基于Android的建筑电气无线监控系统研究与实现

摘要

随着计算机、通信、控制技术即所谓“3C技术”的发展，人类社会不断进步、生活水平不断提高，人们对自身生活工作的环境质量、舒适性、安全性的要求也在不断提高。1984年美国哈特福德市都市大厦的建成，标志着人类第一栋智能建筑的诞生，建筑智能化从此进入了人类的视野。随着Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等无线通信技术的发展，以及Android、iOS等移动设备智能操作系统的日益流行，使得通过移动客户端对建筑电气监控系统进行监控和管理成为了可能。这种方式在布局设计、设备线路安置上便利灵活，在局域控制上可移动性好、方便快捷、方式新颖、发展趋势良好，具有很好的实用性和普及性。
　　本文通过使用实验室自主开发的L-N总线技术、总线节点模块、网关模块等构建了建筑电气监控系统硬件架构。通过对几种无线通信方式的分析和比较，确定了使用Wi-Fi无线通信的技术方案。然后在网关模块完成了Wi-Fi转串口电路模块的开发，将Wi-Fi技术引入到建筑电气监控系统之中，实现了建筑电气无线监控系统硬件体系的构建。
　　本文完成了对Android开发平台的搭建，对手机客户端软件进行了功能分析和包括主操作、登录、注册界面的设计。客户端软件的功能不仅包括对建筑电气监控系统进行基本的控制和管理、用户登录注册功能，而且还包括有组态编程、场景文件共享、背景切换等。最终完成了对基于Android的建筑电气监控系统手机客户端软件的开发。
　　本文还完成了对整个无线监控系统通信网络和总线报文的设计实现。手机客户端接入Wi-Fi局域网络后，通过采用基于TCP/IP协议的Socket通信方式，结合开发的总线报文协议，实现了手机客户端和建筑电气监控系统网关模块间的通信，即实现了通过手机对整个建筑电气监控系统的监控和管理。
　　最后，本文完成了对客户端软件的单元测试及功能测试，并对整个无线监控系统进行了整体测试。测试结果表明，客户端监控软件可以通过Wi-Fi网络实现对建筑电气监控系统的监控和管理，达到了预期的设计要求。客户端软件在操作过程中稳定性良好，用户可操作性较强。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 建筑电气监控系统的发展及趋势

1．3 主要研究内容及章节安排

1．4 本章小结

第二章 智能建筑电气无线监控系统构建

2．1 建筑电气监控系统的基本构成

2．2 现场总线技术开发

2．3 总线节点设计

2．4 网关模块的实现

2．4．1 网关模块基本原理和实现

2．4．2 无线通信技术的选择

2．4．3 Wi-Fi网络拓扑结构

2．4．4 Wi-Fi转串口电路的实现

2．5 系统整体架构

2．6 无线监控方案可行性分析

2．7 本章小结

第三章 Android客户端监控软件的开发

3．1 Android的发展和历史

3．2 Android平台架构及特性

3．3 Android软件开发环境的搭建

3．4 软件功能分析

3．5 软件开发具体实现过程

3．5．1 Android软件开发基本原理

3．5．2 用户界面开发

3．5．3 组态编程功能的实现

3．5．4 共享机制的研究

3．5．5 其他功能的实现

3．6 本章小结

第四章 建筑电气Wi-Fi无线监控通信规范及实现

4．1 通信协议和总线报文

4．2 建筑电气监控Wi-Fi通信方案的实现

4．2．1 Socket网络通信的实现

4．2．2 使用Wi-Fi通信的编程实现

4．2．3 基于TCP协议的Socket编程实现

4．3 本章小结

第五章 系统测试

5．1 客户端软件测试

5．2 系统整体测试

5．3 测试结论

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的发表论文情况