基于ZigBee技术和Android系统的智能家居系统的设计_彭玲(1)

信息技术
摘要：从人们对智能家居的需要出发，在对智能家居控制系统进
行深入研究后，该论文提出了基于Ａｎｄｒｏｉｄ和ＺｉｇＢｅｅ的智能家居
控制系统，硬件部分以ＡＲＭ和ＺｉｇＢｅｅ为主体构建网络，采用Ａｎ－ｄｒｏｉｄ来开发客户端ＡＰＰ，用户可以通过手机客户端ＡＰＰ来对家居进行控制。

关键词：ＡＲＭＡｎｄｒｏｉｄＺｉｇＢｅｅ智能家居
1概述
随着科学技术的迅速发展，生活水平的不断提升，人们越来越注重家居生活的安全与便利，从而推动了智能家居走入了人们的生活。

智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、自动控制技术等技术，融合家庭需求，将家中的各种设备（如照明系统、窗帘控制、家电控制等）全部接入到网络当中，对家居状态进行远程的监控和管理，优化人们的生活方式［１］。

2总体设计
本文结合用户需求，从功耗、经济、操作等方面入手［２］，提出了基于Ａｎｄｒｏｉｄ和ＺｉｇＢｅｅ的智能家居控制系统，系统总体设计，如图１所示。

本系统由ＡＲＭ家庭网关模块、ＺｉｇＢｅｅ模块和Ａｎｄｒｏｉｄ客户端组成。

其中ＡＲＭ家庭网关模块为中心控制单元，通过ＺｉｇＢｅｅ模块收集各个传感器采集的各项数据，将数据通过网络实时反馈到Ａｎｄｒｏｉｄ客户端，同时用户可经过Ａｎｄｒｏｉｄ客户端远程控制家电设备。

手机平板
电脑外部ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络
（３Ｇ、Ｗｉｆｉ、ｉｎｔｅｒｎｅｔ）
ＡＲＭ家庭网关模块ＺｉｇＢｅｅ网络模块
（ＺｉｇＢｅｅ协调模块、路由模块、终端设备节点模块）
各种传感器模块
窗帘家具设备插座灯光家电设备光照传感器烟雾传感器湿度传感器温
度传感器
图1系统总体结构图3系统硬件设计该系统硬件主要分为ＡＲＭ家庭网关模块、ＺｉｇＢｅｅ模块。

3.1ＡＲＭ家庭网关模块ＡＲＭ家庭网关模块作为系统的核心，用来连接Ｚｉｇ－Ｂｅｅ网络和外部Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络。

采用Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ８处理器，加上ＳＤＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ和串口等基本模块，外加Ｉｎｔｅｒｎｅｔ模块及ＺｉｇＢｅｅ模块，使网络通信性能更为强大，家庭网关结构如图２所示。

一方面负责连接ＺｉｇＢｅｅ网络，并利用ＺｉｇＢｅｅ网络获取各种传感器采集到的数据信息；另一方面将传感器采集到的数据信息，打包成网络数据流，通过外部Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络发送至手机端，同时对遇到的紧急情况如煤气泄漏、漏水等，将进行声音报警并发送短信给手机客户端，并执行相应地操作［３］。

电源
串口
外部Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ８ＺｉｇＢｅｅ网络
Ｆｌａｓｈ
ＳＤＲＡＭ
图2ARM 家庭网关模块结构图
3.2ＺｉｇＢｅｅ模块
ＺｉｇＢｅｅ模块采用采用ＴＩ公司推出的新一代ＳＯＣ芯片ＣＣ２５３０芯片，该芯片包括了极好性能的一流的ＲＦ收发器，工业标准增强型８０５１ＭＣＵ，系统中可编程的闪存，８ＫＢＲＡＭ等功能［４］。

ＺｉｇＢｅｅ网络由一个协调模块以及多
个路由模块和多个终端设备节点模块组成。

ＺｉｇＢｅｅ协调模块是ＺｉｇＢｅｅ网络模块的核心，负责启动整个网络，包括无线传感器网络的建立、连接、退出以及
网络地址的分配。

协调模块主要涉及网络的启动和配置，
一旦这些都完成后，它又成为路由模块，允许其他设备加入网络，扩大信号传输范围的作用。

ＺｉｇＢｅｅ设备节点模块主要负责对传感器节点的数据进行采集和处理，并控制各种家电设备。

4系统软件设计
本系统软件是采用Ａｎｄｒｏｉｄ开发的ＡＰＰ，包括家居控制、
家居检测、音乐系统、生活模式设置等模块。

家居控制模块可以对家电设备，如空调、电视等进行控制，还可以进行对灯光、插座、窗帘、遥控等进行控制，界面如图３所示；
家居检测模块可以通过各传感器获取到室内与室外的温湿度，光照度，烟雾等数据，界面如图４所示；音乐系统是
为家居系统提供背景音乐，无论在哪个房间，哪个位置都
能听到优美的音乐；系统支持４种常见生活模式设置，普通模式、会客模式、外出模式、睡眠模式等，通过不同生活模式的简单设置，使系统智能实施场景布置、报警联动等
功能。

