何清风
上海达实联欣科技发展有限公司
摘要：在科技不断发展的背景下，智能化成为了各个领域发展的潮流趋势，在家家居生活中，智能家居控制系统的应用，给家居生活带来巨大的帮助。基于此，本文首先分析了基于Android的个性化智能家居控制终端研究概述，然后研究了基于Android的个性化智能家居控制终端的实现。
关键词：Android系统；个性化；智能家居；控制终端
引言：随着科技水平的进步，智能家居得到了很大的发展空间，通过科技技术对家用电器进行智能控制，人们能够在远程对家用电器进行控制。智能控制系统的实现让人民生活质量有了大幅度提高，更提高了生活科技水平，提高了人们生活的效率，智能控制系统不仅具有广阔的发展前景，更是家居生活发展的关键趋势。
一、基于Android的个性化智能家居控制终端研究概述
（一）基于Android设计控制系统的原因
在智能家居系统中，包括四大部分，分别是控制终端、网关、服务器以及家居终端。其中网关用作家居设备的信息储存，传输数据信息；家居终端用于控制等；服务器用于数据交互和数据储存；控制终端用作人机交互平台。Android操作系统在手机系统中占据着重要位置，在全球的市场占据了80%的市场份额，在国内Android系统占据了92%市场份额，移动终端也具有着操作方便、价格低廉的优势，被广泛使用。因此，在Android平台上设计控制系统，能够提供给更多的用户使用[1]。
（二）基于Android设计控制系统的优势
基于Android平台设计控制系统具有着显著的优势，一方面，Android系统能够支持很多高级程序的开发，例如：C++、JAVA等，系统本身也包含推送消息的接口，能将家居数据推送出去，同时还能提供网络协议的封装，例如：HTTP、DHCP等，让终端的实现获得了便利的条件。另一方面，在各类终端设备上使用的是触摸屏幕，能够在很大程度上提高用户操作的便捷性，用户能够轻松的接受家用电器信息。移动终端体积较小，便于携带，用户可以在任何时间地点对电器进行控制。
二、基于Android的个性化智能家居控制终端的研究
（一）系统框架设计
基于Android的个性化智能家居控制终端主要有个部分，第一部分是UI界面和逻辑结构，包含着登录注册功能、用户管理功能、场景管理功能等编辑功能。第二部分是信息通信，由于第一部分中各个板块的信息需要保存在本地，和远程服务器交互，将数据同步到服务器端。除此之外，终端还需要和家庭网关实现通信，对电器进行控制，对场景进行控制，远程需要使用服务器接口和网关通信，才能实现对电器的控制。
首先新用户先进行注册登录，登录成功之后需要选择是否添加网关，添加网关需要搜索UDP，在本地和服务器储存网关变化以及IP地址。不添加网关需要选择网关，对数据进行更新。然后需要选择场景，经过执行场景，能够触发联动传感器。需要选择区域和电器。最后系统通过通信对电器进行控制，电器将状态反馈给系统，从而形成了系统的全部流程。
1.注册登录功能
新用户首次使用时，需要先完成注册，输入注册信息。然后远程服务器对信息进行验证，若验证为新用户，用户信息将被同步到服务器中，也将同步到本地。接下来用户要进行登录操作，输入密码和账号，服务器对账号和密码进行验证。最后经过验证的账号进入到主页面中，若验证错误，那么用户可以通过忘记密码操作，找回密码进行重新登录。
智能控制终端是为了让用户在远程对电器进行控制，让电器实现对应的功能，控制系统和APP应用类似。在注册登录板块中的个性化体现，可以设计多种登录方式，例如：系统允许用户使用QQ、微信、微博、邮箱等第三方登录方式，用户可以自由选择偏好登录方式。若用户忘记密码，可以向绑定手机账号发送短信，或者向绑定邮箱发送验证邮件，方便用户重置密码。在登录成功之后，用户可以设置登录指纹，使用指纹密码进行登录，提供给多种登录方式供用户选择，实现了个性化设计。
2.家庭网关功能
家庭网关功能需要添加客户端之后使用，先搜索范围内的主机，使用UDP创建对象，用来接收和发送数据，把对象添加到广播地址，将数据发送到本身，同时也发送需要的字节数据，在发送之后对区域内的网关编号以及IP信息读取出来，然后将信息储存到本地数据库内。
3.区域管理功能
区域管理模块是实现终端个性化的重要部分，用户需要将家里区域的分块添加到分区中，每个区域都有对应着的电器，这样能保证用户获得良好的体验。也就是说，用户在登录成功之后，用户能点击相应的电器对其进行操控。在应用过程中，会出现对多个电器同时控制，同时执行的情况，需要将电器分别加入到场景中，发布指令的时候对电器进行控制，让用户能够方便使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆和电器控制通信不同，选择一个场景时，终端能够通知服务器，服务器和网关通信，场景中的电器也就执行指令。在添加电器的时候，还需要添加传感器，在设置好联动方式之后，触发传感器，对应的场景也就执行指令。
3.电器控制
在对电器控制之前，先要添加电器，主要包含两个操作，第一个是添加电器的类型，然后添加电器，不同电器添加的码值也不同。先编辑好电器设备的名字之后，要点击确定按钮，然后需要在硬件电器上点击对码键，完成对码之后，将电器的编码数据返回给系统，对码信息需要和添加电器的类型一致，这样就完成了电器的添加，如果信息不一致，系统会提示添加失败，用户需要重新操作。
