Android客户端下智能家居系统的设计与实现

林喜辉

（北海职业学院，广西 北海 536000）

1 智能家居APP的设计内涵

1.1 智能家居的概念

智能家居是智慧城市的基础，是将计算机技术、网络通信技术以及智能控制技术和多传感技术等现代化技术有机结合后，与用户家中的各类电子设备进行协调合作的一种智能化的嵌入式管理系统，是指家庭产品自动化、智能化、能够在一些特定的情景下实现拟人化处理过程的系统。智能家居的实现需要具备3个条件。

（1）家庭内部要具备良好的网络条件，可以使得整个房间都有良好的网络进行连接。

（2）智能家居可以在网络的支持下开展各项工作。

（3）该网络是与当前最快的网速相匹配的，使得人们可以在更加高效、快捷的操作平台上面进行相关操作。

1.2 智能家居Android客户端的设计意义

智能家居Android客户端的设计具有重要的意义。首先，在手机比较流行的当下，智能家居APP具有极高的实用价值。人们已经习惯了在手机上进行各种各样的操作，APP的功能从最初的社交聊天到银行转账汇款、从单机游戏到联网游戏。手机终端APP具有较好的操作性和便利性。用户在使用智能家居APP时，可以通过手机远程遥控家居设备，实时监控家庭相关场景和接收信息，随时随地进行家庭相关信息的接收，包括实时对家庭设备进行远程操控，进行实时语音和视频通话等，可以实现用户日常生活的智能化和信息化，推动智慧社区和智慧城市的形成。同时，随着社会经济的发展，人们越来越追求生活的舒适度，智能家居也在近几年得到了良好的发展。通过设计相关的智能家居APP，可以在用户功能和Android系统之间搭建一个桥梁，通过用户对使用的反馈，可以促进相关设计人员对智能家居相关设计的进一步改进，完善智能家居设计的相关工作。

2 基于Android下的智能家居的设计分析

2.1 系统组成分析

在进行智能家居APP的设计时，首先要根据系统的设计目的来分析系统的组成，为系统的设计打下良好的基础。智能家居的系统一般由以下5个部分组成。

（1）家庭中控。这是家居设备的控制核心，主要是设备控制、显示工作状态，对相关的安防警报进行推送等。（2）平台服务器。这是智能家居APP的中心管理平台。主要起到管理用户、推送消息以及提供通信等功能。（3）社区服务器。社区服务器这一社区便民服务的管理平台，可以实现单元自动开门、居民交流以及社区消息推送等功能[1]。（4）楼栋门口机。这是建设智慧型社区的基础，可以满足实时对讲以及其他的居民交流等需求。（5）移动终端，这也是智能家居APP设计与实现的核心，基于Android平台下，其可以提供信息传输、设备控制以及信息查询等功能。

2.2 用户需求分析

智能家居APP主要是面向广大的业主来实现的，在进行设计时还需要考虑到业主在使用APP时的需求，做到精准化的设计与推广，使其更加受到各方面的认可。

（1）要支持相关的社区业务事项的信息通知与交流，便于及时地让用户了解到小区的公告和业务通知。（2）要满足用户进行远程操作住宅内的电器设备的条件。（3）要具备良好的用户管理功能，便于用户对相关的信息和数据进行后台的处理，为用户提供一键式的操作，并且要具备定期自动更新的功能，提高用户的使用满足感。

2.3 系统的整体设计分析

Android是基于Linux开放式内核而进行开发的嵌入式手机操作系统，以Eclipse为开发环境，以安卓开发工具（Android Development Tools，ADT）为开发插件，以SQLite作为开发数据库，以Java为开发语言来构成一个可以在手机终端上使用的智能家居APP系统。在智能家居APP的设计时可以采用分层的设计模式，从上依次往下按照结构层次的不同进行划分：如，登陆界面层、使用功能层、中间件层和系统操作层。以Android操作系统为基础，中间件作为核心功能层，为用户提供相关的数据访问、消息推动和信息管理等服务；功能层则是在中间件层的基础之上为用户提供具体的服务，并且在用户登录界面展示用户的相关信息。

