基于Android的智能家居远程控制系统设计

摘要：针对智能家居远程控制问题，结合Android终端设备，设计了一套控制信息对用户透明的远程空调控制系统。系统底层控制信息通过基于GSM的短消息方式传输，实现了对由6台空调组成系统的远程控制。系统采用自定义通信协议，在Android端讨论并实现了两种接收返回信息方式——BroadcastReceiver和ContentObserver方式，对Android中的Handler机制进行讲解应用。测试结果表明，系统结构设计合理，操作简单，性能稳定。

引言

远程控制作为智能家居的一种标志性技术，被广泛应用于各种智能家居系统中。本文设计并实现了一种智能家居中远程空调控制方案。本系统基于Android系统客户端用户友好型界面和GSM模块，屏蔽控制信息传输处理细节，客户端采用控件绑定号码的方式，用户只需根据终端Android界面提示，即可完成远程空调控制。相比于以往方案中GSM模块采用PDU方式进行通信，用户端需要手动输入具体命令的模式，本系统采用text文本方式进行通信，传输的控制命令仅为数字即可。

本文实现了两种Android应用中接收短消息的方式BroadcastReceiver(广播接收者)方式和ContentObserver(内容观察者)方式，采用Hand ler机制将接收到信息显示，且对安卓中SQLite数据库的操作进行阐述及应用。本系统通过接收GSM控制消息的基于LPC1766芯片的集中器传输控制消息到各个分控制器，可以同时控制6台空调，每台空调对应一个分控制器，具体系统控制端架构见图1。

1 系统控制端设计

1.1 硬件设计

本系统采用NXP公司的LPC1766芯片作为集中器的SoC。系统GSM模块采用华为公司的GTM900-B型号无线模块，该模块具有标准的AT命令接口，并提供无线接口用于短消息的收发，且可通过串口通信和嵌入式MCU相连。

本系统叶GSM模块和集中器通过串口相连。GTM900-B模块的串口与LPC1766的UART0相连，具体连接见图2。

1.2 AT指令

GTM900-B模块使用了GSM Rec.07.07中规定的标准AT命令，本系统需要使用到的AT命令如表1所列。

1.3 通信协议

本系统主要通过GSM短消息的方式完成对每个房间的温度获取(通过分控制器上的温度传感器)和每个房间空调工作模式、温度的设置，以及关闭房间空调的功能。从安卓终端的角度包括两个方面的通信——发送和接收。

从安卓终端发送到GSM模块的控制信息包括三个方面：获取温度值，设置某个房间空涮参数，关闭某个房间李调。GSM模块采用text方式通信，系统将发送的三种控制信息数字化为相同规格：

其中Sent1表示控制信息类型：“1”表示获取温度，“2”表示设置某个房间空调，“3”表示关闭某个房间空调。Sent2表示房间号，取值1～6对应相应房间。Sent3表示当Sent1为“2”时，设置号码为Sent2的房间空调的工作模式：“1”表示制热，“2”表示制冷，“3”表示送风，“4”表示除湿。Sent4表示当Sent1为“2”时，设置号码为Sent2房间的工作温度。分隔符用冒号表示，主要作为区别控制信息与初始化返回信息的标识符。所以，Android发送端发送的控制信息格式表示为“Sent1：Sent2：Sent3：Sent4”。

对安卓终端接收的反馈消息也包括三个方面：集中器从分控制器得到的温度信息，设置某个房间空调成功的返回消息，某个房间空调关闭的返回消息。因为这三种消息长度不一致，处理方式不同，系统只对接收消息的前两位格式化即可完成系统功能，具体如下：

其中：Rec1表示反馈信息类型：“1”表示温度信息，“2”表示设置空调返回信息，“3”表示关闭空调返回信息。Rec2表示当Rec1为“2”或“3”时空调返回信息，“1”表示设置或者关闭成功，“0”表示失败。所以，Android接收端接收的由系统控制端返回的信息中，首先会判断第1位(即Rec1位)，如果是“1”，则表示返回的是各个房间的温度;如果是“2”，表示的是设置空调(Sent1等于“2”时)的返回消息;如果是“3”，表示的是关闭空调(Sent1等于“3”时)的返回消息;对于Rce1等于“2”或者“3”，再根据Rce2来判断相应的返回消息状态。

1.4 集中器软件设计

集中器上的程序主要完成系统模块和GSM模块初始化，判断控制信息类型及作相应的处理，向终端用户返回消息。具体程序流程见图3。

其中GucRcvNew=1表示集中器从UART0接收到来自GSM模块的返回消息，recvfg用来对GSM模块进行初始化，其初值为0。集中器发送命令at到GSM模块，如果接收到GSM模块的“at ok”返回消息，则设置recvfg=1，然后进入switch语句，当recvfg=1时，向GSM模块发送命令at+cmgf =1，如果返回值为“at+cmgf=1 ok”，设置recvfg=2。当recvfg=2时，向GSM模块发送命令“at+cnmi=2，2，，1”，如果返回值为“at+cnmi =2，2，，1 ok”，设置recvfg=3，到此GSM模块初始化结束。如果初始化过程中当集中器发送AT命令后，接收到的不是正确返回值，则设置recvfg=0，重新开始初始化。