智能家居手机控制家电系统25hrxu.docx

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1、学士学位位论文题 目： 智智能家居居手机控控制家电电系统 分 院：专 业：班 级：学 号： 姓姓 名： 指指导教师师：摘 要要随着人们们生活水水平逐渐渐的提高高，大家家对生活活质量的的要求也也就越来来越高，从从而推动动了智能能家居的的发展，随随着普通通家庭使使用家电电设备渐渐渐增多多，迫切切的需要要集中控控制家电电设备。如如此同时时，智能能手机性性能的提提升以及及互联网网的发展展，使得得智能手手机已成成为人们们生活中中不可缺缺少的一一部分，以以后将成成为智能能家电控控制系统统的主流流控制终终端。 在这样样的背景景下，本本文研究究智能家家居手机机控制家家电系统统，该系系统以wwifii通信技技术

2、为基基础，以以Anddroiid智能能手机作作为终端端控制，安安装手机机APPP，向系系统发送送命令来来达到对对家电的的控制。因条件限限制，本本课题中中手机对对家电的的控制将将采用模模拟的方方法，即即通过智智能手机机控制LLED的的亮灭来来代替手手机对家家电的控控制。关键词：智能家家居 智能手手机 Anddroiid wiffi目 录录第一章 绪论551.1 课题背背景51.1.1 课课题来源源51.1.2研究究意义51.2国国内外研研究现状状及发展展趋势（含含文献综综述）61.2.1国外外研究现现状：61.2.2国内内研究现现状 ：71.2.3发展展趋势及及文献综综述：71.3本本课题研研究

3、内容容101.4 章节节安排110第二章 相关技技术研究究及分析析122.1 Wi-Fi 技术研研究1222.1.1 WWi-FFi 网网络的基基本结构构122.1.2 WWi-FFi 网网络工作作原理1142.2 本章小小结155第三章 基于智智能手机机的家居居控制系系统的总总体分析析与设计计163.1 系统统总体需需求分析析163.1.1 功功能性需需求1663.1.2 非非功能性性需求1173.2 系统的的设计原原则1773.3 系统总总体设计计183.3.1系统统网络结结构设计计193.3.2系统统体系结结构设计计及模块块功能分分析1993.4 本章章小结221第四章 手机控控制端的的

4、详细设设计与实实现2224.1 家电电控制2224.1.1家电电控制的的实现2234.2 入网网设备注注册2334.3 手机控控制端软软件设计计代码2234.4 本章章小结227第五章 系统服服务端的的详细设设计与实实现2885.1 网络络服务的的设计与与实现2285.1.1 WWi-FFi 网网络服务务模块2285.2 命令令解析的的模块的的作用2295.3 命令令处理的的设计与与实现2295.4 用手机机控制LLED灯灯来模拟拟手机控控制家电电系统电电路图3305.5 本章章小结331第六章 结束语语336.1 本文工工作336.2 总结结与展望望34第一章 绪论本章主要要阐述本本文写作作

5、的课题题来源、研研究现状状、研究究意义以以及研究究目的。1.1 课题背背景1.1.1 课课题来源源智能家居居是物联联网在家家庭中的的体现，不不只是为为人们提提供了安安全、便便利、舒舒适的生生活设施施，而且且还可以以保证人人们居住住环境环环保节能能。随着着越来越越多的家家电逐渐渐的走进进了千家家万户，所所以很多多家庭迫迫切的需需要集中中地对家家电进行行控制，因因此需要要引入智智能家居居。智能能家居主主要是通通过无线线通信技技术来控控制家庭庭中的家家电设备备，如电电灯设备备、空调调设备、电电视设备备、冰箱箱设备等等。 目前，智智能家居居控制系系统主要要是采用用以下三三种控制制方案：（11）键盘盘、

6、红外外线遥控控器、触触摸平板板等作为为控制终终端，这这些方式式需要对对控制终终端的软软硬件分分别进行行设计，设设计成本本较高，此此外它们们仅支持持本地控控制不能能实现远远程控制制；（22）PCC 机作作为控制制终端，这这种方式式存在非非常明显显的成本本高、不不易携带带、体积积大等问问题，不不能满足足现代智智能家居居控制系系统的需需求；（33）手机机作为控控制终端端，这种种方式为为用户提提供方便便的、快快捷的、统统一的控控制终端端，但是是目前采采用手机机作为控控制终端端的系统统大多采采用按键键的方式式，用户户体验不不好，而而且操作作复杂。 随着智能能手机的的日益普普及，智智能手机机可通过过自身的

