基于Android手机的智能插座设计

ａ
ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓｐｅｃｔｓ．Ｆｏｒ
ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ
ａｎｄ
ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｂｏｔｈ ｏｆ ｔｈｅｍ ａｒｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｓｍａｒｔ Ｈｏｍｅ．Ｔｈｅ Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ
浙江大学硕士学位论文
摘要
摘要
智能家居概念从提出至今已有３０多年历史，不过直到最近几年才开始逐渐
火热起来。在这其中既有经济发展促使人们追求更高生活品质的原因，也有科技 进步技术成熟软硬件成本进一步降低的原因。智能手机和移动互联网的出现和快
速发展，为智能家居的发展提供了良好的操控平台和高速的无线通信网络，云计 算的出现和大规模应用为智能家居的发展提供了海量的数据计算和存储能力，传 感器、处理器和存储器等半导体的性能和成本也都达到了合理的水平。
３．２．１
３．２．３蓝牙通信模块实现………．．………………………２９
３．２．４定时设置模块实现．……．．………………………．．３１ ３．２．５统计报表模块实现．………………………………．３３
３．２．６数据存储模块实现……．…………．．……………．．３４ ３．２．７信息浏览模块实现………．．．．．．．．．………………．．３６
ｓｅｒｖｅｒ
ａｎｄ ＷｅＣｈａｔ
ｐｕｂｌｉｃ ａｃｃｏｕｎｔ ｗｈｉｃｈ
ｎａｍｅｄ‘ｓｍａｒｔ ｏｕｔｌｅｔ
ａ
ａｓｓｉｓｔａｎｔ’．
ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｅ ｃｒｅａｔｉｖｅｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ
ＷｅＣｈａｔ ＩＭ ａｓ
ｃｏｎｓｏｌｅ．Ｗｅ ｃａｎ
ｏｕｔｌｅｔ ｂｙ ｓｅｎｄｉｎｇ ＷｅＣｈａｔ ｍｅｓｓａｇｅ
浙江大学硕士学位论文
目录
３．３实际测试……………．………．．．．……………．．．．…３７
３．４本章小结…………………………．…………．…．…３７ 第四章ｗｉ－Ｆｉ型智能插座的设计与实现…………………………．３９ ４．１硬件平台设计………………………………………．．３９ ４．１．１硬件平台介绍……………．……………………．．３９
ｔｗｏ
ｐａｒｔｓ，ｏｕｔｌｅｔ ｈａｒｄｗａｒｅ
Ａｎｄｒｏｉｄ Ａｐｐ ｗｈｉｃｈ
ｎａｍｅｄ‘ｓｍａｒｔ ｏｕｔｌｅｔ’．Ｔｈｒｏｕｇｈ
ｔｈｅ Ａｎｄｒｏｉｄ Ａｐｐ，ｗｅ ｃａｎ ｆｏｒ ｏｕｔｌｅｔ，ｒｅｃｅｉｖｅ
ｃｏｎｎｅｃｔ
ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｈａｒｄｗａｒｅ ｂｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ａｎｄ
但是目前大部分智能家居解决方案都是大而全的系统，安装部署困难、交互
使用麻烦、成本较高。针对这种情况，本文提出并实现了两种独立型的智能家居 解决方案：蓝牙型智能插座方案和Ｗｉ．Ｆｉ型智能插座方案。可以通过控制智能插 座来达到间接控制插座上所连接的各种家电设备的目的。 其中蓝牙型智能插座主要包括智能插座硬件平台和Ａｎｄｒｏｉｄ手机应用程序
１．１项目背景和意义……………．…………………………１ １．２国内外发展现状…．…．．．……．………………………．．２ １．２．１智能家居的概念…．．………………………………２
１．２．２智能家居标准的发展现状…．…．．……………………３
１．２．３智能家居的实际应用现状…．…．．……………………５
１．２．４智能插座的发展现状………………………………．７ １．３本文的主要内容……．．………………………………．．８ 第二章总体方案设计及相关技术介绍……………………………９ ２．１智能插座总体方案设计……．．…………………………．．９ ２．１．１蓝牙型智能插座方案介绍．………．．．………………．．９
ｔｏ ｐｕｂｌｉｃ
ａｃｃｏｕｎｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｗｅｂ
ｓｅｒｖｅｒ ｂａｃｋｅｎｄ；ｏｕｔｌｅｔ ｈａｒｄｗａｒｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅ ａｎｄ ｅｘｅｃｕｔｅｄ ｉｔ．
Ａｔ ｌａｓｔ，Ｉ ｄｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｎ ｍｙ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
关键词：Ａｎｄｒｏｉｄ、智能插座、蓝牙、Ｗｉ—Ｆｉ、微信、云计算、智能家居
ＩＩ
浙江大学硕士学位论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ａｌｔｈｏｕｇｈ Ｓｍａｒｔ Ｈｏｍｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｈａｓ ａｌｒｅａｄｙ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｎｅａｒｌｙ ｔ１１ｉｒｔｙ ｙｅａｒｓ， ｉｔ＇ｓ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｔｏ ｆｌｏｕｒｉｓｈ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｆｉｖｅ ｙｅａｒｓ．Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ
