基于WAP的智能家居远程控制系统的设计与实现.pdf
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1、中山大学硕士学位论文基于WAP的智能家居远程控制系统的设计与实现姓名:吴登山申请学位级别:硕士专业:软件工程指导教师:罗笑南20090527基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现摘要论文题目专业硕士生指导教师基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现软件工程吴登山罗笑南教授摘要随着数字技术和网络控制技术的高速发展,现在越来越多的企业注重于家用电器和计算机网络之间的嵌合,家居的遥控方式也呈现多样化。然而,传统的遥控方式一般限制用户在有限的距离内对家用电器进行控制,因此远程的控制系统成为当前研究的热点。目前很多远程控制系统的研究仅仅局限于基于W E B 服务的控制系统,将控制系
2、统的应用范围限制到计算机上。为了改变这一状况,本文依托广州市聚晖电子科技有限公司的智能家居项目,研究了基于W A P 的远程控制系统,并在所构建的全网型网站平台上实现了在各种无线移动设备上进行远程控制,具有很多的应用价值。论文首先总结概括了现阶段智能家居控制系统的现状和W A P 技术的发展概况,分析了各种不同的家居远程控制技术的优缺点,探讨了两种智能家居远程控制系统模型。在此基础上,结合聚晖电子智能家居提供的系统模块以及W A P 2 0的X H T M LM P 开发语言,提出了一套基于W A P 2 0 技术的智能家居远程控制的解决方案,包括前台W A P 2 0 网站、W A P 应用
3、处理模块等设计内容。在该方案中,前台W A P 2 0 网站采用了S t r u t s+S p r i n g+H i b e r n a t e(S S H)架构,尝试S S H 架构在W A P服务中的应用,W A P 应用处理模块则采用模块化思想进行设计。本文详细地介绍了每个模块的设计,并规定了一套模块之间的消息通信协议。最后,在上述设计分析的基础上和已有的系统接口的基础上实现本文提出的远程控制系统,并在实验环境下对系统进行了测试。该系统在极大程度上解决了各种无线移动设备远程控制家庭设备的问题,并可以应用于实际环境当中。关键词:智能家居,远程控制,无线应用协议,S S H 架构,X H
4、 T M LM P 语言基于g A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现T i n e:M a j o r:N 锄e;D e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o no nR e m o t eC o n t r o lS y s t e mo fS m a r tH o m e B a s e d 脚S o f t w a r eE n 曲l 咖D e n g s h a nW uP r o f X i a o n a aL e oA b s t r a c tW i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fd
5、 i g i t a lt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kc o n t r o lt e c h n o l o g y,m o r ea n dm o 糟e n t e r p r i s e sa r en o wf o c u s i n go nc o m b i n a t i o no fh o m ea p p l i a n c e sa n dc o m p u t e rn e t w o r k,a n dm e t h o do fr e m o t ec o n 臼o la r eb e c o m i n gi n c r
6、e a s i n g l yd i v e r s e H o w e v e r,n om a t t e rw h a tk i n do fw i r e l e s s-b a s e dc o n t r o lt e c h n o l o g yi st a k e n,t h er a n g eo fc o n t r o li sr e s t r i c t e dt oi n d o o re n v i r o n m e n t,o ra r o u n dt h eh o u s e T h er e s e a r c ho nr e m o t ec o n
7、 t r o ls y=s t e m sb e c o m e sp o p u l a r B u tn u m b e f so fd e v e l o p e dr e m o t ec o n t r o ls y s t e m sa r eW E B-b a s e dc o n t r o ls y s t e m s,w h i c hh a v en a r r o w e dt h es c o p eo ft h ea p p l i c a t i o no fr e m o t ec o n t r o ls y s t e mt op e r s o n a l
8、c o m p u t e r T h e r e f o r e,b a s e do nt h ep r o j e c to fS m a r tH o m eh e l db yG u a n g z h o uT r i-S u nE l e c t r o n i cT e c h n o l o g yC o m p a n yL i m i t e d,a na p p r o a c ho fc o n t r o lo fh o m ea p p l i a n c e sO V e rd i s t a n c ei sp r e s e n t e di nt h et