7、的各种传传感器、蓝蓝牙、WWi-FFi、GGSM 等多种种方式控控制智能能家电，为为用户提提供多种种交互方方式，其其成为智智能家居居的主流流控制终终端是智智能家居居控制系系统未来来发展的的趋势。基基于 AAndrroidd 操作作系统的的智能手手机发展展迅速，据据市场研研究公司司 IDDC 发发布最新新的报告告显示，安安装 AAndrroidd 操作作系统的的手机市市场占有有率已经经达到 75%。20011 年 GGooggle 在 II/O 年度开开发者大大会上公公布AnndrooidHomme 项项目，该该项目使使用 AAndrroidd 手机机或者平平板电脑脑控制电电灯、咖咖啡机、无无线

8、立体体声系统统，使基基于 AAndrroidd 系统统的设备备进入智智能家居居领域，可可以预见见基于AAndrroidd 系统统的远程程控制系系统将成成为智能能家居控控制系统统的重要要组成部部分。1.1.2研究究意义随着计算算机和网网络通信信技术的的迅速发发展，家家居的信信息化程程度越来来越高，人人们希望望随时随随地控制制家居，创创造更加加智能化化、自动动化、人人性化的的居住环环境。人人们希望望远程控控制电饭饭煲、热热水器等等，回到到家便可可以吃饭饭洗澡；希望远远程监控控室内环环境，随随时了解解家庭情情况，尤尤其是家家中有孤孤寡老人人或小孩孩子；目目前，智智能家居居已经可可以与家家庭外部部环境

9、进进行信息息的交互互，使得得这一切切逐渐变变为现实实，正逐逐渐改变变人们的的工作方方式和生生活方式式，家庭庭的自动动化、智智能化将将逐步进进入人们们的日常常生活。 伴随智智能家居居的不断断发展，进进入家庭庭中的智智能家电电也越来来越多，对对各种家家居设备备的控制制越来越越重要，因因此研究究智能家家居控制制系统是是非常必必要的。智智能家居居控制系系统的研研究使用用户更加加方便控控制家电电设备，提提高家居居生活的的便利性性，已经经成为智智能家居居系统中中不可或或缺的组组成部分分。1.2国国内外研研究现状状及发展展趋势（含含文献综综述）自 19998 年以来来，信息息、家电电、通信信厂商开开始广泛泛

10、关注智智能家居居控制领领域，许许多公司司将智能能家居控控制系统统作为公公司的战战略发展展项目，如如 IBBM、MMicrrosooft、HHP、IInteel、CCiscco、33Comm、Erricsssonn、Soony 等计算算机软硬硬件、家家电、通通信厂商商纷纷投投资于智智能家居居控制产产品的研研发与设设计。 经过多多年的发发展，智智能家居居控制系系统经历历以下三三个阶段段：（1）家家庭电子子化，主主要是没没有构成成网络的的单个电电器；（2）住住宅自动动化，部部分的家家电为了了实现某某个单一一功能构构建简单单的网络络；（3）家家居智能能化，所所有家电电通过网网络相互互连接、相相互配合合

11、工作，为为用户提提供安全全、舒适适的家庭庭生活。1.2.1国外外研究现现状：在智能家家居控制制系统的的研究和和开发方方面，欧欧美国家家起步较较早，目目前处于于领先地地位。近近年来，以以谷歌、迪迪斯尼公公司及国国际商用用机器公公司（IInteernaatioonall BBusiinesss MMachhinees，IIBM）等等为首的的多家国国外知名名企业，先先后投身身于智能能家居控控制系统统的研究究和开发发中。例例如：谷谷歌的 AnddroiidHHomee 项目目、迪斯斯尼公司司与微软软、惠普普共同设设计的 Innnoveentiionss Drreamm Hoome、IIBM 公司开开发

12、的 Homme DDireectoor 等等均以日日趋稳定定的技术术和强大大的研发发能力设设计和提提供了智智能家居居控制系系统的解解决方案案。国外主要要的产品品有： 1. XX-100 系统统，X-10 系统将将 2220V 的电力力线作为为家庭网网络的信信息传输输介质，通通过电力力线传播播 X-10 信息来来实现对对智能家家居的控控制。由由于该系系统具有有成本高高、部署署难度大大的缺点点，在国国内一直直没有打打开市场场。 2. 电气安安装总线线（Ellecttriccal Innstaallaatioon Buss，EIIB）系系统，该该系统以以预埋总总线作为为传输介介质通过过中央控控制的方

