基于Android的智能家居系统设计-客户端及云服务器的实现

毕业设计（论文）题目：基于Android的智能家居系统设计——客户端及云服务器的实现摘要：对基于ZigBee技术对嵌入式Web的智能家居远程监控系统进行研究和设计。对家居设备通过Zigbee进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上，在因特网上设立一个无线视频网关阿里云服务器，可供外部访问；实现将家居信息如温度进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。智能家居又称为智能住宅，在国外常用SmartHome表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElectronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（HomeNet/NetworksforHome）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（IntelligentHome/Building）等。智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。关键字：智能家居，ZigBee技术ThesmarthomesystembasedonAndroiddesign-theclientandtherealizationofthecloudserverAbstract:basedonZigBeetechnologybasedonembeddedWebresearchanddesignofsmarthomeremotemonitoringsystem.ThehouseholdequipmentthroughtheZigbeewirelessnetwork,thehouseholdequipmentinformationanddigitalvideotransmissionontheInternetnetwork,ontheInternettosetupawirelessvideogatewayWEBserver,availableforexternalaccess;Achievereal-timedisplayinformationsuchastemperatureandhouseholdforsubsequentuseandcontrol;Atthesametime,willcollectallthetransmissionindigitalvideoinformationforsubsequentprocessingandrecognition.Suchasintrusiondetection,facedetectionandrecognition,etc.SmartHomeisalsoknownasSmartHome,usuallyinSmartHomeabroad.WithIntelligenthouseholdmeaningapproximateHomeAutomation,HomeAutomation,ElectronicFamily(ElectronicHome,E-Home),DigitalHome,DigitalFamily),theHomenetwork(HomeNet/NetworksforHome),networkhousehold(NetworkHome),IntelligentFamily/Building(IntelligentHome/Building),etc.Smarthomesystemusingadvancedcomputertechnology,networkcommunicationtechnology,integratedwiringtechnology,willandhouseholdlifeofthevarioussubsystemsorganicallyunifiesintogether,throughtheoverallmanagement,lethouseholdlifemorecomfortableandsafe.Functionofsmarthomecanprovideafullrangeofinformationexchange,helpkeepfamilieswithexternalcommunicationunobstructed,optimizepeople'swayoflife,enhancethesecurityofhomelife,evenforavarietyofenergycostsavings.Keywords:intelligenthousehold,ZigBeetechnology目录1绪论.................................................................错误!未定义书签。1.1研究背景和意义...........................................错误!未定义书签。1.2本设计所完成的工作...................................错误!未定义书签。2总括.........................................................................错误!未定义书签。2.1智能家居发展概况.......................................错误!未定义书签。2.1.1开发板主要参数.........................................错误!未定义书签。2.1.2主要研究内容..........................................错误!未定义书签。2.2毕业设计总体设计方案..............................错误!未定义书签。3功能设计.................................................................错误!未定义书签。3.1主界面...........................................................错误!未定义书签。3.1.1系统总体方案设计原则....................错误!未定义书签。3.1.2系统各部分结构功能及设计............错误!未定义书签。3.1.3阿里云服务器端设计........................错误!未定义书签。3.2客户机终端监控软件设计........................错误!未定义书签。3.3毕业设计关键技术....................................错误!未定义书签。3.4传感器信息通过Zigbee传输.................错误!未定义书签。3.4.1DirectShow视频采集....................错误!未定义书签。3.4.2多线程技术及Socket..........................错误!未定义书签。3.5入侵检测功能实现......................................错误!未定义书签。3.5.1功能描述.............................................错误!未定义书签。3.5.2温控制................................................错误!未定义书签。3.5.3人脸控制............................................错误!未定义书签。3.6参考文献......................................................错误!未定义书签。3.6.1总结....................................................错误!未定义书签。3.6.2毕业设计社会和经济效益分析。....错误!未定义书签。5.总结......................................................................................................17致谢...........................................................................................................181毕业设计概述1.1智能家居发展概况智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。1.2开发板主要参数本毕业设计所使用开发板为Real6410开发板，采用三星公司的ARM11内核的处理器S3C6410.开发板上还集成了123M的DDR内存以及1GBNandFlash,同时预留了256kNorFlash.底板上还提供两个四线RS-232串口，一个USBHOST接口，一个10M/100M自适应以太网接口等外设。2主要研究内容目前，各种智能家居系统的设计多以有线为主，但有线技术并不适用于智能家居的普及，安装难度大以及价格昂贵的缺点限制了其发展。因此无线通信技术应用到智能家居中必将成为将来的发展趋势和潮流。本毕业设计对家居设备通过Zigbee进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上，在因特网上设立一个无线视频网关阿里云服务器，可供外部访问；将家居信息如温度进行实时的显示并进行后续的利用控制；同时将收集各处传输进来的数字视频进行后续的处理和识别。3毕业设计总体设计方案3.1系统总体方案设计原则本毕业设计主要完成智能家居的环境变量和视频信号的监控。整个系统包括一块ARM11开发板，一个16位单片机，2个USB的CMOS摄像头；一台PC机（运行客户端的监控程序）根据功能的不同，整个系统可划分由视频采集模块、数据压缩、编码模块和视频监控PC等组成。采集模块包括USB摄像头；数据的压缩编码由ARM11处理器完成；视频监控PC完成视频客户端的功能；PC机完成对开发系统的程序开发、调试等。图1为系统的组成结构。图1系统组成结构3.2系统各部分结构功能及设计整个智能家居系统的设计可分为两大部分：1）阿里云服务器端设计；2）客户机终端监控软件的设计。3.2.1阿里云服务器端设计首先为ARM开发板定制一个合适的Linux内核（内核版本：Linux2.6.28），然后对其进行裁剪，使其具有基本内核功能，同时保留TCP/IP协议栈，串口协议以及相应的视频编解码模块，使系统利用尽量少的硬件资源来满足任务的处理工作。然后是开发一个运行于Linux下的阿里云服务器程序，其实现的基本功能是通过USB摄像头的图像数据采集，完成对视频信息的获取、压缩和编码（具体的编码标准为当前较为流行的H264编码）。然后通过TCP/IP协议将数据打包发送到网络，同时利用Socket实现服务器监听功能，这样就可以接受来自客户机的监控