基于Linux和Android的智能家居系统设计

摘要

随着生活水平的提高，人们不断追求高质量的家居生活。智能家居行业应运而生，并得到了快速发展，但是目前智能家居系统在家居应用中存在价格昂贵和产品实际应用性不高等不足。智能家居系统的研究，对整个智能家居行业提高系统可应用性和技术革新有着重要的意义。 本课题根据实际需求设计了基于嵌入式网关的智能家居系统，该系统实时监测家庭的温度、湿度、光照度、烟雾、燃气、人员活动情况等环境参数，以及通过视频实时监控家庭动态；实时存储环境参数及报警信息，将报警信息实时推送到用户手机客户端；用户通过手机客户端或浏览器网页的形式远程对家电进行控制。本系统旨在提高家居系统的实用性，用户查询和控制终端的多样性，降低成本等。 系统主要分为三部分：家庭内部无线传感网络部分，嵌入式家庭网关部分，客户端部分。 1、家庭内部无线传感网络部分利用ZigBee技术组建无线传感网络，进行各项传感器数据采集、环境监测以及家电控制。 2、嵌入式家庭网关部分采用ARM9S3C2440核心芯片，基于Linux操作系统，移植了Boa Web服务器作为响应客户端操作请求的基础服务器。移植了MJPG-streamer作为响应客户端视频连接的服务器，负责视频的采集以及抓拍场景异常图片。移植了SQLite3数据库，存储环境参数和报警信息，供用户查询。通过串口程序监听来自家庭内部网络的数据，通过制定的通信协议，判断数据类型实现数据存储，并将报警信息实时推送到客户端以及将抓拍异常场景图像并上传至云存储平台。 3、客户端部分分为浏览器网页和Android手机客户端的两种形式，浏览器网页客户端采用HTML语言编写显示和控制界面，并通过CGI规范与Web服务器进行数据的交互。Android手机客户端以JAVA语言编写Android应用程序，实现了对家电的远程控制，设定模式，视频监控家庭环境，添加JPush SDK,实现接收网关系统推送的报警信息的功能，还增加了语音识别和控制功能，选择时间段查看存储在云平台的报警图像。 通过运行测试，ZigBee家庭内部网络、家庭网关、客户端均能够稳定运行，实现预期功能。该智能家居系统提高了可应用性，降低了成本，基本满足了用户需求。

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