13、方式进行行家居控控制。 3. 88X 系系统 ，该该系统使使用预处处理总线线作为信信息传输输介质，通通过集中中控制方方式来实实现家居居控制，具具有良好好的扩展展性并且且技术比比较成熟熟。 4. AAndrroiddHoome，随随着智能能手机的的日益普普及，220111 年 Goooglee 推出出此智能能家居控控制方案案，该方方案利用用 Anndrooid 智能终终端与中中央控制制器进行行通信，中中央控制制器通过过 2.4GHHz 转转 9000MHHz 转转换器将将控制命命令发送送给相关关装置，实实现对灯灯、饮水水机等设设备的控控制，可可以播放放无线立立体声音音响系统统，目前前该方案案还在

14、研研发当中中。1.2.2国内内研究现现状 ：智能家居居控制系系统在国国内发展展比较晚晚，目前前也有一一些企业业使用国国外提出出的技术术推出了了自己的的产品，主主要有： 1. 海尔的的“e 家家庭”，该系系统将海海尔电脑脑和海尔尔手机分分别作为为控制中中心和移移动数字字控制中中心，同同时将网网络家电电设备作作为终端端设备。这这样使用用海尔的的产品可可以打造造出一个个完整的的“e 家家庭”。 2. 清华同同方的 e-hhomee 数字字家园，该该系统遵遵循国际际家居控控制系统统的技术术标准，采采用嵌入入式软硬硬件技术术提供符符合中国国国情的的家庭自自动化产产品。 3. 科龙集集团的“现代家家居信息

15、息服务集集散控制制系统”，该系系统以基基于 OOSGii规范的的家庭服服务器为为控制中中心，在在家庭内内外兼容容各种网网络通信信技术，为为用户提提供远程程家电控控制和家家庭娱乐乐的服务务。 目目前，国国内的智智能家居居控制系系统产品品具有操操作复杂杂、价格格高、部部署难的的特点，与与国外同同类产品品相比还还有一定定的差距距。不过过相信随随着对智智能家居居控制系系统的研研究，国国内会设设计出操操作简单单、成本本低的智智能家居居控制系系统。目前，国国内的智智能家居居控制系系统产品品具有操操作复杂杂、价格格高、部部署难的的特点，与与国外同同类产品品相比还还有一定定的差距距。不过过相信随随着对智智能家

16、居居控制系系统的研研究，国国内会设设计出操操作简单单、成本本低的智智能家居居控制系系统。1.2.3发展展趋势及及文献综综述：智能家业业的发展展趋势:智能家家居一直直有着解解决方案案性能单单一、价价格高、难难以规模模推广的的发展瓶瓶颈,但但随着国国家经济济的发展展和人民民生活水水平的提提高,物物联网智智能家居居的应用用需求日日益增强强,物联联网智能能家居行行业将打打开新的的局面。智智能家居居涉及装装修、通通信、网网络电子传感感器、家家电等多多个领域域,渗透透到生活活的各个个方面,可带动动多个行行业共同同发展。之之前的智智能家居居概念,各子系系统不能能统一控控制,相相互协调调,网络络的潜能能、优势

17、势尚未有有效的开开发,而而物联网网智能家家居则会会打破这这一局面面。所以以只能家家居的发发展趋势势非常好好。文献综述述：浅析析智能家家居发展展方向（千千家网）：随着市市场的逐逐步打开开及时代代的发展展，智能能家居的的发展方方向逐步步从偏技技术转向向偏用户户。家庭庭能源管管理、用用户体验验、开放放式的家家庭信息息平台以以及个性性化的增增值服务务逐渐成成为各厂厂商重点点投入的的方向。简单单的无线线部署以往智能能家居系系统的综综合布线线使得智智能家居居产品一一直悬于于市场的的高端。装装修前需需要专业业人士的的设计和和布线也是是制约智智能家居居发展的的一大因因素。为为解决有有线弊端端，数字字无线技技术