ａｎ
ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓ
ａｎｄ
ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ
ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ Ｓｍａｒｔ Ｈｏｍｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｓｅｎｓｏｒｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ
ａｎｄ
ｍｅｍｏｒｉｚｅｒｓ’ｐｒｉｃｅ
ａｎｄ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｈａｖｅ
ｃｏｍｅ ｔｏ
２．２．２ ２．２．５ Ｗｅｂ应用框架介绍……．………．．………………．．１６ ２．３本章小结……．．．……………………………………１８ 第三章蓝牙型智能插座的设计与实现…………………………．．１９ ３．１硬件电路设计…………．．．…………………………．．１９ ３．１．１中央处理器．………．．…………．………………．１９ ３．１．２电源转换模块．………………．．．．………………．２０
基王△坠立殴ｉ亟壬扭趁蟹篚撞座遮让
⑧
论文作者签名： 指导老师签名：
论文评阅人１： 评阅人２： 评阅人３： 评阅人４：
兰豇丝
月渔
篮隆业
答辩委员会主席： 委员１： 委员２： 委员３： 委员４：
左拿
答辩日期：
．Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
Ａｎｄｒｏｉｄ Ｐｈｏｎｅ
ａ
ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｌｅｖｅｌ．
Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｍｏｓｔ Ｓｍａｒｔ Ｈｏｍｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｔｏｏ ｂｉｇ ｔｏ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓｅ，Ｉ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｔｗｏ
ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｏｎｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｂａｓｅｄ
Ｈｏｍｅ
ＩＩＩ
浙江大学硕士学位论文
目录
目录 致谢……………………………………………………Ｉ 摘要……………………………………………………．ＩＩ
Ａｂｓｔｒａｃｔ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＩＩＩ
第一章绪论………………………………………………．１
ｓｅｔ ｔｉｍｅｒ ｃｌｏｃｋｓ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
ｄａｔａ，ａｎｄ ｂｒｏｗｓｅ ｓｏｍｅ
ｏｎ
ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｓａｆｅｔｙ ｎｅｗｓ．
Ｔｈｅ
ｗｅｂ
Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｂａｃｋｅｎｄ
Ｗｉ－Ｆｉ
ｃｏｎｔａｉｎｓ ｔｈｒｅｅ ｐａｒｔｓ，ｏｕｔｌｅｔ ｈａｒｄｗａｒｅ，
“智能插座”两部分。使用手机上的“智能插座”应用程序通过蓝牙与智能插座连接
之后，就可以对插座进行即时开关、设置定时、查看电能统计报表和浏览安全用 电等相关信息。 Ｗｉ．Ｆｉ型智能插座主要包括智能插座硬件平台、云计算平台Ｗｅｂ应用程序和 微信公众账号“智能插座助手”三部分。这里创新性地提出了用微信和云计算平台
在一起的日子总是美好而短暂的。 此外要感谢浙江大学提供的宝贵学习环境。谢谢浙大为我们提供了优良的基
础设施、静谧的校园环境、舒适的生活条件和自由的校园风气。 在这里我还要感谢我的父母。谢谢你们含辛茹苦将我养育长大，一如既往地 给予我支持和鼓励。
最后要感谢来参加论文评审和答辩的各位专家和教授。
张新星 ２０１４年１月于求是园学位论文作者签名ຫໍສະໝຸດ 獬签字日期：’劲缪年哆月 纠日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论 文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆盘堂可以将学位论文的全部
或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书）
来控制插座，当硬件平台接入Ｉｎｔｅｍｅｔ网之后，通过给微信公众账号“智能插座助
