基于APP的智能家居环境监测系统的设计与实现_刘练

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数据保存到ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库，并提供与客户端ＡＰＰ交互的
；。收稿日期：０２２７０４１０４４２０１２０１修回日期：－－－－；基金项目：国家自然科学基金资助项目（武汉科技大学６１１７４１０６））。大学生创新基金（ＲＡ１７５１１Ｚ，男，湖北省鄂州市人，硕士，主要从事物作者简介：刘练（８１９８－）联网、嵌入式及移动端开发方向的研究。，男，教授，博士生导师，周凤星（主要从事冶金机械故障诊２１９５－）断、检测与自动化技术方向的研究。
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计算机测量与控制．１４．２２（７）２０ＣｏｍｕｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｔ化测试技术

（）文章编号：４５９２０１０３１８２０１４０７８７３．５１６７ＴＰ２－－－中图分类号：
基于ＡＰＰ的智能家居环境监测系统的设计与实现
刘练，周凤星
）（武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心，武汉４３００８１
）数据采集节点。该部分的主要功系统包括３个部分：（１能是采集传感器的模拟信号并进行模拟转换，然后通过ＧＰＲＳ，再通过Ｉ无线网络将数据传输到Ｉｎｔｅｒｎｅｔｎｔｅｒｎｅｔ传输到后台
８］；（服务器［２）后台服务器。该部分将从Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上获取到的
：ＤｔｒａｃｔｅｓｉｎａｎｄｉｍｌｅｍｅｎｔａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｓｔｅｍａｔｓｍａｒｔｈｏｍｅｂａｓｅｄｏｎＡＰＰ，ｗｈｉｃｈｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓＡｂｓｇｐｇｙ，２．５ｉｎｒｅａｌ－ｔｉｍｅ．ＩｎｅｉｔｈｅｒｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｔｅｃｔｅｄａｓｏｒＰＭ２．５ｅｘｃｅｅｄｓｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｖａｌｕｅｔｈｅｓｓｔｅｍｗｉｌｌｏｆＣＯ、ＣＯｎｄＰＭｇｙ２、Ｏ３ａ ’ ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｕｓｈｔｈｅａｌａｒｍｍｅｓｓａｅｔｏｕｓｅｒｓｓｍａｒｔｈｏｎｅｓｔｏａｌｅｒｔｕｓｅｒｓｔｏｓｔａｒｔｔｈｅａｒｏｒｉａｔｅｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒｉｎｄｏｏｒａｉｒｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔ－ｙｐｇｐｐｐｐｐｐｔ．ＳｓｔｅｍｕｓｅｓＭＱ７，ＭＧ８１１，ＭＱ１３１ａｎｄＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓｔｏｄｅｔｅｃｔｉｎｄｏｏｒＣＯ，ＣＯ２．５ｍｅｎｎｄＰＭＯｙｇ２，３ａ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｔｈｅｎｓｅｎｔｔｈｅｏｌｌｕｔａｎｔａｓａｎｄＰＭ２．５ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｂａｃｋｓｔａｅｓｅｒｖｅｒｔｈｒｏｕｈＧＰＲＳ，ＡＰＰｏｎｓｍａｒｔｐｇｇｇｔｈｅｓｅｒｖｅｒｔｈｒｏｕｈＷＩＦＩｏｒ３Ｇ．ＰｒａｃｔｉｃｅｒｏｖｅｓｔｈａｔｈｏｎｅｗｉｌｌｏｂｔａｉｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｏｌｌｕｔａｎｔａｓａｎｄＰＭ２．５ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｂｕｅｒｉｎｇｐｐｐｇｙｑｙｇｔｈｉｓｓｓｔｅｍｒｅａｃｈｅｓｔｏ９８％，ａｎｄｉｔｒｅｓｅｎｔｓｃｈａｎｅｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｔｏｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｏｌｌｕｔｉｎａｓｅｓａｎｄＰＭ２．５ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｐｇｐｐｇｇｙ，ｕｓｅｒｓｔｏｂｅｋｅｔｉｎｆｏｒｍｅｄｏｆｔｈｅｉｎｄｏｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌ．ｕｓｅｒｓｗｉｔｈａｃｕｒｖｅａｌｌｏｗｉｎｐｙｇ：；；；ＱＫｅｗｏｒｄｓｓｍａｒｔｈｏｍｅａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒＧＰＲＳ；ｓｍａｒｔｈｏｎｅｕａｒｔｚ２Ｄｇｐｙ
接口；（３）智能手机ＡＰＰ。该部分主要功能是展示室内各空气污染气体及ＰＭ的浓度变化情况，并在浓度超标时进行２．５及时的提醒与报警。
２系统硬件设计
２．１气体传感器采样信号处理电路为了提高测量精度及系统使用寿命，系统选用ＭＱ７、、。及种气体检测传感器ＭＧ８１１ＭＱ１３１ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵ４ＭＱ７
，ＬｉｕＬｉａｎＺｈｏｕＦｅｎｘｉｎｇｇ
（，ＭｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭｅｔａｌｌｕｒｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｉｓｔｅｒｉａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｙｇｇ，Ｗｕ）ｈａｎ３００８１，ＣｈｉｎａｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔ４ｇｙｙ
０引言
十二五 ” 规划中，智能家居是物联网技术的在国家发展 “ 第三大应用领域，物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，智能家居正在成为一个大的产业，它蕴藏着巨大的市场潜力
］［３１－
５］，并获取数据，然后使用Ｑ信［ｒｔｚ２Ｄ绘制数据变化ｕａ６］。曲线［
［］台的智能手机作为ＡＰＰ的展现平台７。系统结构图如图１所示。
。
随着科学技术的持续发展，社会信息化程度越来越高， “ 、“ 三网合一 ” 三屏合一” 等新概念不断被提出，智能家居也因此成为未来家居的发展方向。在智能家居系统中，对室内环境的监测是一个重要的内容。智能手机越来越普及，其拥有高速的数据传输能力，可以通过ＷＩＦＩ及３Ｇ与外设进行无线连４］。基于此，可将传感器节点获得的数据以无线方式发送给接［、３服务器，智能手机通过ＷＩＦＩＧ等方式与服务器完成通
摘要：设计并实现了一种基于Ａ．５的浓度；当被检测气体或Ｏ、ＣＯＰＰ的智能家居环境监测系统，实时监测室内Ｃ２２、Ｏ３及ＰＭＰＭ．５浓度超过标准值时，系统会立即推送报警消息到用户的智能手机，提醒用户启动相应的空气净化程序对室内进行净化处理；系统２利用ＭＱ８１１、ＭＱ１３１及ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵ４种气体检测传感器分别检测室内ＣＯ、ＣＯ．５的浓度，然后将污染气体及７、ＭＧ２２、Ｏ３及ＰＭＰＭ．５浓度信息通过ＧＳ传送到后台服务器，智能手机端ＡＩＦＩ或３Ｇ查询后台服务器即可获取污染气体及ＰＭ２．５浓度信２ＰＲＰＰ通过Ｗ息；经实践证明，该系统所测得污染气体及ＰＭ．５浓度的精确率达到９２８％，并能将浓度变化情况用曲线展示给用户，让用户方便及时地了解到室内环境状况。关键词：智能家居；气体检测传感器；ＧＳ；智能手机；Ｑｒｔｚ２ＤＰＲｕａ
ＤｅｓｉｎａｎｄＩｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｇＳｓｔｅｍａｔＳｍａｒｔＨｏｍｅＢａｓｅｄｏｎＡＰＰｙ
１系统总体架构设计
环境监测系统采用基于Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３架构的ＳＵ，以预装ＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢ单片机作为数据采集节点的ＭＣｂｕｎｔｕ１２．０４的ＰＣ机作为服务器，以基于Ａｎｄｒｏｉｄ及ＩＯＳ平Ｕ