18、在全全球得到到大规模模发展，其其便利、灵灵活、无无盲点等等特征倍倍受青睐睐。也许许几年之之后，综综合布线线将会成成为人们们记忆中中的往事事。家庭能能源管理理随着全球球能源问问题日渐渐突出，节节能减排排是必然然的发展展趋势。而而智能家家居系统统能实现现实时统统计家电电的用电电情况，能能够根据据情况自自动切断断待机电电器的电电源，这这样即方方便我们们控制家家电又能能做到节节能环保保。据统统计，如如果每个个人都及及时关闭闭待机电电器的电电源，节节省的电电能可以以供应东东北三省省所有的的家庭用用电。以以一户普普通三室室户为例例，如果果及时关关闭待机机电器电电源，可可以为其其节省约约33%左右的的电。可

19、可见智能能家居系系统在家家庭能源源管理方方面能为为节能减减排做出出不小的的贡献。用户体体验随着iPPhonne的诞诞生，人人们对手手机的体体验有了了全新的的认识和和体验。逐逐渐地用用户开始始对产品品的外观观、使用用提出了了更高的的需求，使使得用户户体验越越来越占占有智能能家居产产品的重重要地位位。更快快捷的控控制方式式、更简简单的操操作界面面、更多多平台的的终端控控制、更更自然的的人机交交互过程程给智能能家居厂厂商提出出了更高高的要求求。一个个优秀的的智能家家居产品品必需要要一套优优秀的用用户体验验方案来来支撑。针对对拥有众众多不同同情况的的用户就就需要考考虑更多多的细节节。比如如软件的的控制

20、流流程要尽尽可能简简单，应应用结构构也要尽尽可能简简单，让让老人或或小孩都都能很方方便的进进行操作作。同时时，在界界面设计计中，按按钮要尽尽量清晰晰，尽量量大，并并且按照照符合人人们日常常习惯进进行颜色色的区分分，比如如红色代代表警告告，灰色色代表取取消等等等。另外外还要根根据不同同的终端端设备设设计不同同的界面面布局。比比如触摸摸手机一一般是单单手操作作，所以以在界面面布局时时就要考考虑单手手操作的的方便性性，与平平板电脑脑的界面面就有所所不同。语言言是人类类最基本本最直接接的交流流方式。所所以智能能家居系系统的发发展必然然会向着着语音识识别技术术及传感感识别技技术的方方向发展展。最终终达到

21、人人们与系系统间可可以进行行越来越越自然的的交互，从从而真正正做到“智能”，真正正使智能能家居融融入家庭庭，融入入生活。开放式的的家庭信信息平台台智能家居居系统不不能仅仅仅局限于于感知与与控制，而而应该包包含与家家庭有关关的任何何信息的的集中管管理。所所以智能能家居系系统需要要开放式式的家庭庭信息平平台。平平台上可可以集成成与家庭庭有关的的缴费信信息如水水电煤的的账单推推送及在在线缴费费。也可可以集成成按家庭庭地理位位置推送送的周边边商户的的促销信信息。如如果与社社区对接接，可将将社区信信息、通通知、活活动信息息等内容容推送到到家中的的智能家家居系统统中。1.3本本课题研研究内容容课题致力力于

22、研究究一套完完整的智智能家居居控制系系统，以以实现各各个子系系统间的的互联和和信息通通信，以以及统一一管理各各个子系系统，该该系统主主要由智智能家居居控制系系统核心心中央主主控制器器、子系系统终端端分控制制器和移移动手机机控制端端系统三三部分组组成，采采用无线线技术组组建网络络实现各各系统间间的信息息通信，从从而实现现控制功功能。本本课题的的具体研研究内容容如下： 1、智智能家居居系统核核心控制制平台的的设计与与实现 以112C55A600S2微微处理器器的硬件件平台，结结合WIIFI无无线通信信模块 搭搭建中央央主控制制器开发发平台，为为操作系系统提供供必要的的运行的的环境，控控制家电电仪器

23、。 2、移移动手机机控制端端的设计计与实现现 设计以以Anddroiid智能能手机为为平台，设设计一款款可通过过WiFFi向控控制器发发送和接接收命令令的手机机客户端端。本课题研研究方案案是：因条件有有限，家家电的集集成化，本本课题中中对家电电的控制制将采用用模拟的的方法，即即控制LLED的的亮灭来来代替对对家电的的控制。研究方案案：1、搭建建硬件平平台：搭搭建好以以12CC5A660S22为核心心处理器器对LEED的控控制装置置。2、配置置网络环环境：驱驱动wiifi模模块 ，配配置好网网络环境境。3、手机机客户端端的实现现与控制制：安装装手机AAPP，向向系统发发送命令令。4、系统统运行：

