基于Android平台的家居环境监测系统的设计与实现

摘要

随着科技经济的快速发展及人民生活水平的大幅提高，人们对家居环境的要求越来越高。近年来，由家庭装修材料散发出大量的有害物质和室外大气严重污染所带来的家居环境污染问题日益凸显。家庭出现火灾、煤气泄露等安全事故也屡见不鲜。随时随地监测家居环境和及时快捷发现家居安全问题，成为人们的迫切需求。而传统家居环境监测系统的监测环境参数单一，不具有实时监测功能，远远不能满足人们的需求。因此，基于Android平台设计一款多参数实时监测的家居环境监测系统，并将其转化为适合市场应用推广的智能家居监测产品显得尤为重要。
　　本文综合运用ZigBee、WiFi短距离无线通信技术、单片机技术以及Java开发技术，在Android平台上设计一款家居环境监测系统。该系统以温湿度、CO2、甲醛、TVOC(Total Volatile Organic Compounds)、PM2.5及噪音为环境监测对象，首先利用ZigBee技术组建家居无线传感网络，实现了家居环境数据的自动采集和传输，然后采用S3C6410X处理器并结合WiFi模块搭建了基于嵌入式Linux系统的无线网关平台，对采集的数据进行存储、分析和处理，并实现家居传感网络与Android移动终端的数据通信，最后开发一款Android应用软件，完成智能手机与无线网关动态信息交互，从而实现了家居环境数据的移动实时监测。
　　本文最后对系统应用软件进行功能测试，并对软件监测数据的准确性进行分析。测试结果表明，该应用软件具有友好的操作界面，完成了家居环境的实时监测和环境异常实时短信报警功能，而且监测数据的准确性比较高，误差范围在5％之内，可以满足监测系统的要求。系统运行稳定可靠，能够满足用户需求，具有一定的实际意义和应用价值。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景及研究意义

1．2 国内外研究状况

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容及章节安排

1．3．1 研究内容

1．3．2 章节安排

第二章 家居环境监测系统的关键技术与总体设计

2．1 短距离无线通信技术

2．1．1 ZigBee技术

2．1．2 WiFi技术

2．2 Android系统平台分析

2．2．1 Android平台体系结构

2．2．2 Android应用开发的基本组件介绍

2．2．3 Socket通信

2．3 系统总体设计

2．3．1 系统设计概述

2．3．2 系统功能需求分析

2．3．3 系统整体架构

2．4 本章小结

第三章 基于ZigBee协议栈的家居传感网络的设计与实现

3．1 网络节点的硬件结构设计

3．1．1 协调器节点硬件结构

3．1．2 终端节点硬件结构

3．2 家居传感网络节点软件开发平台及开发流程

3．2．1 节点软件开发平台

3．2．2 节点软件开发流程

3．3 家居传感网络节点软件程序的实现

3．3．1 传感器节点数据采集的实现

3．3．2 协调器通信的实现

3．4 本章小结

第四章 家居环境监测系统客户端的设计与实现

4．1 系统软件的总体框架

4．2 Android平台应用程序开发环境的搭建

4．3 客户端UI界面的设计

4．4 Android应用程序功能的实现

4．4．1 用户登录模块的实现

4．4．2 家居环境实时数据的实现

4．4．3 环境异常实时报警的实现

4．5 本章小结

第五章 家居环境监测系统的综合测试

5．1 测试平台

5．1．1 家居无线传感网络平台

5．1．2 家居无线网关平台

5．2 测试步骤

5．3 测试结果与分析

5．3．1 系统环境评价标准及系统功能测试分析

5．3．2 系统实时数据的准确性分析

5．4 本章小结

总结和展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