安卓与arduino的智能家居监控系统设计与实现【字数：10507】
摘 要现在的社会科学技术迅速发展，人们的生活质量要求也越来越高，为了对住户提供便利，提升住户的生活质量和提供住所安全保障，设计了基于安卓和Arduino的智能家居监控系统，可以让住户对自己的居住环境有一个全面、实时和准确的了解，还可以允许住户通过Android手机对家电等进行相关控制，它在传统家居功能的基础上实现了具有能动性智能化的生活方式。本系统实现了室内环境检测、家电控制和联动控制等功能，是基于安卓、Arduino和C#开发的，包括系统的客户端设计和后台服务器、数据库设计和下位机设计。运用C#，Microsoft SQL SERVER数据库以及Microsoft Visual Studio设计服务器， Java编程语言和eclipse作为开发平台设计客户端， C语言来对下位机进行编程。该系统首先对下位机进行接线组装，包括各种传感器和WiFi模块，然后配置服务器和客户端，使三者连接能够通信，其次开始对各个部分详细功能设计，最终实现智能家居监控系统。经过较长时间的努力，数据准确性、系统可维护性、用户体验等都得到了较大的提升。
Key words: Smart Home; C#; Android; Arduino 目 录
1．引言 1
1.1 开发背景 1
1.2 开发目的 1
1.3 本文所做主要工作 1
2．开发环境 3
2.1 VISUAL STUDIO 2017 介绍 3
2.2 ECLIPSE 介绍 3
2.3 ARDUINO介绍 3
3．系统分析 5
3.1 系统基本功能描述 5
3.2 可行性分析 5
3.3 系统需求分析 5
3.3.1性能需求分析 6
3.3.2功能需求分析 6
3.3.3 运行需求分析 6
3.3.4 其他需求分析 6
4．系统设计 7
4.1 设计思想 7
4.2 结构和数据流 8
4.3 数据库表设计 8
4.3.1用户表（Admin） 8
4.3.2监测数据记录表 9
4.4下位机设计 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 4.4.1所用到的硬件 9
4.4.2传感器等硬件介绍 9
4.4.3系统硬件结构 12
4.5 系统模块设计 12
5．系统实现 14
5.1 实现概况 14
5.2通信模块 14
5.2.1手机客户端 14
5.2.2电脑服务器端 17
5.2.3下位机硬件端 19
5.3数据处理模块 20
5.3.1电脑服务器端 20
5.3.1客户端 28
5.4数据流控制模块 31
5.5登录注册模块 32
5.6下位机数据采集与控制模块 35
5.6.1接线图 35
5.6.2实物图 35
5.6.3引脚初始化 36
5.6.4引脚模式配置 36
5.6.5数据传输波特率设置 36
5.6.6数据采集 36
5.6.7控制 38
6. 系统测试 40
6.1 功能测试 40
6.1.1登录注册功能 40
6.1.2手机端环境监测功能 44
6.1.3手机端控制功能 45
6.1.4下位机硬件端联动控制功能 49
6.1.5手机端记录查询功能 50
6.2实现的功能 51
6.3问题和不足 51
6.3.1问题 51
6.3.2解决 51
6.3.3不足 51
7.对社会、人文、环境和法律的影响 52
7.1社会影响 52
7.2人文影响 52
7.3环境影响 52
7.4法律影响 52
结 语 53
参考文献 54
致 谢 55
1．引言
1.1 开发背景
Peter T. Lewis 在1985提出“物联网”这个概念，从1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine开始发展，随后1999年MIT AutoID中心的Ashton教授在研究RFID时提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网），这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年1月9日，IBM全球副总裁麦特王博士做了主题为《构建智慧的地球》的演讲。提出把感应器嵌入和装备到家居、电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。现今物联网被十二五规划列为七大战略新兴产业之一，是引领中国经济华丽转身的主要力量。[1]
1.2 开发目的
在物联网技术迅猛发展的浪潮中，跟紧时代的潮流，开发智能家居监控系统，为人民大众服务，提高人们的生活质量，为人们的居住安全提供保障，为新中国发展贡献一份力量。
1.3 本文所做主要工作
分析系统各组成部分的需求和功能，然后进行系统各部分的设计，设计完成后，开始实现系统功能，最后进行系统测试。