24、运行系系统，看看能否实实现手机机通过WWiFii对LEED的控控制。1.4 章节节安排本文其余余章节安安排如下下： 第二章：对系统统实现所所需的相相关技术术进行研研究和分分析。首首先介绍绍了 WWi-FFi 网网络的基基本结构构、Wii-Fii 网络络的工作作原理。第三章：基于智智能手机机的家居居控制系系统的总总体分析析与设计计。首先先对系统统进行总总体的需需求分析析，然后后对系统统的网络络结构和和体系结结构进行行了设计计，接着着对系统统各组成成模块进进行划分分和设计计。第四章：手机控控制端的的设计与与实现。第五章：系统服服务端的的设计与与实现第六章：系统测测试，本本章首先先介绍系系统测试试的

25、软硬硬件环境境，然后后描述系系统各组组成模块块的功能能测试，最最后对系系统性能能进行测测试。第七章：结束语语。本章章总结了了本文的的工作，讨讨论了本本文需改改进的地地方。第二章 相关技技术研究究及分析析本章介绍绍了实现现系统所所需的相相关技术术，Wii-Fii 网络络的基本本结构、WWi-FFi 网网络的工工作原理理。2.1 Wi-Fi 技术研研究2.1.1 WWi-FFi 网网络的基基本结构构1.Wii-Fii 协议议 Wi-FFi 即即 IEEEE 8022.111 协议议155 ，是是无线局局域网（WWireelesss LLocaal AAreaa Neetwoorkss，WLLAN）

26、技技术IEEEE 8802.11 系列标标准的商商用名称称，是一一种可将将个人电电脑、手手机、平平板电脑脑、掌上上电脑（PPerssonaal DDigiitall Asssisstannt，PPDA）等等终端通通过无线线进行互互连的技技术；目目前，IIEEEE 8002.111 标标准包括括 IEEEE 8022.111a、IIEEEE 8002.111b 以及 IEEEE 8802.11gg三个标标准，统统称为 Wi-Fi。 与其他网网络协议议类似，WWi-FFi 协协议也是是按照层层次来组组织的。WWi-FFi 网网络协议议包括逻逻辑链路路控制层层 (Loggicaal LLinkk C

27、oontrrol，LLLC)、介质质访问控控制层（MMediium Acccesss Coontrrol，MMAC）、物物理层，由由 IEEEE 8022.111 协议议定义。 1）物理理层:8802.11aa 采用用正交频频分复用用技术（OOrthhogoonall FFreqquenncy Diivissionn Muultiipleexinng，OOFDMM）技术术，定义义了工作作在 55GHzz 频段段数据传传输率为为 544Mpbbs 的的物理层层；8002.111b 采用补补码键控控技术和和直接序序列扩频频（Diirecct Seqquennce Sppreaad SSpecctr

28、uum，DDSSSS）技术术，定义义了工作作在 22.4GGHz 频段数数据传输输率为 11MMpbss 的物物理层；而 8802.11gg 在 2.44GHzz 的频频段采用用正交频频分复用用调制技技术，使使得物理理层的数数据传输输速率可可达到 54MMbpss。 2）MAAC 层层：IEEEE 8002.111 工工作组为为所有物物理层定定义一个个公共的的 MAAC 层层，有利利于对物物理层进进行管理理。MAAC 层层除了处处理物理理层无线线信道接接入外，还还具有如如下的功功能：采采用载波波侦听多多点接入入/冲突突避免（CCarrrierr Seensee Muultiiplee Accc

29、esss wwithh Coolliisioon AAvoiidannce，CCSMAA/CAA）协议议解决数数据冲突突、网络络信标同同步、支支持个人人区域网网络（PPerssonaal AAreaa Neet，PPAN）链链路的建建立和断断开等。 3）LLLC 层层：对网网络层提提供抽象象的链路路层驱动动，屏蔽蔽底层不不同类型型的网络络硬件，并并根据 48 位的 MACC 地址址为无线线和有线线网络之之间的桥桥接提供供方便。 2.Wii-Fii 网络络的基本本构成 Wi-FFi 网网络由站站点（SStattionn）、基基本服务务单元（BBasiic Serrvicce Sett，BSSS）

