（桂林电子科技大学大学生创新创业综合实践基地,广西 桂林 541004）
此文为2017年区级大学生创业训练项目（201710595280）阶段性研究成果
摘要：随着计算机技术的进步和发展，“物联网”成为近些年热门的领域，这也是“互联网+”的必然趋势。在这种大背景下，人们的生活方式也发生了重大的变革，在家居领域来说，人们更加追求智能家居。家居智能化的发展是今后大的趋势，也是研究和应用的热门领域，这也是为了更加便捷生活、提升生活品质。本文设计了一款家居环境监控系统，能够提供大家所向往的家居可视化。该系统能够及时反馈给你关于家里面的气温，湿度，有没有人，门窗是否锁好等等基本生活信息，该系统的操控可以通过手机、平板来控制。
关键词：智能家居；环境监控；设计与实现
引言
智能家居是未来的发展趋势，在起步阶段的智能家居技术只是局限在小的范围内的蓝牙通信、红外线操作等远程操作。目前，新兴的小米、华为等公司声称的智能家居只是在手机里安装类似实体遥控器的红外线来实现对家电的控制，而没有用到局域网来控制家电，从而导致遥控距离不远，灵敏性差等，本质上是换一种形式的遥控器。但是随着网络技术的发展，无线路由器的普及和应用使得智能家居的实现可以基于无线路由技术，这种技术会提供更加稳定和可靠地传输，以及更加广阔的覆盖面积。本文设计的家居环境监控系统基于无线局域网技术，设计里的理念是用手机来操控家里的电器（如电灯照明系统、洗衣机、液晶电视、冰箱、空调等），出门时，打开手机，就可以看见家里的所有电器是何种状态，离开家时，可以通过手机断开总开关或者某些开关（比如冰箱要一直工作等），已达到节能的效果，而不是急急忙忙地找电源插头，如此智能的控制，让生活尽在手中。
一、系统需求分析
（一）市场分析
目前中国富有阶层正在形成，该部分家庭占城市人口的10%，占总人口的3.5%，主要针对这部分人的市场总量为1400万套。中国拥有1亿多的潜在客户，剩余的是十四亿人定为潜意识客户。与此同时，随着我国人口的不断增加和生活水平的整体提高，这一项数据还在不断的发生变化。但事实上，每年在家居方面的支出人均远远不止1000元。本系统设计基于移动技术通过手机对家居环境进行实时可视化监控，并且可以通过ARM平台与手机Android系统进行视频数据的传输和监控。本系统相比于市场上其他的相关产品而言，具有更加方便实用的可操作性，操作简单，容易学习，而且可以实现与智能家居的完美结合。
（二）功能需求分析
本系统在功能需求上以手机为中心，实现对家中家用电器的操控。在功能划分上主要有以下两个部分：
1、手机操作功能：
通过Android操作系统设计手机控制软件，该软件能够对接入到其中的家用电器进行监控。Android控制软件的设计界面设计要求简洁化、友好化、软件上集成对家电的控制面板，已实现完全控制的目的。
2、局域网通信功能：
局域网通信功能要求局域网跟家电的通信，把家用电器接入局域网后通过手机把控制的信息指令与电器进行通信，并通过指令控制家电，家电内部也需要安装相应的接入面板以完成通信功能。
二、系统设计与实现
本系统的设计如下图1所示，通过图1可以看出，手机控制端和家用电器端都通过局域网通信并相互连接起来。在每个家用电器内通过安装相应的控制芯片进行信息的采集和监控。
图1一款家居环境监控系统的设计图
在实现上主要有以下几个方面：
1、开发完成手机软件App，基于目前主流的嵌入式安卓系统，通过制作App或者网页控制界面，界面友好。
2、开发完成控制芯片，基于嵌入式的芯片为主要原器件，通过编写相应的嵌入式代码与家用电器通信并获取相应的信息，通过ARM平台与手机Android系统进行视频数据的传输和监控。
3、开发完成基于局域网的通信模块，完成各个模块的调试及对接，在后续改进步骤上继续开发安防系统，通过安防系统可以报警可给手机发送警报信号。
三、系统的创新点
（一）通信距离远
取代蓝牙传送机制，采用局域网进行通信和控制，控制的距离广。
（二）成本低
基于现有的家庭网络宽带和路由器，控制面板原器件选取上都会已经成熟的嵌入版，手机端开发软件上基于开源的安卓系统。
（三）可连接数高
蓝牙理论可连接的设备只有7个，红外遥控需要对准才能控制，而无线路由器，或者交换机的理论可连接的设备一般不超过128个，如果WiFi信号被放大之后，能连接的数量不超过1024个，也就是说几乎可以把所有的家庭设备连接到家庭的局域网。
结束语
随着智能家居的概念越来越深入人心，人们对于智能家居的使用和接受程度也会逐渐提升。本系统的设计与实现能够使用移动技术通过手机对家居环境进行实时可视化监控，能够通过手机进行家电全局信息的管控，这也是未来智能家居一键式、便捷式、服务式的理念。本系统在设计完成时，仍然存在一些问题比如通信的稳定性、数据采集的实时性和有效性等，这都是笔者今后努力进步和发展的方向。
作者简介：王思雨,（1997年—）女，浙江省丽水人，桂林电子科技大学材料科学与工程专业，本科在读学生。
指导老师：孙千峰，桂林电子科技大学，助教。
论文作者:王思雨 郑献焕 王幸 韦婷婷 王小方 张博宇
论文发表刊物:《知识-力量》2018年9月中
论文发表时间:2018/9/27
标签：手机论文; 通信论文; 家电论文; 局域网论文; 智能家居论文; 系统论文; 本系统论文; 《知识-力量》2018年9月中论文;