其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場(chǎng)通信(Near Field Communication,NFC)是一種短距高頻的無(wú)線電技術(shù),在13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。目前近場(chǎng)通信已通過(guò)成為ISO/IEC IS 18092國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、ECMA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC采用主動(dòng)和被動(dòng)兩種讀取模式。

        只有進(jìn)行了這些配置之后Android手機(jī)才能在NFC卡在感應(yīng)范圍對(duì)NFC卡進(jìn)行讀取。在對(duì)NFC卡讀取完之后,系統(tǒng)會(huì)對(duì)讀取的卡的卡號(hào)跟數(shù)據(jù)庫(kù)里的卡號(hào)進(jìn)行對(duì)比,如果相同就執(zhí)行相應(yīng)的程序。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)移動(dòng)手機(jī)端控制可以做到成本低,可移動(dòng)、便攜的特點(diǎn)。利用WIFI的通信與家庭內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行連接,通過(guò)GPRS模塊實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控控制。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊浩杰.智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].東華大學(xué),2011.

        [2]李強(qiáng).基于CAN總線和Web服務(wù)器的水閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2007.

        [3]周名陽(yáng).基于復(fù)合通信方式的智能家居網(wǎng)絡(luò)通信研究[D].東華大學(xué),2011.

        [4]羅丹.基于GPRS的袋式除塵器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[D].武漢科技大學(xué),2010.

        [5]毛曉磊.基于DSP的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].武漢理工大學(xué),2008.

        作者簡(jiǎn)介:吳劍,講師,碩士,研究方向:物聯(lián)網(wǎng)、存儲(chǔ)技術(shù)。

        作者單位:南通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇南通 226019

        基金項(xiàng)目:南通大學(xué)自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):10Z036)。

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