基于Android和WiFi技术的智能家居远程监控系统

摘要

随着电子技术的发展和无线局域网的演进，越来越多的嵌入式产品具备了以无线的方式接入 Internet的功能，实现了网络资源的共享，并为用户提供更加人性化的服务。这种智能化和网络化的嵌入式产品深受广大消费者的喜爱，显然已经成为了新的发展趋势。本文正是在上述背景和需求下，设计并实现了一种将嵌入式控制技术、WiFi无线网络技术、Internet技术和Android技术相结合的智能家居远程监控系统。提出的解决方案对于智能家居和远程监控领域的研究具有较高的借鉴价值。
　　本文选择了ARM Cortex-M3内核的32位微控制器STM32F103RET6，WiFi无线网络模块、图像采集模块和其他必要的控制电路共同构成了智能家居监控系统的硬件平台。软件部分的设计涉及的内容比较多，也是本文研究的重点和难点。嵌入式控制系统要实现无线接入和设备监控，首先需要 WiFi模块的驱动程序、图像采集程序和其他功能控制程序的支持。在此基础上移植嵌入式TCP/IP协议栈LwIP，赋予监控系统访问Internet的功能。最后基于HTTP协议设计了嵌入式主控系统的应用程序，把家居设备的传感器信息和监控图像同步存储到云端的Web服务器。本课题还针对当前最流行的Android智能手机，设计了一个功能实用、操作简单的远程监控APP。Android手机通过3G/4G/WiFi等网络与云端服务器相互通信，而云端的服务器通过Internet和WiFi网络又与家中的各种传感器相互通信，从而间接地实现了对各种智能家居设备和监控图像的访问与控制。
　　在嵌入式主控端和手持终端分别对系统进行测试，结果表明系统运行稳定，各个功能模块工作正常。Android应用软件操作灵活易用，大大方便了用户对家居设备进行远程监控。整个系统的功能性和稳定性基本达到了预期的任务要求，这样的解决方案具有较高的实际使用价值。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 智能家居国内外发展动态

1.3 Android发展现状及优势

1.4 论文的组织结构

第二章 系统总体架构和相关技术

2.1 系统的总体设计方案

2.2 嵌入式系统技术介绍

2.3 WiFi网络技术介绍

2.4 Android开发平台介绍

2.5 Lwip协议栈特性研究

2.6 系统开发平台确定

2.7 本章小结

第三章 系统硬件开发环境

3.1 硬件系统的结构组成

3.2 STM32主控制芯片

3.3 WiFi无线传输模块

3.4 图像采集模块OV2640

3.5 本章小结

第四章 嵌入式主控端的软件设计

4.1 图像采集程序设计

4.2 SDIO主机接口通信

4.3 WiFi模块驱动设计

4.4 TCP/IP协议LwIP的移植与处理

4.5 本章小结

第五章 应用层软件设计

5.1 搭建Yeelink云存储平台

5.2 主控系统的HTTP应用程序

5.3 Android平台客户端设计

5.4 本章小结

第六章 总结和展望

致谢

参考文献