客户端部分：负责数据的接收显示和控制命令的发送，能够接收下位机发给服务器转发的监测数据实现监测功能，并且向服务器发送控制命令，以便服务器转发给下位机，实现控制功能，另外添加登录和注册功能：向服务器发送登录注册请求和用户信息，等待服务器返回判断数据。
服务器部分：负责根据通信协议处理接收的数据。若是来自客户端，则判断命令，并执行相关操作；若是来自下位机则保存数据到数据库，并转发给客户端。
下位机部分：负责数据的采集、打包和发送，还包括控制命令接收和执行。
Key words: Smart Home; C#; Android; Arduino 目 录
1．引言 1
1.1 开发背景 1
1.2 开发目的 1
1.3 本文所做主要工作 1
2．开发环境 3
2.1 VISUAL STUDIO 2017 介绍 3
2.2 ECLIPSE 介绍 3
2.3 ARDUINO介绍 3
3．系统分析 5
3.1 系统基本功能描述 5
3.2 可行性分析 5
3.3 系统需求分析 5
3.3.1性能需求分析 6
3.3.2功能需求分析 6
3.3.3 运行需求分析 6
3.3.4 其他需求分析 6
4．系统设计 7
4.1 设计思想 7
4.2 结构和数据流 8
4.3 数据库表设计 8
4.3.1用户表（Admin） 8
4.3.2监测数据记录表 9
4.4下位机设计 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 4.4.1所用到的硬件 9
4.4.2传感器等硬件介绍 9
4.4.3系统硬件结构 12
4.5 系统模块设计 12
5．系统实现 14
5.1 实现概况 14
5.2通信模块 14
5.2.1手机客户端 14
5.2.2电脑服务器端 17
5.2.3下位机硬件端 19
5.3数据处理模块 20
5.3.1电脑服务器端 20
5.3.1客户端 28
5.4数据流控制模块 31
5.5登录注册模块 32
5.6下位机数据采集与控制模块 35
5.6.1接线图 35
5.6.2实物图 35
5.6.3引脚初始化 36
5.6.4引脚模式配置 36
5.6.5数据传输波特率设置 36
5.6.6数据采集 36
5.6.7控制 38
6. 系统测试 40
6.1 功能测试 40
6.1.1登录注册功能 40
6.1.2手机端环境监测功能 44
6.1.3手机端控制功能 45
6.1.4下位机硬件端联动控制功能 49
6.1.5手机端记录查询功能 50
6.2实现的功能 51
6.3问题和不足 51
6.3.1问题 51
6.3.2解决 51
6.3.3不足 51
7.对社会、人文、环境和法律的影响 52
7.1社会影响 52
7.2人文影响 52
7.3环境影响 52
7.4法律影响 52
结 语 53
参考文献 54
致 谢 55
1．引言
1.1 开发背景
Peter T. Lewis 在1985提出“物联网”这个概念，从1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine开始发展，随后1999年MIT AutoID中心的Ashton教授在研究RFID时提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网），这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年1月9日，IBM全球副总裁麦特王博士做了主题为《构建智慧的地球》的演讲。提出把感应器嵌入和装备到家居、电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。现今物联网被十二五规划列为七大战略新兴产业之一，是引领中国经济华丽转身的主要力量。[1]
1.2 开发目的
在物联网技术迅猛发展的浪潮中，跟紧时代的潮流，开发智能家居监控系统，为人民大众服务，提高人们的生活质量，为人们的居住安全提供保障，为新中国发展贡献一份力量。
1.3 本文所做主要工作
分析系统各组成部分的需求和功能，然后进行系统各部分的设计，设计完成后，开始实现系统功能，最后进行系统测试。
客户端部分：负责数据的接收显示和控制命令的发送，能够接收下位机发给服务器转发的监测数据实现监测功能，并且向服务器发送控制命令，以便服务器转发给下位机，实现控制功能，另外添加登录和注册功能：向服务器发送登录注册请求和用户信息，等待服务器返回判断数据。
服务器部分：负责根据通信协议处理接收的数据。若是来自客户端，则判断命令，并执行相关操作；若是来自下位机则保存数据到数据库，并转发给客户端。
下位机部分：负责数据的采集、打包和发送，还包括控制命令接收和执行。
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