基于ZigBee 技术和Android 系统的智能家居系统的设计
彭玲１黄松发２
（１．广东科技学院计算机系；２．中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司无线优化中心）
237
（上接第２３７页）
摘要：本文深入研究了关系数据库的关键字检索的检索机制和
关键技术，包括构建全文索引、构建数据库模式图、查询语言及查询结果生成等等。

通过分析相关检索系统的实现策略，给出了面向关系数据库的关键字查询的形式化描述，设计了支持关键字检索的系统架构和核心构成组件，主要包括数据库索引、关键字检索和结果生成。

关键词：关系数据库关键词查询数据库索引
1系统总体设计
人们在求解一个复杂问题时，通常采用的是逐步分解、
分而治之的方法。

也就是把一个大问题分解成若干个比较容易求解的小问题，然后分别求解。

设计一个复杂的系统时，往往也是把整个系统划分为若干个功能较为单一的功能模块，然后分别予以设计、实现，这就是模块化设计。

本系统也采用这种模块化设计方式。

查调模式图
分析关键字调用全文索引转换成ＷＱＬ语句生成查询结果图1面向关系数据库关键字查询系统框图
2数据库设计
本系统为面向关系数据库的关键字查询系统，在实验
中本文选取了ＩＭＤＢ数据集，为了进行实验，将数据集整
理为以下七个表数据结构。

实验数据集（电影信息数据库）：
ｃｒｅａｔｅｔａｂｌｅＡｃｔｏｒ（／／演员表
ａｃｔｏｒｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（５０）ＰｒｉｍａｒｙＫｅｙ；／／演员
姓名ｋｅｙ
ｓｅｘｖａｒｃｈａｒ（２）；／／性别ｍｖｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（５０）；／／出演电影或电视剧名ｍｖｙｅａｒｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／电影上映时间
ｍｖａｃｔｏｒｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／电影中人物姓名ｐｏｓｉｔｉｏｎｖａｒｃｈａｒ（２０）；／／电影中人物排名ｍａｄｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／ＴＶ或是Ｖｉｄｅｏｓｅｔｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（５０）；／／出演电视剧集名ｅｐｉｓｏｄｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／出演电视剧集ｄａｔｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／电视剧播出日期ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｖａｒｃｈａｒ（３０）；／／（ａｃｈｉｅｖｅｆｏｏｔｂａｌｌ）
）
ｃｒｅａｔｔａｂｌｅＣｏｎｓｕｍｅ（／／设计师
ｃｏｎｓｕｍｅｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（２０）ＰｒｉｍａｒｙＫｅｙ；
／／设计师姓名ｋｅｙ
ｍｖｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（２０）；／／电影名或电视剧名ｍｖｙｅａｒｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／上映日期ｓｅｔｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（２０）；／／电视剧集名ｅｐｉｓｏｄｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／电视剧集ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄａｔｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／电视剧播放日期ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｖａｒｃｈａｒ（３０）；／／（ａｓＭ．．．）ｍａｄｅｖａｒｃｈａｒ（１０）；／／／（Ｖ／ＴＶ／ｕｎｃｒｅｄｉｔｅｄ））ｃｒｅａｔｔａｂｌｅＤｉｒｅｃｔｏｒ（／／导演信息ｄｉｒｅｃｔｏｒｎａｍｅｖａｒｃｈａｒ（２０）ＰｒｉｍａｒｙＫｅｙ；／／导演姓名ｋｅｙ面向关系数据库关键字查询系统的设计
毛金玲
（辽宁建筑职业学院）
信息技术
图3
家居控制界面
图4家居监测界面
5总结
本文将ＺｉｇＢｅｅ无线技术与Ａｎｄｒｏｉｄ智能操作系统紧密结合，运用到智能家居中，有很高市场应用价值。

但是本系统只是依据一个住宅模型进行设计，还没有应用到实际的家庭中，研发技术还有待于进一步的提高，在物联网技术与４Ｇ网络技术不断发展的今天，如何将这些技术应用到智能家居控制系统上来，提高系统的高应用性和高可用性，使之能更好地为人们的家居生活提供便利，是需要我们继续深入研究的［５］。

参考文献：
［１］王芳．Ａｎｄｒｏｉｄ平台和ＺｉｇＢｅｅ技术在智能家居系统中的应用［Ｊ］．电子世界，２０１４．１１．
［２］屈伟明．基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现［Ｊ］．电子技术与软件工程，２０１４．４．
［３］朱祥贤．基于Ａｎｄｒｏｉｄ和ＺｉｇＢｅｅ的智能家居系统设计［Ｊ］．数字技术与应用，２０１４．９．
［４］陶在红，杨宇，常建华．基于ＺｉｇＢｅｅ的智能家居控制系统设计［Ｊ］．现代电子技术，２０１４．１２．
［５］姜宇航．基于物联网的智能家居控制系统设计［Ｄ］．吉林大学，２０１４．５．
238。