基于Android的智能家居终端设计与实现

基于Android 的智能家居终端设计与实现

摘 要： 在深入分析Android 的系统架构及其应用程序组成的基础上，设计和实现了一款基于Android 的智能家居终端。终端主要包括主控制模块、信号处理模块、网络管理模块、媒体流管理模块及信息存取模块等功能模块。较好地融合了Android 与智能家居终端，具有较强的实用价值和开发指导意义。关键词： 智能家居；Android 系统；家居安防；可视对讲；智能终端

自2007年Google 推出开源手机操作系统Android 以来，Android 的应用开发一时间风靡全球，各高科技领域应用都在向Android 进军。Android 的盛行取决于其独特的优势。首先，Android 是一款基于Linux 内核的开源系统，它具有操作系统、中间件和关键应用程序。对第三方应用开发完全开放、人员具有较大的自由度[1]。其次，Android 应用程序的开发采用Java 语言，通过应用框架层提供的API ，开发简单、周期短。第三，Android 具有很强的开放性和灵活性。虽然现在市场上已经出现各种各样的智能家居终端，但Android 的出现及其广泛应用，使得很多智能家居厂商正投入很大的人力物力进行研究开发基于Android 的智能家居终端。1 Android 系统1.1 Android 架构 Android是一个包括操作系统、中间件和关键应用程序的移动设备软件堆。其作为一个开发式的系统平台，包含了众多的功能和庞大的基于Linux 的代码，在用户空间又分为本地代码（C/C++）和Java 代码。Android 系统可以分为以下各层次： 自底向上依次为Linux 操作系统及其驱动层、本地代码框架和Java 虚拟机层、Java 框架层和Java 应用程序层[2]。在各层之间存在相应的分界线接口。。

作为开放式的系统，Android 提供了丰富的组件和视图控件。大部分的开发只需要调用Android 应用框架层提供的API 就可以方便地完成，并且在Android 的SDK 中提供了丰富的实例供参考学习，使得应用开发简单易行。Android 各层次的功能如表1所示。

1.2 Android 应用程序的组成 一个程序可以调用另外一个程序的程序片段。这是Android 程序框架的基本设计理念。例如，在Windows 操作系统中，资源管理器可以浏览图片文件，当浏览到这个图片文件时，双击该图片文件，便启动图片浏览软件。Android 的程序理念便是如此, 所不同的是, 在Windows 中，打开图片会启动图片浏览软件的全部功能，虽然实际上只是需要查看图片；Android 中是把一个程序的功能分为各种不同的程序片段, 每个程序片段都能单独启动。 Android应用程序由Activity 、Service 、Broadcast Receiver和Content Provider 四大组件构成。这四大组件也称为Android 的四种类型的程序片段，且每种类型都可以独立运行。 Activity在四大组件中最复杂。从视觉上看，一个Activity 占据当前的窗口，响应所有窗口事件，具有控件、菜单等界面元素，为用户提供一个与界面交互的平台。从内部逻辑来看，Activity 需要为了保持各个界面状态，需要做很多持久化的工作，还需要妥善管理生命周期和一些转跳逻辑。 Service就是剥离了界面的Activity ，都是封装有一个完整的功能逻辑实现，只不过Service 不抛头露脸，默默提供后台服务。举例，当用户处理其他问题时，服务可以播放背景音乐，或者可以从网上获取数据、计算、提高，提供给活动所需要的结果。 Broadcast Receiver 只能接收广播，一个广播可以有很多广播接收器对它认为重要的通知作出反应。Android 系统提供了一个sendBroadcast （）方法，Application Framework内部调用该方法发送广播，比如有新短信息、有来电等广播消息，Broadcast Receiver会响应这些系统消息的独立执行单元[4]。 Content Provider提供了一套特殊的可供其他应用使用的数据。这些数据可以存储在文件系统中、SQLite 数据库中或者其他有意义的形式。实现了一套标准的允许其他用户检索、储存数据的方法。通过使用ContentProvider 的实例，调用它的方法。 Intent是Android 中一个特殊的类，组

件之间的通讯，由Intent 协助完成。Intent 负责对应用中一次操作的动作、动作涉及数据、附加数据进行描述，Android 则根据此Intent 的描述，负责找到对应的组件，将 Intent传递给调用的组件，并完成组件的调用。Intent 在这里起着实现调用者与被调用者之间的解耦作用，。

2 智能家居终端2.1 终端主要功能 智能家居终端的主要功能如下[5]： （1）可视对讲。室内机与门口机进行可视对讲；室内机可以监视门口情况；访客留影；两个或多个室内机进行视频对话。 （2）家居安防。防区设定：对室内和室外安装的监视器进行独立的设定；报警：监视器侦测到异常发出报警；家居安防模式设定：外出、在家、就寝等。 （3）家居控制。灯光控制；窗帘控制；空调控制；电源控制；燃气阀控制；电梯控制。

讯。天气预报；万年历；常用 （4）生活资