Android平台智能家居控制系统设计

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  摘要:物联网技术的迅速发展,对人们的生活也产生了很大影响,改善了人们的生活条件,提高了人们生活品质。在智能家居控制系统的应用下,为人们的日常生活提供了很大便捷。本文主要就Android平台特点以及智能家居控制系统组成加以阐述,然后对智能家居控制系统设计原则和系统设计详细探究。
  关键词:Android平台;智能家居;系统设计
  0.引言
  Android平台以其开源的平台特性,成为市场上最热门的移动互联网终端系统之一,Android系统的迅速发展和技术的进一步成熟,为智能家居控制终端的发展带来新鲜的思路。本文从智能家居的系统结构及发展趋势出发,研发了一种基于Android平台的智能家居控制系统。
  1.Android平台特点以及智能家居控制系统组成
  1.1Android平台特征体现
  Android,是基于Linux操作系统平台的手机开源操作系统,是Google公司在2007年11月05日推出的,主要用于移动设备。2014年第四季度调查显示,Android智能手机占据了市场的81.5%份额,远超占据市场14.8%的IOS,排名领先。中国市场占有率高达90%。获得这样的高速发展,Android平台有其无可替代的优势[1]。Android是一个开放平台。Android的开源特性使得它受到更多开发者的喜爱,拥有完全开放的源代码,允许开发人员研究和修改,提高了开发人员的创新空间。
  运营商大力支持。各厂商都研发推出了 Android系统手机。美国几大手机制造商,T-Mobile、Sprint、AT&T和Verizon全都推出了Android手机。此外,日本的NTTDoCoMo、KDDI、意大利的TelecomItalia、德国的T-Mobile、西班牙的Telef6nica等众多运营商都大力支持Android系统。入门容易。Android系统开发使用Java语言,入门容易,开发条件简单,一台电脑和一部Android系统手机即可满足需求。硬件选择种类多,兼容性强[2]。Android智能手机机型多样,配置优秀,功能全面,兼容性强,很大程度上提高了用户体验和移动应用推广。
  1.2智能家居控制系统主要组成
  (1)智能安防系统,为家居环境提供安全保障,是智能家居的基础功能;
  (2)智能照明系统,主要实现对整个居住空间的照明的智能控制管理,通过手机智能控制方式实现对居住環境照明灯的开和关;
  (3)智能家电系统,主要实现对家庭内部家电设备的控制和管理;
  (4)智能娱乐系统,是指对家居环境中的生活娱乐设备的控制和管理;
  (5)节能控制系统,监控统计家居环境中能源的利用,有利于家电的节能使用;
  (6)智能家居生态系统:这是智能家居系统的理想发展方向,致力于生态循环。
  2.基于Android智能家居控制系统设计原则和系统设计
  2.1基于Android智能家居控制系统设计原则
  第一,可行性,保证技术实施上的可实现性和系统运行的可适应性;
  第二,易用性,注重用户体验,设计易操作界面,保证界面的灵活性,同时保证用户的个性化设置;
  第三,完整性,充分利用软硬件环境,不断改进系统,使系统功能完善;
  第四,可靠性,确保系统运作的稳定和可靠,确保所研发系统的使用寿命;
  第五,安全性,设置系统的登录界面,保证用户数据的安全性,制定可靠的通讯协议,避免通讯数据的泄露;
  第六,可扩展性,设计模块化,各个模块之间保留可扩展的接口,有利于系统的扩展。
  2.2基于Android智能家居控制系统设计
  Android客户端控制软件设计主要包括界面,通信功能,SQLite数据库和操作日志模块的设计。终端控制软件作为用户对产品最直接的体验,用户通过终端控制软件的操作来进行与家具设备的交互,发送命令控制设备[3]。控制网关是整个智能家居控制系统中最重要的部分,负责数据的接收、发送和处理。Android智能手机或平板电脑都带有WIFI模块,使用无线传输的方式与智能控制终端相连并进行数据的交互通信。Android平台终端软件通过WIFI向控制网关发送控制命令。
  首先用户要通过软件控制家居设备,用户通过界面来实现对软件的操作,所以良好的界面设计是十分必要的。当用户在界面上进行按钮操作时,软件后台将特定协议的数据发送出去,发送给控制网关,实现对家居设备的控制,这就需要实现网络通信功能。用户注册时需要存储用户的账号密码等数据,并且用户可以根据自己的喜好对界面和设备进行一些设置,也要用到数据库来保存用户的操作。同时设计操作日志功能,方便用户查询历史操作记录和家居设备使用情况,提高安全性,也方便用户估算用电量,注意节能使用,是智能家居节能系统设计的体现。
  基于Android平台的智能家居控制软件的设计主要有四大部分组成:用户界面、网络通信、数据库和操作日志模块。智能家居控制终端软件构成如图3.4所示。
  用户界面设计资源由android的View类实现。通信功能采用基于TCP传输协议的Socket通信来实现。智能家居控制系统数据量小,操作简单,本文研究中使用SQLite数据库来实现对数据的存储。操作日志模块使用文件存储方式实现。
  界面设计。软件应用界面是人们对一个产品最直观的体验,良好的界面设计不仅能提高用户的体验效果,还能更好地推动产品的推广。Android的用户界面的设计一般通过三种设计方式来完成:其一,由XML配置界面布局构成。其二,用户程序代码实现,其三,调用用户界面功能函数来实现。
  SQLite数据库设计。(1)文件存储方式Android平台下的文件存储,是使用输入输出流,即I/O流。Android中的文件存储方式常用于大量的数据的存储。数据既可以放在手机本身内存中,也可以放在外部扩展的SD卡中。(2)SharedPreferences存储方式一般用来存储一些用户的简单配置信息,使用Map数据结构键值对的方式来存储数据,采用了XML数据格式将数据存储到设备中。比如在设计登录界面时,用户应当可以设置是否记住用户名、密码这一选项。其本身对存入的数据只能进行查询和获取,而不能进行修改,需要开发其他函数对象进行修改,常用于存储一些固定的参数数据[4]。(3)SQLite数据库存储方式SQLite数据库是嵌入在Android系统里的轻量级关系数据库,占用资源少,目前已经使用在了很多嵌入式设备中,支持主流的操作系统,如Linux、Windows、Android等。它还能够结合很多程序语言进行开发,比如C#、Java等,相比于其他数据库管理系统,它的处理速度很快[43],常用于数据量不大的应用程序中。
  3.结语
  綜上,本文以家居智能化为研究背景,结合当前智能家居产业发展的实际情况,研发了一种基于Android平台的智能家居控制系统,主要开发了Android平台控制软件,并成功实现了一种家庭控制网关的设计,这两部分内容都是智能家居系统的重要支撑部分。
  参考文献:
  [1] 陈莉,付蔚. 基于Android的远程家电控制终端设计[J]. 山西电子技术. 2015(05)
  [2] 祁志强. 智能家居的现状及发展趋势[J]. 智能建筑. 2014(12)
  [3] 姚昱旻,刘卫国. Android的架构与应用开发研究[J]. 计算机系统应用. 2015(11)
  [4] 侯海涛. 国内外智能家居发展现状[J]. 建材发展导向. 2014(05)
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