基于android的大众化智能家庭管理系统

王 岩

基于android的大众化智能家庭管理系统

王 岩

标注：PXM2014_014224_000079 本科生培养-大学生科研训练（市级）

王 岩 袁 慧

北京信息科技大学信息管理学院

随着人们对生活水平的要求越来越高，虽然目前智能家居有了一定的发展，但只限于少数高端家庭，总体市场还处于初期发展阶段。本项目基于目前手机用户最广的android系统来研究智能家居系统，致力于使普通用户通过手机实现对自己家庭设备的基本控制，如窗帘开关、灯光开关、电器设备、家庭监控等基本功能，提高智能家居在广大民众间的普遍性，为人们生活便利做出我们建设性的贡献。最终形成一个由家庭安全防护、家庭智能自动化、网络服务组成的管理系统，为实现家居智能管理的舒适居住环境做出我们的贡献。

在智能化迅速发展的今天，智能家居越来越成为人们提高自身生活的重要研究内容，但是根据调查，目前智能家居在高端家庭和普通家庭中应用的比例严重不均。经调查我们发现，市场中针对主要客户群也是大部分高收入家庭，所以，本项目的研究目标在于提高智能家居在广大群众中的普遍性，实现的是普通用户通过手机实现对自己家庭设备的基本控制和管理。在目前android用户如此广泛的背景下，利用现有技术，通过在手机android系统上安装用户端口，利用android手机很方便地实现用户随时随地对家庭设备的管理控制。

背景分析

需求调查结果

调查结果综述

从调查结果分析看，本次调查对象在一线城市与二线城市的比例为58％：41％；基本符合当前移动网络使用群体所在城市的比例。受调查的大部分人家庭中智能家居的使用度都比较低，同时调查显示，大部分受调查者认为智能家居大多数只存在于高端家庭，而普通家庭一般没有。关于希望智能家居能够走进普通家庭的调查者占到了总数的84.7％，当然这些受调查者中受过高等教育的人居多。针对这样的情况，我们希望能够通过调查研究发现普通家庭中最希望实现智能家居功能，为今后的智能家居发展方向提出想法。

智能家居应用现状

根据调查，我们发现现阶段，智能家居已有的方面主要包括：家电自动定时和防盗报警控制。在受调查者中，希望在其家中实现的智能家居有：远程控制家电，灯光、窗帘、空气净化控制，燃煤气报警控制和可视门禁控制。并且在实现智能家居过程中担心的问题有：价格是否合适和家中小孩老人使用的问题。

技术实现背景

物联网控制和Android系统的结合

物联网无线传感网络：通过多传感器采集数据，应用ZigBee搭建无线自主局域网，采集室内环境信息（煤气、烟雾、温度、压力、噪音等等），实现全方位的安全监测和报警功能，大幅降低了系统功耗和成本。

与android系统结合，实现远程控制家居系统。通过在手机android系统上安装用户端口，利用android手机很方便地实现用户随时随地对家庭设备的管理控制。

用java程序制作，实现手机客户端的编程实施。

内容与功能

内容

研究内容分为两大板块，一是设计由很多无线传感器节点、汇接点、DSP（数字信号处理）等组成控制中心模块，可行有效的智能家居控制系统的设计研究。二是把智能家居和android系统结合起来，结合第一个模块的家居控制需求，设计出我们的手机家居管理系统端口。

智能家居控制系统

通过小组成员具体实施测试及市场调查，该项目设计实现功能是家庭中的家电、灯光、窗帘、空气净化装置、娱乐系统等基本控制，在家居控制模块上加装控制器，可以远程打开或者关闭家中的家电，为用户节约能源，方便快捷；水管、燃煤气管可以安放传感器，实时监测用户的用量，如有漏水漏气情况，及时警报。

智能家居控制系统对家庭设备的管理，由无线传感器节点、汇接点、DSP（数字信号处理）等组成控制中心模块。具体技术实现有：

第一类为开关与插座，最简单的插座通过小电子开关的通断实现对家用电器的电源开关控制；较复杂的智能开关和插座具有输出功率可调的功能，用于吊灯、落地台灯的调光或电风扇的调速等。第二类为传感器产品，其中热释电红外传感器和门磁传感器用于防盗，烟雾传感器用于防火，瓦斯传感器用于防煤气泄漏，还有手动报警按钮用于突发事件（如孤寡老人突然发病）的报警。这些节点都带有ZigBee模块，作为网络的终端节点（RFD）。