30、、分分配系统统（Diistrribuutioon SSysttem，DDS）、接接入点（AAcceess Poiint，AAP）、扩扩展服务务单元（EExteendeed SServvicee Seet，EESS）、关关口（PPorttal）等等六部分分组成，下下面详细细说明这这些组成成部分。 1）Sttatiion：网络最最基本的的组成部部分，既既可以是是平板电电脑、手手机、PPDA 等手持持无线设设备，也也可以是是一台普普通的个个人电脑脑。 2）BSSS：WWi-FFi 协协议规定定的无线线局域网网的最小小组成单单元，由由一个基基站和若若干个站站点组成成。一个个 BSSS 内内的站点点可以

31、相相互直接接通信，但但是当与与此 BBSS 外的站站点进行行通信时时则需通通过此 BSSS 的基基站。 3）DSS：用于于连接不不同的 BSSS。DSS 通过过逻辑服服务给目目标站点点匹配站站点，使使得在多多个 BBSS 之间实实现无缝缝整合。另另外，尽尽管 DDS 和和 BSSS 物物理上可可能会是是同一个个媒介，但但 DSS 使用用的媒介介在逻辑辑上和 BSSS 是截截然不同同的。 4）APP：是 BSSS 里面面的基站站，其作作用与网网桥相似似。 5）ESSS：由由 DSS 和 BSSS 组合合而成。一一个 BBSS 即可单单独存在在，也可可通过接接入点接接入到主主干 DDS 中中与另一

32、一个 BBSS 相连就就构成一一个 EESS。 6）Poortaal：是是无线局局域网与与其他网网络联系系的桥接接点。2.1.2 WWi-FFi 网网络工作作原理1.Wii-Fii 工作作的基本本原理 Wi-FFi 网网络工作作至少需需要一个个接入点点和一个个客户端端。接入入点每隔隔 1000 毫毫秒会将将服务单单元标识识（Seerviice Sett Iddenttifiier，SSSIDD）经由由信号台台（beeacoons）封封包广播播一次，信信号台封封包的传传输速率率是 11 Mbbps 且数据据包长度度非常短短，因此此广播动动作对网网络的影影响可以以忽略不不计。由由于 WWi-FFi

33、 协协议指定定的最小小传输速速率是 1 MMbpss ，因因此可保保证所有有的 WWi-FFi 客户端端均可收收到 SSSIDD 广播播封包，客客户端可可根据 SSIID 的的名称以以及信号号的强度度选择与与某个 SSIID 连连接。 2.Wii-Fii 的工工作方式式 Wi-FFi 提提供了两两种基本本的工作作模式：Inffrasstruuctuure 模式和和 Add-hooc 模模式。IInfrrasttruccturre 模模式由一一个无线线接入点点和多个个无线终终端站点点组成，主主要为无无线接入入点覆盖盖范围内内的各站站点提供供服务。AAd-hhoc 模式也也称为点点对点模模式（PP

34、earr too Peear 模式），由由一组无无线终端端组成，作作为独立立的基本本服务单单元，此此模式不不需要其其他额外外设施的的支持即即可使覆覆盖范围围内的站站点通信信。 2.2 本章小小结本章主要要介绍了了系统设设计与实实现过程程中使用用的 WWi-FFi 通通信技术术，介绍绍了 WWi-FFi 网网络的基基本结构构、工作作原理。第三章 基于智能能手机的的家居控控制系统统的总体体分析与与设计3.1 系统统总体需需求分析析本文所设设计的系系统是以以 Wii-Fii 通信信技术为为基础，以以智能手手机作为为控制终终端，用用户只要要使用手手机终端端简单地地执行几几个操作作就可以以方便地地控制家

35、家庭中的的家电设设备，下下面从功功能与非非功能两两个方面面来分析析系统的的需求。 3.1.1 功功能性需需求1.家电电控制功功能：由由于现在在家庭中中的家电电设备比比较多，采采用集中中控制的的方式是是一个理理想的选选择。这这里采用用家居服服务器作作为家电电控制中中心，用用户使用用控制终终端通过过 Wii-Fii 网络络与家居居服务器器进行信信息交换换，进而而集中控控制各种种家电和和设备，同同时家居居服务器器还可接接入 IInteerneet，使使得用户户可以在在家庭以以外的地地方通过过 Innterrnett 远程程控制电电灯、空空调、热热水器等等家电设设备。为为了使用用户方便便、快捷捷地以一

