基于android的智能家居系統設計——客戶端及云服務器的實現畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-10-03 19:51 本頁面
【文章內容簡介】 ................... 18 1 畢業(yè)設計 概述 智能家居發(fā)展概況 智能家居是利用先進的計算機技術、嵌入式系統和網絡通訊技術，將家庭中的各種設備（如照明系統、環(huán)境控制、安防系統、網絡家電）通過家庭網絡連接到一起的，自從美國在 1984 真正的智能建筑出現以來， 國外已經有將近 30 年的研究歷史，而國內在這方面的研究相對較晚，從 2020 年才逐步應用于高端市場，而且標準不統一，如海信、海爾、清華大學等大家各自為營。由于智能家居系統具有安全、方便、高效、快捷、智能化和個性化的 獨特魅力，使得智能家居的開發(fā)與建設成為 21 世紀科技發(fā)展的必然趨勢。隨著全球對能源和環(huán)境的要求越來越高，而智能家居在節(jié)能方面的效果優(yōu)勢非常明顯，因此具有非常廣闊的市場前景。 開發(fā)板主要參數 本 畢業(yè)設計 所使用開發(fā)板為 Real6410 開發(fā)板，采用三星公司的 ARM11 內核的處理器 123 M 的DDR 內存 以及 1 GB NandFlash, 同時預留了 256 板上還提供兩個四線 RS232 串口， 一個 USBHOST 接口，一個10 M/100 M 自適應以太網接口等外設。 2 主要研究內容 目前，各種智能家居系統的設計多以有線為主，但有線技術并不適用于智能家居的普及，安裝難度大以及價格昂貴的缺點限制了其發(fā)展。因此無線通信技術應用到智能家居中必將成為將來的發(fā)展趨勢和潮流。 本 畢業(yè)設計 對家居設備通過 Zigbee 進行無線組網， 把家居設備的信息和數字視頻傳輸到因特網網絡上，在因特網上設立一個 無線視頻網關 阿里云服務器 ，可供外部訪問 ；將家居信息如溫度進行實時的顯示并進行后續(xù)的利用控制；同時將收集各處傳輸進來的數字視頻進行后續(xù)的處理和識別。 3 畢業(yè)設計 總體設計方案 系統總體方案設計原則 本 畢業(yè)設計 主要完成智能家居的環(huán)境變量和視頻信號的監(jiān)控。整個系統包括一塊 ARM11 開發(fā)板，一個 16 位 單片機 ， 2 個 USB 的CMOS 攝像頭；一臺 PC 機（運行客戶端的監(jiān)控程序）根據功能的不同，整個系統可劃分由視頻采集模塊、數據壓縮、編碼模塊和視頻監(jiān)控 PC 等組成。采集模塊包括 USB 攝像頭； 數據的壓縮編碼由ARM11 處理器完成； 視頻監(jiān)控 PC 完成視頻客戶端的功能； PC 機完成對開發(fā)系統的程序開發(fā)、調試等。圖 1 為系統的組成結構。 圖 1 系統組成結構 系統各部分結構功能及設計 整個智能家居系統的設計可分為兩大部分： 1） 阿里云服務器 端設計； 2）客戶機終端監(jiān)控軟件的設計。 阿里云服務器 端設計 首先為 ARM 開發(fā)板定制一個合適的 Linux 內核（內核版本：Linux ），然后對其進行裁剪，使其具有基本內核功能，同時保留 TCP/IP 協議棧，串口協議以及相應的視頻編解碼模塊，使系統利用盡量少的硬件資源來滿足任務的處理工作。然后是開發(fā)一個運行于 Linux 下的 阿里云服務 器 程序，其實現的基本功能是通過 USB 攝像頭的圖像數據采集，完成對視頻信息的獲取、壓縮和編碼（具體的編碼標準為當前較為流行的 H264 編碼）。然后通過 TCP/IP 協議將數據打包發(fā)送到網絡，同時利用 Socket 實現服務器監(jiān)聽功能，這樣就可以接受來自客戶機的監(jiān)控請求。具體的工作內容如下： 1） USB 攝像頭的驅動程序移植； 2） H264 視頻編碼程序移植；3）視頻采集和傳輸的應用程序的設計； 4）通過 Zigbee 獲取 傳感器 相關信息。 圖 2 為 阿里云服務器 的工作流程，圖 3 為 ARM 通過網頁采集的視頻圖像，其 IP 地址為： :8080,此視頻即可以通過網頁顯示，也可以通過相應基于 I386 或 Linux 的監(jiān)控軟件進行查看。 圖 2 阿里云服務器 工作流程圖 圖 3 ARM 通過網頁采集的視頻信息 客戶機終端監(jiān)控軟件設計 客戶機終端監(jiān)控軟件采用 MFC 編寫， 可實現來自 WEB 服務器端的實時視頻預覽、視頻錄制、視頻截圖及傳感器參數的實時顯示等功能。程序采用多線程技術： 一個線程進行視頻信息的解碼和播放功能，另一個線程實現視頻錄制功能。 另外還采用了視頻信息疊加的方法，可以對環(huán)境變量進行屏幕疊加，能在錄制時完成信息的錄制和再現。圖 4 為終端監(jiān)控軟件。 圖 4 客戶機終端監(jiān)控軟件 4 畢業(yè)設計 關鍵技術 傳感器信息通過 Zigbee 傳輸 Zigbee 是 IEEE 協議的代名詞。根據這個協議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。 規(guī)范是一種經濟、高效、低數據速率（ 250 kbps）、工作在 GHz 和
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