手”发送微信指令并经过云计算平台Ｗｅｂ应用程序的中转来控制智能插座的开 关、获取插座运行状态信息等。 最后在实验室环境下，对这两种智能插座的实现进行了测试和验证，达到了
预期的效果，并提出了后续的改进意见和下一步的研究方向。
ｔｏ ｐｕｒｓｕｅ
ａ ｒｅａｓｏｎｓ
ｉｓ ｔｈａｔ ｐｅｏｐｌｅ ｂｅｇｉｎ
ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｌｉｆｅ；ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｒｅａｓｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｖｅ ｇｏｔ
ｇｒｅａｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｂｏｔｈ ｉｎ ｈａｒｄｗａｒｅ ｍｏｂｉｌｅ ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｈａｖｅ ｇｏｔ
３．１．２蓝牙通信模块……………．．．……………………２０
３．１．３时钟模块……………………………．．……．．…２１ ３．１．４电能计量模块………．．…………．…………．．…．２２
３．１．５继电器模块………．．．………．．．…………．……．２３
３．２
Ａｎｄｒｏｉｄ应用程序设计…．………………………………２４ Ａｎｄｒｏｉｄ应用程序开发简介…………………………２５ ３．２．２智能插座应用程序架构…………．…………………２６
⑧
Ａｕｔｈｏｒ’Ｓ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ：
一
‘ ● ‘
Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ ７Ｓ ｓｌｇｎａｔｕｒｅ：
Ｅｘｔｅｍａｌ Ｒｅｖｉｅｗｅｒｓ：
Ｚｋ丛旦地
Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｃｈａｉｒｐｅｒｓｏｎ：
Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｍｅｍｂｅｒｓ：
Ｄａｔｅ。ｆｏｒａｌ ｄｅｆｅｎｃｅ：
ａｎｄ ｇｅｔ ｔｈｅ
ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ
ｒｅｓｕｌｔ．Ｗｈａｔ’Ｓ ｍｏｒｅ，
Ｉ ａｌｓｏ ｇｉｖｅ ｓｏｍｅ ａｄｖｉｃｅ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ａｎｄｒｏｉｄ，Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，Ｗｉ—Ｆｉ，Ｃｌｏｕｄ Ｃｏｍｐｕｔｅ，ＷｅＣｈａｔ，Ｓｍａｒｔ
ｏｎｅ
ｏｎ
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｔｈｒｏｕｇｈ
ａｎｄ ｔｈｅ
ｏｔｈｅｒ
ｉｓ ｂａｓｅｄ
ｏｎ
Ｗｉ—Ｆｉ．Ｗｅ
ｃａｎ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ
ａｌｌｉａｎｃｅｓ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ．
Ｔｈｅ
ａｎｄ
Ｓｍａｒｔ Ｏｕｔｌｅｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ
ｏｎ
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ
新想法会尽可能地给予支持；在学校外，孙老师会带领学生参观业界相关企业和
展会，拓展视野和眼界。
其次要感谢实验室的各位师兄师姐，他们是王浩、贾文杰、刘乾、丁俊、江
斌、陈勇哲、郑亚红等，谢谢各位师兄师姐在实验室项目、求职和人生道路上对 我的指点，同时也感谢朱思丞和朱春佳两位师弟在实验室项目上的分担。与大家
学位论文作者签名：
导师签名：
铆磊
Ｅｌ
签字日期：勿毕年。岁月；／Ｅｌ
签字日期：厉铂绰哆月多７
浙江大学硕士学位论文
致谢
致谢
时光荏苒，岁月如梭，二十年求学生涯即将告一段落。回想起这些年来的成 长历程，特别是读研期间的个人经历，内心充满了感激和敬意之情，有太多的人
和地方值得我发自肺腑的感谢。 首先要感谢我的研究生导师孙志锋副教授。孙老师对待学术严谨求是，对待 学生和蔼宽容，十分关心学生的个人成长。在学校里，孙老师对学生提出的各种
２．１．２
Ｗｉ－Ｆｉ型智能插座方案介绍…………………………１０
２．２关键技术和平台介绍…………………………………．．１１ ２．２．１无线通信技术介绍………．．．．．．…………………．．１１
Ａｎｄｒｏｉｄ系统介绍．……．．…．…………………．…１３ ２．２．３徼信及其公众平台介绍…．．………………………．．１４ ２．２．４云计算平台介绍……．．．…………．．……………．．１５
型丝：堡主：翌显
浙江大学研究生学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除 了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，
也不包含为获得逝垫盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作
的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。