36、一种自然然的方式进行家家居控制制。 2.WWi-FFi 设设备配置置功能：目前一一个 WWi-FFi 设设备接入入 Wii-Fii 网络络时，首首先搜索索附近的的 Wii-Fii 网络络信号，从从搜索到到的 WWi-FFi 网网络列表表中选中中需要连连接的无无线网络络，然后后手动输输入相应应密码后后建立网网络连接接，过程程比较繁繁琐。在在家庭网网络中，家家电设备备会经常常更换、变变动位置置，使得得这种配配置方式式难以用用于家电电设备。为为此本文文提出了了一种使使用移动动终端通通过 WWi-FFi 配配置入网网设备的的简单方方法，通通过该方方法手机机控制终终端可以以一种简简单的方方式将 Wi-F

37、i 家电设设备注册册到家庭庭网络中中。结合上述述功能给给出的图图例，如如图3.1所示示：家电控制制 Wiffi设置置配置用户 图33.13.1.2 非非功能性性需求本系统属属于家庭庭控制领领域，且且与人们们的日常常生活密密切相关关，因此此除了满满足上述述功能外外，还需需满足下下列非功功能性需需求。1. 操作方便便：由于于本系统统将用于于家庭中中，因而而需使得得家庭中中不同年年龄段的的人均能能够方便便地进行行操作，否否则会大大大影响响系统的的适用范范围。2. 兼容性好好：系统统以手机机作为控控制终端端，因此此软件必必须能够够兼容不不同品牌牌、不同同型号的的智能手手机。 3.功功耗低：目前手手机的

38、功功耗问题题主要集集中在对对电量、CCPU 以及内内存消耗耗等方面面。本系系统只需需安装普普通软件件，不会会占用太太多内存存。3.2 系统的的设计原原则设计智能能家居控控制系统统需遵循循的原则则： 1. 可靠性：系统应应用于家家庭控制制领域，可可靠性是是首先需需要考虑虑的原则则，因为为智能家家居控制制与人们们的生活活息息相相关，需需要高可可靠性，如如果经常常出现问问题会对对人们的的生活带带来很大大的不便便，会大大大降低低智能家家居的实实用性，影影响系统统设计的的初衷，故故整个系系统必须须具有高高可靠的的工作能能力。2. 安全性：本文设设计的系系统与用用户的家家庭生活活和家电电设备相相关，系系统

39、必须须保证数数据传输输的安全全性，为为了保证证数据传传输的安安全性，手手机控制制端和家家居服务务器进行行通信时时采用 WS-Seccuriity 规范，WWS-SSecuuritty 能能够满足足传输消消息的完完整性和和机密性性要求。 3. 实用性：即设计计的系统统必须要要贴近人人们的生生活，不不能漫无无边际、天天马行空空脱离实实际需求求，同时时还需考考虑系统统在应用用过程中中的便捷捷性、易易操作性性以及普普及性。本本文设计计的系统统使得用用户可通通过手机机简单方方便地操操控家电电设备，操操作方式式自然简简单，易易于推广广。 4. 经济性：作为普普通家庭庭使用的的家居控控制系统统，经济济性是必

40、必须要考考虑的因因素，不不能因为为追求技技术领先先性和高高端形象象，使系系统需要要付出几几倍于其其他系统统的代价价。本系系统在设设计与实实现中仅仅使用常常见的 Anddroiid 手手机和普普通的 PC 机以及及普遍存存在的WWi-FFi 设设备，与与其他同同类系统统相比成成本比较较低。5. 可扩展性性：随着着网络技技术和智智能设备备的不断断发展，家家居控制制的需求求会不断断发生变变化，这这就要求求系统必必须良好好的可扩扩展性。为为了方便便添加新新功能或或修复现现有功能能，对本本文的系系统进行行层次化化设计，对对功能进进行模块块划分，使使得系统统具有良良好的扩扩展性。 3.3 系统总总体设计计

