基于Android平台的智能家居系统设计

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。