刘竞男，吕海洋

烟台南山学院，山东 烟台265713

作者简介：刘竞男，吉林东丰人，学士本科，研究方向：电子信息工程．

摘要：针对家庭内部的应用环境,对智能家居安防控制系统进行分析和研究,提出一种低成本、易扩展,适用于家庭应用的家居安防控制系统，该系统对火灾和外人入侵具有报警功能，对维护家居生活的安全有着显著意义和实用价值。首先介绍了基于Android系统的智能家居平台的发展现状及智能家居安防系统的主要优点，设计了基于 Android 的智能家居安防控制系统，利用Android系统支持的各种资源建立并实现。

关键词：Android系统；智能家居；安防控制系统

0 引言

随着科技水平的不断发展和生活水平的不断提高，人们的安全意识越来越高，对于家庭的安全性也有了更高的要求。近几年，无线通信，嵌入式技术和网络技术正在改变着世界改变着我们的生活，智能化生活和智能化社会都逐渐地被人们所接受，智能化家庭将是未来的大势所趋。但传统的智能家居存在很多缺点，比如布线繁琐复杂，不易改动和扩展；没有固 定的通信接口标准；依赖PC机，实时性差，不易升级和维护。本文设计了以Android手机为客户端，采用USB摄像头、温度检测模块、烟雾检测模块、红外传感器模块实现对室内各种信息进行采集，并采用E17503G模块实现了自动向用户手机报警。当家中的温度及烟雾浓度超过了设定的阈值或有外人入侵时系统 自动向用户发出报警信息的短信。

1  Android 操作系统

Android操作系统自顶向下分成4个层次，即应用层、应用框架层、组件库层、虚拟机和Linux内核层。 

　应用层：Android操作系统同一系列核心应用程序包一起发布，其核心应用程序包括E-mail客户端、SMS（短信）序、日历、Google地图、网页浏览器、联系薄等，目前所有的应用都是使用Java语言编写的。 

应用框架层：开发者通过使用核心应用程序来调用Android框架提供的API，这个应用程序结构被设计成方便复用的组件。任何的应用程序都可以公布它的功能，其他的应用程序可以使用这些功能(涉及到系统安全问题的功能将会被框架禁止。

组件库层：Android包含了一套C/C++函数库，主要包括libc、Media Framework、WebKit、SGL、OpenGLES、FreeType、SQLite等，它们被应用于Android系统的各种组件中，这些功能通过Android应用框架展现给开发人员。 

运行时环境：Android包括了一个核心库，该核心库提供了Java编程语言核心库的大多数功能。每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成可以同时高效地运行多个虚拟系统。Dalvik虚拟机执行后缀为dex的可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。 

Linux内核层：Android底层是一个基于Linux2.6.23内核开发的独立操作系统。主要是添加了一个名为Goldfish的虚拟CPU以及Android运行所需的特定驱动代码。该层用来提供系统的底层服务，包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块。作为一个虚拟的中间层，该层位于硬件与其他的软件层之间。

　2安防控制过程简述 

系统包括温度监测系统,光强监测系统，气体监测系统，人体红外监测系统，家庭信息管理系统，手机监控系统等。当外出时将安防设备打开，如有人闯入，就会发送报警信息到Android终端，通过摄像头可以查看家里的状况，如果只是误报或没有真正的入侵者，通过Android终端可以将安防设备重置；如有意外也可以方便用户及时做出相应的处理。当家中的温度及烟雾浓度超过了设定的阈值或有外人入侵时系统自动向用户发出报警信息的短信。

3  Android端设计

本系统采用Android应用程序的用户友好型界面作为与用户的接口，Android终端程序通过控件绑定方式对固定号码进行短信接收与发送，用户只需通过点击控件方式即可传递和接收控制信息，具体根据系统自定义通信协议发送的控制信息则完全被程序屏蔽，对用户完全透明。其中发送短信和接收短息都会对Android系统的SQLite数据库作出改动，需要对数据库中的相关信息进行删除来保证对用户透明。另外对于控件之间消息传递采用Android中的Handler机制。

3.1 发送控制信息

Android中发送消息主要通过SmsManager类来实现，它继承自java.lang.Object类。

发送短信程序首先调用SmsManager. getDefault()获取SmsManager对象，然后通过PendingIntent的getActivity方法获得Pending Intent对象。根据短信长度Message.length()与短信长度最大值比较来判断是否需要调用smsManager.divideMessage(Message)将短信分割，然后再调用smsManager的sendTextMessage方法发送短信。

3.2 接收返回信息

在Android端接收消息，可以采用两种方式，一种通过BroadcastReceiver广播接收器的方式，另外一种是通过观察数据库变化的内容观察者类ContentObserver来实现。

4  Android应用程序的开发

Android终端的应用程序是基于Android2.3版本，在Eclipse平台下用Java语言进行开发，其主要内容包括设计一个人机交流界面、获取已配对的蓝牙设备并建立连接、利用Socket进行数据传输等。

 4.1 界面设计 

该应用程序主要有两个界面，开启时首先进入主控界面，主要包括温湿度的显示、防盗系统的开启与关闭、电视遥控等功能，点击电视遥控按键将进入红外遥控界面。界面通过AbsoluteLayout进行布局设计，这是一种绝对布局，可以任意调整每个控件的横坐标和纵坐标，界面上每个按键通过绑定一个地址和添加一个监听器，点击按键后会触发监听器并执行相应的操作。 

4.2 蓝牙的获取和连接 

应用程序中需要建立一个蓝牙通信通道，以便与FPGA端的蓝牙模块进行数据传输，在建立蓝牙通信之前先搜索出已配对的蓝牙设备并用列表显示，当点击其中一个设备进行连接时，其地址值会被记录下来并通过Intent回传给主Activity。当本机蓝牙开启以及要连接设备的地址获取后就可建立Socket连接，通过Thread创建的一个线程来进行Socket连接，连接成功后界面上会显示“连接成功

5 结语

该设计系统可以通过家庭内部网络实现对家庭安全监控和家居设备的无线控制,也可以通过Internet上的服务器实现远程控制。通过本系统可以实现家居环境的集中控制和管理,可以随时随地掌控家居安全状态，保证家人和财产的安全。

参考文献

[1]王朝华．基于Android的智能家居系统的研究与实现[J]．广东工业大学，2012：225-228

[2]李元元．基于Android平台的智能家居安防系统设计[J]．制造业自动化，2012（12）：138-140

[3]汪宇，吕卫，杨博菲等．基于Android平台的智能家居监控系统 [J]．电视技术，2012，36（2）：36-38