基于Android平台和Zigbee技术智能家居系统的研究与设计

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提起“房子”,中国老百姓都会心头一热。因为对房子,他们有着太多特殊的情感,它不仅是居住的建筑,更是家的表征。随着科技的进步,计算机和电器产业都得到迅猛的发展,人民在生活水平日益提高的同时,对房子也提出了越来越高的要求,舒适、便捷、安全、节能等等这些都是需要考虑的因素,于是,有一个新的概念应运而生——智能家居。就目前而言,智能家居尚无准确定义,因为技术更新换代,产品日趋成熟,应用也不断普及。不过,我们可以这样理解,它总是基于住宅,通过综合布线和多种安全自动控制通信手段,为住户提供各项家庭事务解决方案,构建出高效的日程管理平台,从而大幅提升家居环境的质量。   智能家居的概念虽然已提出多年,且有成功案例的出现,但由于缺乏统一的标准和规范,市场仍有诸多问题存在,导致其发展依然不温不火。本文在对该产业国内外研究现况分析的基础上,提出使用Android平台和Zigbee网络相结合的智能家居系统。以Android嵌入式操作系统为家庭中控平台,Zigbee无线模块为数据传输媒介,旨在一种新型智能家居系统的设计与实现。   本文的主要工作如下:   1)通过分析当前国内外多种控制通信手段,揭示Zigbee技术适用于智能家居系统的原因。   2)深入研究Zigbee技术,在Zigbee协议栈的基础上,以模块化的思想完成Zigbee无线透传模块的制作。   3)移植Android操作系统,搭建系统软件架构,设计中控程序,实现Zigbee模块的注册与通信。   4)将Zigbee模块嵌入目标设备,设计目标设备程序,包括遥控演示板和设备演示板。   5)移植嵌入式Web服务器到家庭中控,实现用户远程登陆,查询注册设备和控制目标设备。   在家庭内部局域网中,采用Android操作系统作为家庭中控的系统,Zigbee模块插入系统后,弹出配置界面,在用户实现一键注册之后,家庭中控即保存了模块的相关设备信息,然后将该模块嵌入到目标设备(传感器,家用电器等)中,Zigbee模块通电后无线组网,通过遥控器和中控即可以实现对目标设备的控制。同时,将中控中的设备信息保存至数据库上传到服务器中,局域网外可以通过互联网远程访问,实现实时监控。   在实验室环境下,以上系统经过测试,可以基本实现预期功能,且较为稳定。目前改进后应用于无锡美湖家园智能家居展览馆,可以实现对灯光、热水器、空调等智能家电的无线控制和远程实时监控。该系统的设计实现对智能家居的研究开发与市场推广都具有一定的参考价值。
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