手机智能家居系统

手机家庭管理系统结合android系统，可以使用下载相应的终端软件，从而实现家庭物业的相关操作。主要是将zigbee技术和移动通讯技术，还有传感器技术相结合，辅助完成相关的功能。智能家居控制器内部装有手机模块，通过GSM（GPRS、CDMA）移动通信网络，与用户手机实现双向短消息收发。

用户可通过手机软件实现对家用电器的电源开关控制以及调光、调速控制；控制器以推送消息的形式向用户手机发送报警信号，供防盗、防火、防煤气泄漏以及家庭突发事件报警用。

功能模块介绍

以下介绍几个主要功能

可视门禁控制

手机可与家中主机上的液晶LCD显示屏显示访客的图像画面同步，能够得知访客，并通过手机完成与家中一样的对讲或开锁操作。

可以说当今信息化社会中，与人们形影不离的就是用户手机，用手机来操控便捷、简单，只要手机有信号，在任何一个地方都能实现对自己家庭的有效管理。受时间地域等因素的影响很小。

窗帘、灯光等家电控制

通过手机软件，对实现在天气变化的情况下打开或关闭家中窗帘的操作，并能够实现对家中灯光等电器的开关控制。这样的家电控制包括但又不止于窗帘、灯光的控制，我们还能够逐步实现对于其他家电的控制。例如，在回家前半小时将家中空调打开等类似的操作。

燃煤气报警控制与防盗报警控制

燃煤气警报是通过瓦斯传感器来实现，当传感器所测得的数据超过标准数据，控制器会以推送短消息的形式向用户手机发送煤气报警信号，以避免发生家中人员中毒等现象。

防盗警报是通过热释电红外传感器和门磁传感器来实现，当家中的传感器感受到异常或者家中出现盗窃情况，实现对家中情况的监控，控制器会以推送消息的形式向用户手机发送报警信号。同时，手机终端的软件采用用户名、密码方式登录并与家中监控设备连接，如出现手机丢失等情况，他人不会通过拾到的手机查看自己家中的情况。

创新点与项目特色

把android手机和家居系统联系在一起

通过手机便捷的控制家庭设备。研究存在广大客户群：从目前中国用户使用最广的手机系统着手，提高项目的关注度和可实施性。

使智能家居逐步走入普通家庭

让智能家居不止存在于高端少数家庭。我们主要目标在于提高广大民众对自己家庭的基本控制，如灯光控制、家居环境监控、家电控制等基本功能，改变智能家居只存在少数高端家庭的现状，设计出从开销、功能、监控等更适合广大民众接受的家居管家。

实时监控与方便快捷

该系统的设计无论是在上班、度假还是外出旅游，都可以实时的实现对自己家庭的控制监控，外出时会24h监控家中情况，当出现紧急情况，该系统会在第一时间向主人发出报警信息，使得家庭管理节能环保又方便快捷。

关注健康，以人为本

本系统设计在提高普通家庭智能家居水平，同时比市场现有系统更加关注“人”的发展。定时自动功能等可以使用户养成健康的生活习惯，提高社会人群的健康系数，晚上灯光自动变弱、早晨自动起床音乐、窗帘自动打开等功能让用户在不知不觉中提高生活的健康度；另外，在生理需求方面也更加关怀用户，监控室内环境的湿度、温度、空气系数，自动调节提高生活质量，关怀人文。

结束语

随着社会信息化程度的提高和经济水平的发展，普通家庭对智能家居需求的增长，智能家居在人们追求生活智能化和健康化这两个方面都发挥着重要作用，是未来家居的发展方向。研究结果显示，可用于智能家居领域的各种技术已非常成熟，为实现本项目研究即让智能家居逐步走入普通家庭创造了条件，大众化智能家居的发展前景十分可观。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.032