9、 h e s i s,a n dar e m o t ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nW A Pi sp r e s e n t e d F i r s tt h et h e s i ss u m su pt h eo u r r o n td e v e l o p m e n to fr e m o t ec o n t r o ls y s t e mo fS m a r tH o m ea n dW A Pt e c h n o l o g y,a n a l y z e st h ea d v a n t a g e sa n dd i s
10、 a d v a n t a g e so fd i f f e r e n tr e m o t ec o n t r o lt e c h n o l o g i e s,a n de x p l o r e st h et w ot y p e so fS m a r tH o m er e m o t ec o n t r o ls y s t e mm o d e l A c c o r d i n gt ot h es y s t e mi n t c f f a c 慰s u p p o r t e db yG u a n g z h o uT r i-S u nE l e c
11、t r o n i cT e c h n o l o g yC o m p a n yL i m i t e da n dX H T M LN I Pl a n g u a g eo fW A P 2 0,t h et h e s i sp r o p o s e sar e m o t ec o n t r o ls o l u t i o no fS m a r tH o m eb a s e do nW A Pt e c h n o l o g y,w h i c hi n c l u d e sW A Ps i t ea r c h i t e c t u r e,W A Pa p p
12、 l i c a t i o np r o c e s s i n gm o d u l ea n do t h e r sl i k et h i s I nt h i ss o l u t i o n,W A Ps i t ea r c h i t e c t u r et a k e sS t m t s+S p r i n g+H i b e r n a t e(S S H)a r c h i t e c t u r ea sa ne x p l o r i n gf o rt h eS S Ha r c h i t e c t u r ea p p l i e di n t h eW
13、 A Pa p p l i c a t i o n,a n dt h eW A Pa p p l i c a t i o np r o c e s s i n gm o d u l ei s基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现i m p l e m e n t e dw i t hm o d u l a r i z a t i o nd e s i g ni d e o l o g y T h ed e s i g no fe v e r ym o d u l ei se l a b o r a t e d,a n das e to fc o m m u n i c a t i
14、o np r o t o c o l sb e t w e e ne a c hm o d u l ei sp r e s c r i b e di nt h i st h e s i s F i n a l l y,t h er e m o t ec o n t r o ls o l u t i o n,p r o p o s e db yt h et h e s i s,i sa p p l i e di na na c t u a l l yr e m o t ec o n t r o ls y s t e mo fS m a r tH o m e T h er e m o t ec o
15、 n t r o ls y s t e mh a sp a s s e das e to ft e s t sa n da c h i e v e dt h eg o a lo fr e m o t ec o n t r o ls y s t e mo fS m a r tH o m e A d d i t i o n a l l y,t h es y s t e mi m p l e m e n t e di nt h i st h e s i sv a l u e sg r e a t l yi np r a c t i c e K e yW o r d s:S m a r tH o m
16、e,R e m o t eC o n t r o l,W A P 2 0,S S HA r c h i t e c t u r e,X H T M LM I 论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:昱垒当日期:兰竺!:皇:兰1学位论文使用授权声明本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并向国家主管
17、部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。学位论文作者签名:吴登山导师签名:歹乏旬日期:2 幻竿#多月2 _ 7 日日期:如o I f 年5 月2 1 日基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现第l 章综述第1 章综述近年来,随着人们现在生活水平的提高及对家屠功能的高级需求不断增加,单一的、传统的家用电器已经不能再满足人们的购买需求。许多公司针对国内用户的需求和实际购买能力,开发了越来越多的智能家居平台。本章从智能家居
