摘要：安防系统是智能家居系统的重要组成部分，其设计的可靠性直接关系到智能家居的安全性能。本文论述了基于Android平台的智能家居安防系统设计。
关键词：Android；智能家居；安防系统
Android平台是Google于2007年推出的开放式手机软硬件平台，它由操作系统中间件、用户友好界面和应用软件组成，其主要用于移动设备。同时，Android系统以其开放性、快速性和灵活性等优势成为软件开发人员最喜爱的开发平台。另外，安防系统是智能家居系统的重要子系统，对应于各种家居安全问题，它对保障智能家居的安全使用具有重要意义。
1 Android系统概述
Android系统的底层建立在Linux之上，是一个自由且开源的操作系统，主要应用于移动设备。Android最初并不是由Google开发的，而是由Andy Rubin所创的团队开发，在之后被Google收购并注资。2007年11月5日，Google以Apache开源许可证的授权方式发布了Android-1.0版本，并与多家网络营运商、硬件厂商及软件开发商组建了手机联盟，共同改良和研发Android系统。目前，Android系统正逐渐扩展到平板电脑及其他如电视等领域上，并且各大占据市场主导的手机厂商也纷纷发布其搭载了Android系统的手机产品。Android系统基本构架主要由应用程序层、应用程序框架层、Android运行时层、库层及Linux内核层构成。
2 智能家居安防系统功能
智能家居安防系统是传感技术、无线电技术、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用。智能家居安防系统可实现家居安防报警点的等级布防，采用逻辑判断，避免系统误报警；遥控器或键盘对系统布防、撤防，发生报警，系统自动确认报警信息、状态及位置，报警时能自动强制占线。
1）报警及联动功能。安装门磁、窗磁，防止非法入侵，管理系统可通过安装在住户室内的报警控制器得到信号从而快速接警处理。报警联动控制可在室内发生报警时，系统向外发出报警信息的同时，自动打开室内的照明灯光、启动警号等。
2）紧急求助功能。室内的报警控制器具有紧急呼叫功能，管理系统可对住户的紧急求助信号做出回应和救助。
3）报警管理显示功能。离家模式即防盗报警状态，防止非法入侵，管理系统可实时接收报警信号，自动显示报警住户号和报警类型，并自动进行系统信息存档。
4）预设报警功能。智能安防系统可预设报警电话。
5）设/撤防联动控制。在家设防模式，安全防范系统可联动切断某些家用电器的电源。在家撤防模式，部分照明灯自动打开，门磁和窗磁离线，室内烟感探测器和厨房可燃气体探测器仍为报警模式。
6）警情后控制处理。当家中有非法入侵者或煤气泄漏时系统会自动拨打电话、发送短信、彩信、抓拍图片并E-mail到指定用户手机。用户收到电话短信时能第一时间用手机电脑查看家中监控画面并控制其家中家电设置、布防撤防等操作。
3 基于Android平台智能家居安防系统总体设计方案
基于Android平台的智能家居安防系统使用传感器检测报警信号，可同时控制喇叭输出报警声音、驱动LED灯发光、使用3G语音模块拨打报警电话和发送报警消息、使用Wifi网卡对外传输报警信息。这样能通过Android系统平台输出各种不同的报警信息，并通过通信技术实现报警信息的远程异地传输，从而使人们对报警信息作出更快的反应，极大地提升了安防系统的应用价值。
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Android平台的系统框架从高到低可分为应用程序、用户空间、内核空间和硬件系统4个层次。智能家居安防系统控制软件处于最高的应用程序层，故在进行软件开发前，需移植相关硬件设备的Linux内核驱动到Androi系统中。在智能家居安防系统中，需要移植的设备驱动包含显示、输入、电话、传感器、摄像头、音频播放、指示灯、电池等外设硬件。在软件系统开发过程中，只需要调用用户空间的Java框架和Android框架，无需直接访问硬件设备。
此外，智能家居安防系统软件可分为用户界面单位、中央控制单位、传感器模块、报警模块、语音模块和数据传输模块。
4 软件系统分模块设计
1）用户界面模块设计。用户界面单元提供人机交互的界面，主要包括登陆界面和布控设置界面。登陆界面提供用户身份信息的输入并进行验证，验证通过可进入布控设置界面，用户身份信息可存储于Android内置的SQLite数据库系统中。布控设置界面可设置系统布控方式、传感器灵敏度、报警电话号码、报警短信号码和报警音频文件等参数。
2）中央控制单元。中央控制单位负责开启或关闭布控，收集和处理传感器的信息，控制报警模块报警，控制语音模块拨打报警电话，使用数据传输模块与远程终端之间双向进行通信。
中央控制单位首先根据用户界面单元或数据传输模块的信息确定是否开启布控方式，只要布控方式开启，即调用中央控制单元处理程序。中央控制单元处理程序先要调用传感器模块注册传感器，然后启动一个线程处理传感器模块传递的传感器数据。若传感器数据达到某个阀值而报警装置尚未启动，则立即启动报警模块和语音模块。
3）传感器模块设计。在智能家居安防系统中使用的传感器主要为光传感器和压力传感器，传感器模块的软件工作流程包括传感器检测、传感器事件获取、传感器数据获取。
检测传感器可使用SensorManager对象，它可返回一个可用传感器对象列表，并可注册程序中需使用的传感器。在使用SensorManager对象注册传感器时，需设定合适灵敏度，过高的灵敏度会加大系统负荷并出现误警现象，在智能家居安防系统中一般选择中等灵敏度。传感器事件监听可通过继承SensorEventListener接口实现，当传感器检测的信息发生变化即可触发SensorEvent事件。可通过SensorEvent事件的onSensorChanged方法获得传感器数据，并将传感器数据传递给中央控制单元进行解释。
4）报警模块设计。可在Android系统中事先录制报警音频文件并存储与SD卡上，出现告警时直接播放音频文件实现报警，音频播放可使用MediaPlayer类实现。另外，为了加强报警装置的使用效果，还可使用Android系统的光源接口控制LED发光设备在报警装置启动的同时发光。
5）语音模块设计。语音模块的功能是当存在告警信息时，通过Android系统内置电话模块硬件接口，可实现智能拨打报警电话，并同步发送报警短消息。
6）数据传输模块设计。数据传输模块用于中央控制单元与远程终端间的通信，用户可使用自身的智能手机作为智能终端，远程实现对智能家居安防系统的布控设置。
数据传输模块需启动一个线程，用于接收远程终端传输的布控设置数据。布控参数与用户界面模块的设置参数基本相同，采用xml文档包装数据，数据传输模块与远程终端间的通信使用面向连接的Socket套接字技术实现。
5 结语
总之，安防系统在智能家居中起到保护作用，确保智能楼宇内居民人身、财产的安全。安防系统必须符合智能家居的基本要求，准确判断外部的环境动态，及时发出警报，以免引起不安全的行为。基于安防系统的智能家居，具有舒适、安全的特点，因此，探讨基于Android平台的智能家居安防系统的设计十分有必要。
参考文献：
[1]王凯明.智能家居系统的研究[D].西安：西安科技人学，2014．
[2]刘卫国.Android的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用，2014(02)．
论文作者:代行
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
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