[导读]针对传统智能家居系统存在的操作复杂、可移动性差、升级维护成本高等缺点，本文提出了一种基于Android的智能家居系统的设计和实现方案。采用了具有Android操作系统的智能手机或平...

一、系统结构和工作流程

　　智能家居系统主要由移动终端设备、传输设备、智能开关和控制单元4部分组成，其中移动终端设备是普遍在使用的智能手机或平板电脑；传输设备为无线路由器；智能开关主要由WI-FI模块、CPU主控模块、AC-DC电源模块和可控硅开关模块组成；控制单元即为家用照明设备。

　　移动终端设备主要使用的是Android操作系统，WI-FI模块主要以cc3000-WG1300为核心器件，用于接收无线路由器传送的信息，CPU主控模块主要包含32位的STM32F103-48ARM处理器，通过SPI串行外部接口与WI-FI模块连接，读取WI-FI模块转换后的信息；AC-DC电源模块用于给WI-FI模块、CPU主控模块、可控硅开关模块提供电源；可控硅开关模块用于控制灯的状态。

二、系统硬件平台设计

　　智能家居系统硬件电路主要由WI-FI模块、ARM处理器、存储单元、电源模块、JTAG接口等组成。

　　（1）WI-FI模块

　　WI-FI模块采用CC3000－WG1300芯片实现数据的远程传输，是一款自成一体的无线解决方案，内置无线网络协议IEE802.11协议以及TCP/IP协议，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间的转换，降低了设计的难度，同时大大提高了主控制器处理其他数据的能力，如图２所示。

三、软件设计

　　系统选择具有Android操作系统的智能手机或平板电脑作为移动终端平台，在开发平台上进行代码的编写。软件设计的流程图如图７所示。初始化服务在上电时自动开始执行，完成CPU和板级的初始化。初始化之后，首先，CPU主控模块读取EEPROM中的数据，来确定将要执行的动作。即：

　　是否开关灯，并将所要执行的动作通过WI-FI模块连接到无线路由器获取IP地址，获取地址后，CPU主控模块开始检测是否收到手机端数据包；

　　若收到数据包后就把当前灯的状态发送给手机，并执行开关动作以及设置开关定时来应答此数据包，当定时时间到时，执行定时动作；

　　若没有收到数据包，直接查看可控硅开关定时是否到，定时没有到需要继续查看是否收到手机端数据包，等待执行开关动作。

四、实验结果验证与分析

　　将设计好的硬件电路在PCB板上进行设计，搭建整个智能家居系统实验平台，把设计好的移动终端程序和服务器程序分别安装和移植到智能手机和处理器上，在实验室环境下进行了全面的实验和调试。系统所采用的手机是三星手机；智能开关既可以由WI-FI进行控制，也可以由用户手动控制；用电设备由红绿黄３种不同颜色的普通白炽灯组成。

五、结语

　　本文提出的基于Android操作系统的智能手机和无线通信方式的智能家居系统的设计和实现方案运行稳定，实现了对家用电器的本地控制。该系统以无线WI-FI智能控制为基础，布线不再烦琐，具有更好的可扩展性和移植性，节约了成本，具有广阔的应用前景。