3 智能家居APP的设计

3.1 控制界面的设计与实现

控制界面是使用智能家居APP最主要的途径之一，对其的设计在智能家居的设计中处于领先地位。在控制界面的设计中，要注重设备管理的设计，设备管理是负责家居设备实时查看和远程操控功能的，如传感器、摄像机、空调和窗帘等。设备的信息分为设备的固定信息和设备的实时信息两大类。固定信息包括设备数量和类型等，储存在Config.xml文件中；设备的实时状态信息实时存储在State.xml中，便于用户及时使用。用户在选定某个设备的类型后，系统就会自动导出相关设备的信息，用户便可以通过设备进行相关界面的控制，并且可以实现对相关设备信息的查询。例如，在用户点击了某个设备的开关选项后，APP中的设备管理就可以自动进行信息匹配，然后通过相关的远程技术自动对相关设备的信息进行处理。

3.2 信息服务的设计与实现

智能家居Android客户端设计的目的是满足用户社区生活居家的需要，提高用户生活的满足感。在进行信息服务的设计时，要做好相关信息的接收和社区信息的推送，包括小区的物业服务信息和小区的公告推送等。例如，在用户的日常设备使用中，智能家居Android客户端就可以实现安防警报的发送，由家庭中控平台发送至平台服务器，再传送到服务端的用户手中，便于用户对相关信息的接收[2]；小区物业的通知和公告则可以由专门的管理人员通过操作百度云管理控制台，将相关信息发送到业主的手机APP中。一般情况下，这类信息会出现在用户的手机通知栏，用户在看到相关信息后点击，就可以自动跳转到相关界面，便于实现进一步的操作处理。

3.3 功能模块的设计与实现

在功能的设计上，可以进行以下设计，包括设备配对、设备连接、添加遥控、场所选定和添加设备信息等方面：设备配对主要是在互联网下实现路由器与主机的成功连接，便于用户利用WiFi等实现网络通信；设备连接是为了将分布在各个房间的设备进行有效的连接，如，将MAC等数据存储在APP的数据库中，便于更好地实现相应的指令分布。场所选定，即根据用户家中的具体情况将相关信息添加到智能家居APP的数据库中，包括餐厅、书房等。添加遥控是将家中某个电器的信息添加到APP中，便于实现远程操作。添加设备信息是指在主机中录入相关的家居遥控器的红外或者射频编码，利用主机转发编码来将数据传输到APP中，便于实现控制终端向主机发达指令。

3.4 网关系统软件设计与实现

智能家居Android客户端的设计还离不开网关的设计，其负责整个系统的调度，是整个系统正常运行的核心。在APP的整体设计上，以嵌入式网关模块和ZigBee模块的设计为基础。嵌入式网关主要是采用S3C2440AL作为CPU处理器，其串口与ZigBee通过协调器进行连接，接收家庭环境数据。设计嵌入式家庭网关的IP地址和域名，可以点击相关参数，对家庭环境的相关情况进行实时查看。除了能看到各种信息推送通知，还可以通过Shell脚本，使用CURL工具实现图像的及时抓拍及上传[3]。通过CURL编程来调用JPush REmode API远程接口，可以实现手机客户端信息的推送。

4 结语

智能家居Android客户端的设计具有明显的优势，是现代化社会发展信息化、智能化的标志之一，有利于提升大众的居家满足感，具有较好的实用性。虽然现阶段智能家居的APP设计已经取得了很大的进步，但是仍要不断加以完善。除此之外，虽然本文的研究思想是基于Android的系统开发，但是在系统的整体设计上，还要以Windows，iOS等系统设计的特点和要求，对相关的设计细节进行不断完善，使得相关系统的设计具有广泛的借鉴参考意义。只有构建多元化的系统功能，开发出更多的手机操作系统，不断地提升用户的使用体验，才能促进我国现代化智慧社区的建设与发展。