基于Android平台的智能家居安防系统研究与设计

摘要

随着计算机技术不断发展和各种硬件设备的日新月异，人们对智能产品的使用越来越广泛。近年来无数学者和企业对智能家居系统作了大量研究，在此基础上，本文对基于Android平台对智能家居系统进行了研究分析，并设计了整套软硬件设备。设计以提高安全性能为准则，将智能家居理念与无线传感器网络相结合，构建基于Android平台的智能家居安防系统。
　　整个系统设计分为四个部分，Android手持终端、控制网关、无线传感器网络和通信网络。本文首先对Android操作系统的构架和组成做了研究，搭建了Android手机APP开发平台，通过平台提供的SQLite数据存储管理模块设计了用户安全登录Activity，同时使用平台控件和Socket通信机制设计了用户操作界面。本文对市场所用控制芯片、无线传感器网络组网方式和无线通信方式作了对比，选择了宏晶公司推出的的型号为STC15F2K60S2单片机构建了控制网关，并用RS232串口构建了外围接口电路；选择了GainSpan公司推出的GS1010-PK芯片构建了能与WIFI无线网络无缝连接的无线传感器网络；选择了型号为USR-WIFI232-2的WIFI模块构建了无线通信网络。
　　本文阐述了使用Android平台编写用户APP的方法，并使用虚拟机完成了APP的编译和调试，且将其成功移植到Android手机上运行。利用Protel99SE软件作了控制网关电路及其外围电路和通信电路图，并联合Keil C51对电路功能进行了仿真调试。本文详细分析了无线传感器网络组网结构，对比各种拓扑方式优劣后，选取了Mesh网络结构作为其拓扑方式，并通过数据传输可靠性验证证明了该拓扑方式可靠实用。通信电路中WIFI模块需要服务器分配的唯一的IP地址才能接入网络，因此本文对WIFI模块进行了IP地址初始化配置，将其接入网络。
　　通过软硬件测试和验证，实现了对智能家居安防系统APP、控制网关、无线传感器网络及其通信的设计，证实了本文所用方法的正确性和课题的实用性。

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1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 智能家居系统国内外研究现状

1.3 Android系统国内外发展现状

1.4 传感器国内外发展现状

1.5 课题研究内容

1.6 章节安排

1.7 本章小结

2 智能家居安防系统总体设计方案

2.1 Android平台手持智能终端

2.2 控制网关

2.3 无线传感器网络

2.4 通信网络

2.5 本章小结

3 智能家居安防系统软件设计

3.1 用户APP程序设计

3.2 控制网关程序设计

3.3 通信网络程序设计

3.4 本章小结

4 智能家居安防系统硬件设计

4.1 智能家居网关构建

4.2 无线传感器网络构建

4.3 硬件电路设计

4.4 本章小结

5 智能家居安防系统软硬件调试

5.1 Android控制平台虚拟机调试

5.2 WIFI模块调试

5.3智能家居安防系统演示

5.4 本章小结

6 总结及展望

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

致谢