对电器的控制有两种，一种是本地控制，另一种是远程控制，在终端和网关之间需要建立通信，终端位置发生变化的时候，超出局域网范围或者是切断网络都要转换到外网通信。因此，要在通信之前检查连接Socket有效性，若检查结果为有效，那么使用Socket通信，若检查结果为不合格，那么需要转换成外网通信。在通信作用下，传输数据来实现对电器的控制，在控制之后，界面中显示出电器控制状态[2]。
例如：对空调的控制，在APP界面中先选择空调所在的“区域”——客厅，然后点击空调选项，选中空调之后，会进入到空调的控制页面，包含“开”、“关”、“调温”等多个功能，先点击“开”，远程控制系统向空调下达开空调的指令。然后手机终端可以进行温度设置，在温度框内输入“22”，远程系统对空调下达指令，空调将温度设置为22℃，这样也就实现了个性化智能家居的终端控制。若用户不在需要空调，可以点击“关闭”，将空调系统关闭。
（二）个性化设计
第一，家庭网关配网设计，为了提高用户的体验，智能家居的控制终端不能和单一网络相适配，实现配网功能，用户需要搜索WiFi，选择想要使用的主机网络，输入密码，然点击配网键，也就完成了配网功能。第二，电器编辑设计，界面中设计出电器位置修改及删除的功能，用户能够随意修改电器命名。第三，流量通信设计。用户在查询电器状态的时候，终端如果没有使用Socket通信，那么就需要在服务器中查询电器状态，如果在有网络的时候，能够进行正常通信，但是在使用手机流量的时候，就会造成浪费流量的情况。因此，终端需要使用Socket和服务器之间的双向通信。在远程服务器上电器状态有更新的时候，服务器主动将动态信息发送给控制终端，控制终端也就掌握了电器状态。
在控制模式上，用户需要使用正确的账号登录到系统上，然后进入到控制界面之后，用户能够点击特定的按钮对智能家居进行控制。在控制模式中包含着开关模式，实现对智能家居的控制。在系统中，控制模式包含着开关、温度、计量、监控等多个部分，首先需要选择想要控制的设备，然后选择想要执行的操作，例如：选择点灯，需要在页面中点击点灯，点击需要控制的电灯位置，然后点击开灯操作，实现对电器的精准控制。如果想要控制电视，需要对选择电视，执行开关模式，打开电视之后，可以通过系统选择频道，调整音量。在页面上，用户选择了相应的功能，控制页面也就弹出相对应的页面，用户根据需求进行相应的操作。
智能家居的控制系统对于无线控制有一定的要求，需要具有无线WiFi的模块，作为通信的平台,实现通信功能，需要了解机器的IP地址，掌握到程序的端口号，通过建立协议实现通信，常用的协议有TCP协议，是一种有链接的安全传输协议，在传输过程中，需要进行三次握手机制，其传输速度相对较慢。另外一种常用的是UDP协议，是一种使用发包的形式进行的传输，传输速度也相对较快[3]。
又如：使用手机APP连接着智能门锁，防盗门每一次开关都会产生一个项目记录条，记录在数据库中，并且能够同步到APP中。当智能门锁系统检测到非正常开启的情况时智能门锁检测到系统受到非法入侵攻击时，一边向终端APP发送提示，提醒用户防盗门正受到入侵，同时防盗门摄像头拍摄门口图像，并发出警报。这个时候用户可以在网络环境下，打开防盗门智能摄像头，对防盗门的情况进行查看。若用户通过智能摄像头观察到有人尝试入侵后，可以手动点击报警功能。报警系统和110网络系统相连接，系统会自动拔出预先设定好的报警电话，和警察进行通话，向警察说明情况。同时防盗门报警系统和110网络中心相连接，用户可以向110网络中心授权，110网络中心能够直接获取智能摄像头拍摄画面，从而实现了报警功能。
结论：综上所述，本文首先进行了基于Android的个性化智能家居控制终端研究概述，分析了基于Android设计控制系统的原因，以及基于Android设计控制系统的优势。然后对基于Android的个性化智能家居控制终端的实现进行了研究，首先需要对需求分析，在需求的基础上进行系统设计，系统流程主要包括注册登录功能、家庭网关功能、区域管理功能、电器控制，在这些部分中需要进行个性化设计。
参考文献：
[1]徐康,金玉珍.基于Android平台的智能家居客户端系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2017,30(12):80-82.
[2]禹谢华,邓林茂,张晓云,陈美龙,匡凤飞.基于Android与Arduino智能家居控制系统的设计与实现[J].山东农业大学学报(自然科学版),2017,48(04):532-536.
[3]朱得元,胡冰,俞宝库.基于Android/Raspberry Pi的智能家居安防系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2017,13(19):158-161.
论文作者:何清风
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/19
标签：终端论文; 电器论文; 用户论文; 网关论文; 智能家居论文; 系统论文; 功能论文; 《防护工程》2018年第12期论文;