41、3.3.1系统统网络结结构设计计智能家居居手机控控制家电电系统，整整个系统统使用普普通的 PC 机作为为智能家家居控制制系统的的家居服服务器和和 Weeb 服服务器，以以 Wii-Fii 协议议作为基基础构建建家庭内内部网络络，Anndrooid智智能手机机作为控控制终端端。在家家庭中时时，Anndrooid 手机通通过 WWi-FFi 向向家居服服务器发发送控制制命令，然然后家居居服务器器通过 Wi-Fi 家庭网网络将控控制命令令传送到到相应的的家电设设备，从从而实现现控制家家电设备备的功能能。3.3.2系统统体系结结构设计计及模块块功能分分析根据系统统的需求求在结构构上把系系统分为为手机控

42、控制端和和服务端端，并且且手机控控制端和和服务端端均采用用模块化化设计。其其中，手手机控制制端包括括家电控控制、入入网设备备配置;服务端端包括数数据存取取、网络络服务、命命令解析析、命令令处理模模块，如如图 33.2所所示。命令处理命令解析wifi服务模块入网设备配置家电控制Wifi家电设备wifiAndroid内核wifiiwiffi数据存取数据库手机控制制端 服务端端图3.22 系统统体系结结构图1.手机机控制端端手机控制制端软件件基于 Anddroiid 系系统开发发，进行行控制时时首先将将控制命命令发送送到服务务端，服服务端软软件解析析控制命命令，然然后再将将控制指指令发送送给相应应设

43、备来来完成用用户的需需求。手手机控制制端软件件采用模模块化的的设计思思想，各各模块实实现具体体的功能能，各个个模块之之间的耦耦合度低低。从图图 3.2可以以看出，手手机控制制端软件件分为家家电控制制、入网网设备配配置。家电电控制模模块：该该模块为为用户提提供一种种自然的的手机控控制方式式来进行行家电控控制，识识别用户户发出的的控制命命令后，将将识别出出的控制制命令发发送到服服务端，服服务端根根据这些些控制命命令为用用户执行行相关的的操作。入网网设备配配置模块块：该模模块负责责将 WWi-FFi 家家居设备备注册到到家居控控制系统统中，使使得用户户可以通通过手机机控制端端软件控控制新加加入的家家

44、居设备备，该模模块通过过 Wii-Fii 能方方便简单单地配置置 Wii-Fii 家电电入网设设备，大大大提高高系统的的实用性性。 2.服服务端 服务端端软件分分为四个个模块，分分别是数数据存取取模块、网网络服务务模块、命命令解析析模块、命命令处理理模块。总总体上采采用模块块化设计计，以下下对每个个模块分分别进行行分析。 数据据存取模模块：该该模块位位于数据据库管理理系统和和业务逻逻辑之间间，向上上为业务务逻辑层层提供数数据存取取服务，向向下屏蔽蔽不同数数据库的的差异。当当前系统统使用的的数据库库管理系系统是 MySSQL Serrverr 5.6.110，为为了保证证系统扩扩展性和和可维护护

45、性，当当前在操操作数据据库时均均采用标标准的 SQLL 语句句，并将将数据库库操作均均封装在在本模块块中，以以函数方方式提供供给业务务逻辑层层。 网络络服务模模块：该该模块是是采用WWi-FFi 服服务模块块为用户户提供 Wi-Fi 这种通通信方式式，使得得用户在在家里可可以控制制家电设设备。该该模块主主要负责责与手机机控制端端进行连连接、身身份认证证以及接接收控制制命令。其其中，手手机控制制端通过过 Wii-Fii 网络络与Wii-Fii 服务务模块建建立TCCP 连连接，进进而使用用 Soockeet 技技术向 Wi-Fi服服务模块块发送控控制命令令。 命令令解析模模块：该该模块相相当于一

46、一个控制制器，对对网络服服务模块块获得的的数据包包进行解解析，在在获取数数据包中中设备名名称、设设备地址址以及控控制命令令等信息息后，将将这些信信息传输输给相应应的命令令处理子子模块处处理相应应的命令令。 命令令处理模模块：不不同的控控制命令令实现不不同的功功能，该该模块里里面包含含发现服服务器、家家电控制制等子模模块，而而每个子子模块又又可以处处理多个个控制命命令，该该模块是是系统主主要的功功能模块块。 3.4 本章章小结本章首先先对系统统进行总总体需求求分析并并给出系系统的用用例图，然然后介绍绍了智能能家居控控制系统统的设计计原则，接接着对系系统的网网络结构构和体系系架构进进行设计计，在此此基础上上进行模模块划分分以及功功能分析析。第四章 手机控制制端的详详细设计计与实现现系统的手手机控制制端是基基于 AAndrro