18、的发展背景出发,综述国内外智能家居控制系统的现状和发展趋势。并提出本论文的研究意义。最后,本章将给出本论文的研究内容和章节安排。1 1 研究背景自从世界上第一幢智能建筑1 9 8 4 年在美国康涅迪格州出现以来【l】,智能家居、家庭自动化等概念一直层次不穷。如今,很多的安防厂商、楼宇对讲厂商都声称自己是智能家居厂商,国外许多家庭也都实现了,或者部分实现了家居的智能化。目前通常把智能家居被定义为利用先进的计算机、通信技术和控制技术(3 C)圆,通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。也就是说,与普通家居相比,智能家居不仅具有普通的居住功能,各种日常设备应有尽有,而且
19、还能提供舒适安全、高效节能、具有高度人性化的生活空间,将以前“被动静止一的家居设备转变为“智慧”的工具1 2】。因此,它们需要一个家庭通讯网络,在家庭网络的操作系统的控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。而且,它们都要通过一定的媒介平台,构成与外界的通讯通道,以实现与家庭以外的世界沟信息国。智能家居突出了智慧,简化了人们的生活方式,比普通家居更加安全,并节约了家庭能源费用。将家庭设备最大可能地智能化,尽最大可能地方便家庭用户,这是家居智能化的重要目标。如今,随着计算机技术及网络技术研究的逐渐成熟,开发者己经。技术文章,w w w s m a r t h
20、 o m e c n l I I,0 1 0:g y 佃n 8 n h 伽耐m d 瓴p 6 h m d。S m a r t h o m e,h t t p:w w x v s m a r t c n c n 固掀开智能家居的面纱。杨士元,h t t p:l l w w w e a e t c o m c n a r t i c l e 2 0 0 3 1 0 5 0 8 A 2 0 0 3 0 5 0 8 2 4 1 8 3 0 s h t m l基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现第l 章综述将单纯地利用单片机追求家居智能化的动机转化为充分利用计算机的控制及网络技术来实现家庭
21、的智能化并越来越注重家庭网络的布线,特别是将所有设备连接起来的总线(B u s)的应用【3 l。对智能家居的研究也不仅仅着重与硬件平台及核心模块的提高,而且还注重与如遥控器控制模块、手持控制模块、远程控制模块等智能控制模块的融合。机嘲戈圈1-1 智能家居系统硌图”智能家居摆脱了被动静止的模式成为具有能动性智能化的现代工具。它优化了人们的生活方式和居住环境,帮助人们有效地安排时间、节约各种能源,实现了家电控制、灯光控制、窗帘自控、防盗报警及远程控制、计算机控制等o。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志。人们的消费观念已经逐渐改观,智能家居市场对智能产品的需求量将大幅度的增长。估计在未来的几年后,
22、国内:;主;:;i i 冀翳慧黼。一掣。2圈圈圈上矿量m基于W A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现第1 章综述的智能家居市场将会迅速崛起、膨胀。1 2 智能家居控制系统发展现状本小节综述智能家居控制系统的国内外发展现状。从远程控制系统在智能家居控制系统中的地位和作用出发,逐步描述智能家居控制系统在国内和国外的现状和发展趋势。1 2 1 远程控制在智能家居控制系统中的地位和作用智能家居控制系统从结构上来说严格分为两部分:一是在家庭内部的控制系统,即内部控制系统;二是离家之后在异地环境下的控制系统,也即远程控制系统。内部控制系统与各种相关的家用电器和安保装置,通过家庭总线技术连接起来,方便
23、家居的集中控制和监视,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调国。顾名思义,内部控制系统主要负责家庭内部的家用电器控制,它由特定的内部网络布线连接而成,与特定的环境有关。它的不足之处也是它的应用范围,即只能在家庭内部控制电器。远程控制系统则扩展了智能家居控制系统的应用范围,真正让家居的控制走出了家门。通过各种不同的远程控制技术,人们可以随心所欲地控制家庭里面的设备,以及监视家里的情况。特别是随着现代家庭中家用电器设备的增多和通讯线路的发展,利用现有的通讯设备和线路对家用电器和仪表进行远程控制,己经成为未来家居发展的趋势,远程控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中
24、的各种电器进行远程控制;也可以在下班途中,预先将家中的空调打开、热水器提前烧好热水【4】。可以客观地说,正是因为有了远程控制系统,才让智能家居真正变得方便、自由、舒适,成为真正意义上的“遥控。因此,现在有很多公司都在研发智能家居,在所有这些智能家居系统中,远程控制系统必定占有一份。远程控制系统一直是吸引消费者眼球的一大闪光点。像国内有名的智能家居产商科力屋公司特别提供了智能家居远程控制在线体验。智能家居系统的组成,h t t p:w w w z t w l c n t e c h _ d e t a i l a s p?Ni d=O T S留智能家居远程控制系统,胡葛军,h t t p:u c
25、 b e t a c n T p=1 3 3&j d f w k c y=I x k t z l3基于_ A P 的智能家居远程控制系统的设计与实现第l 章综述,就是吸引消费者的一种方式。所以,一般来说,远程控制系统是现代智能家居控制系统中必不可少的一部分。1 2 2国外智能家居控制系统发展现状“智能家居,这一概念,在美国被提出【5 1。加拿大、澳大利亚和欧洲、东南亚等经济比较发达的国家也先后提出了各种智能家居方案,德国弗劳恩霍研究会与l l 家公司联手合作,建成世界上第一座智能家居样板房,向人们揭示了未来住宅的前景和计算机技术新的发展趋势。随着家居控制技术的逐渐成熟,智能家居在国外越来越普及
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