基于WiFi与Android的智能家居监控系统设计分析.docx

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基于WiFi与Android的智能家居监控系统设计分析

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摘要：基于当前智能家居的快速发展，为了使其整体应用性能得到进一步的提升，本文主要从WiFi与Android相结合的角度出发，对智能家居监控系统的优化设计进行详细的阐述，并提出一些科学化的意见和建议，以便相关人士参考。

关键词：WiFi；Android；智能家居；监控系统；设计研究

随着网络通信技术的不断发展，智能家居也开始走进大众视野，并迅速在建筑装饰市场中占领一席之位，因为该类型家居具有较强的智能监控系统，可以很好的满足人们日常使用需求，为其提供现代化的便捷服务，因此，为了促进智能家居得到更广泛的推广和应用，就要对其智能监控系统设计作进一步的优化

1.系统架构

如图一所示，智能家居系统主要包括四大组成软件，如：智能开关、控制开关、传输设备以及移动终端设备。其中，移动终端设备为Android智能手机或平板电脑，其主要负责对传输设备所发送的信息进行接收，而传输设备主体则为无线路由器；智能开关的组成结构则要复杂于其他组成软件，其也包括四个组成部分，不仅包括WIFI模块和CPU主控模块，而且也包括AC-DC电源模块和可控硅开关模块，这其中，尤以CPU主控模块的应用功能最为明显，其通过与SPI串行外部接口和WIFI模块的连接，可以准确读取WIFI模块所提供的转换信息。

图一

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WiFi与Android相结合的智能监控系统设计方案

2.1硬件系统设计

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WIFI模块设计

该模块具有较强的远程传输功能，这一优势主要通过CC3000-WG1300芯片来实现，另外，该模块具有无线网络转换功能，因为其内置两种无线网络协议，可以直接对用户串口和TTL电平数据进行无线转换，这样不仅可以突出主控制器的应用优势，使其数据处理功能得到最大化发挥，而且还能提升智能家居监控系统的设计质量，使之应用功能更好的满足人们使用需求。与此同时，由于该芯片采用802.11b/g无线访问In-ternet标准，所以能够大力支持WEP加密和WAP/WAP2等高级加密与安全机制。此外，为了在PCB板上调试方便，还要将WIFI模块中的各电阻阻值设置为0，并按照相应的设计要求，将其中部分电阻设置为隔离电路，这样才能便于PCB调试，提高WIFI模块的应用性能。

2.1.2ARM处理器设计

该处理器的应用功能基本是依赖STM32F103芯片来实现，因为该芯片内核为Cortex-M3，工作频率为72兆赫，同时其内置高速存储器，可以直接与两条APB总线进行外设连接，并具有丰富的增强I/O端口，因此在对该处理器进行设计时，必须重视STM32F103芯片的合理布置。

2.1.3EEPROM存储器设计

该存储器具有可擦写、可编程以及带电等应用特征，用户在使用过程中无需将其撤离计算机，就可随时采用大于普通电压的作用来对原有数据进行擦除或重写。

2.1.4电源模块设计

该模块不仅具有可防误差的USBMINI接口，而且还具备可以提供电流限制和热保护的I,M1117低压差电压调节器。这种调节器与国家半导体的工业设计标准一致，都具有相同的管脚排列，并且还能利用2个外部电阻来实现输出电压的标准化设计，使其处在1.25-13.80范围内，并包含5个固定电压输出(1.80,2.50,2.85,3.30和5.00V)型号。

2.1.5JTAG接口设计

该接口中包含多个类型和应用功能的处理器，并且在各处理器的引脚部位都设有一个具有移位功能的寄存单元，以便通过该单元来实现与JTAG电路预处理器和逻辑电路的有效连接。另外，该接口中还包括先进的边界扫描寄存器，这种寄存设备一般在对JTAG电路进行测试时才能突显出其自身的应用优势，但是在处理器内核正常工作过程中，其却始终处于无效状态。

2.2软件系统设计

智能家居监控系统主要以Android智能手机或平板电脑作为移动终端平台，以便可以在该平台中随时进行代码编写，进而确保上电后可以自动执行初始化服务，具体设计流程图如图二所示。首先，在系统初始化以后，CPU主控模块会自动读取EEP-ROM中的数据，以便对其是否开关灯进行相应的明确，同时还要利用WIFI模块将开关灯动作与无线路由器进行有机结合，以便可以第一时间获取到CPU主控模块的IP地址，进而促使其及时接收手机端数据包信息，这样才能保证在规定时间内，完成所有的开关灯动作。相对，若是CPU主控模块未接收到手机端数据包，则可先对可控硅开关的规定时间进行确定，然后再密切关注开关动作的手机端数据包，确保能够第一时间对其进行接收，进而为执行开关动作打下良好的基础；其次，按键设计也能实现对开关动作的科学控制，因为没点击一下按键，就相当于执行一个中断，由于该中断优先级别