基于Android的智能家居系统家庭网关的设计与实现

摘要

过去的住宅形式主要是以功能划分为不同区间，并且家中的各设备也只是针对某一个特定的领域。现如今随着技术的革命和时代的发展，人们已经不能满足于传统形式的房屋特点。所以，如何顺应新时期人们对于家居环境的要求，并且把现有设备整合成为一个满足要求的新系统的研究，成为一个越来越迫切的课题。
　　本论文依照现有技术特点，以嵌入式移动系统 Android及其在设备控制、信息传输方面的应用为主要的技术基础，在详细分析当今市场对智能家居的需求和技术发展趋势的情况下，对基于Android系统的智能家居系统的家庭网关的设计架构和控制信息等方面进行了仔细的研究和相应的实现。主要内容为：
　　1.研究Android系统的运行机制，设计和实现能够同用户进行良好交流的人机交互界面。这主要是通过对系统提供的各控件进行研究，了解控件使用的特性、环境和注意要点，根据这些控件的实现机理进行相应的个性化修改或扩展，以便形成简洁、易于理解的用户界面，让用户在系统界面中能够得到良好的用户体验。
　　2.针对现有家用设备的控制原理进行相应的分析。在不具备无线控制或者其他非手动控制方式的设备上，依照掌握的控制原理和系统的需求进行相应的加装，满足整个无线系统的要求。对所有可能用到的设备，依据其自身特点和相应功能需求进行分类，并且开发出对应的类函数。
　　3.深入分析Android系统的本地代码机制，根据JNI机制使Android系统能够发送设备的控制信息。该方法主要是根据Android的NDK技术调用本地代码的串口通信功能，然后通过USB接口连接一个无线模块cc2511，进而使系统具备无线通信的能力。根据对蓝牙、2.4G和红外技术的研究整合成一个信号转发中心，设计这个模块的电路和信息传输机制，扩大系统使用的距离，增强系统可控设备的范围。
　　4.对Android系统的数据存储和网络连接进行详尽的分析，并且根据系统需求进行对应的使用。该项内容一方面是针对Android系统特有的sqlite数据库的运行机制和操作特性进行研究并应用，另一方面是针对HTTP和Socket的通信方式的原理和方法进行对应的研究，以便系统接入现有网络获得更多的功能服务。

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第一章 绪 论

1.1 项目背景和意义

1.2 智能家居市场的现状和发展趋势

1.3 本文主要工作

1.4 本论文的结构安排

第二章 家庭网关开发的相关技术

2.1 Android系统简介

2.2 JNI技术

2.3 本章小结

第三章 智能家居系统的需求分析和家庭网关的设计

3.1 智能家居系统的需求分析

3.2 家庭网关的各部分设计

3.3 本章小结

第四章 智能家居系统家庭网关的实现

4.1 人机交互界面

4.2 设备控制

4.3 信息传输

4.4 数据库信息存储

4.5 网络连接

4.6 本章小结

第五章 测试

5.1 测试环境总体介绍

5.2 系统测试

5.3 本章小结

第六章 结论

6.1 论文总结

6.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果