CN106131199A - 一种基于Android系统的智能家居控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Android系统的智能家居控制系统及控制方法，其中的一种基于Android系统的智能家居控制系统，包括Android手机客户端、Mqtt代理服务器、云端服务器、家庭网关、若干个智能家居设备节点；所述Mqtt代理服务器分别连接Android手机客户端和云端服务器；所述家庭网关通过内部网或外部网连接Mqtt代理服务器；所述智能家居设备节点通过ZigBee模块通讯连接家庭网关。本发明利用Android手机端间接控制智能家居设备节点，简单，方便，快捷，适合人群广泛，不管是在家还是在外，都能控制家里的设备。

Description

一种基于Android系统的智能家居控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及智能家居控制技术，具体涉及一种基于Android系统的智能家居控制系统及控制方法。

背景技术

目前，随着科技的发展，各种家电设备的高度自动化和智能化已经成为一种消费需求，同时科学技术的飞速发展，让这种需求的达到已经不再遥远。新的ZigBee协议在无线传感器网络和各种无线终端控制方面有良好的前景，为传感器网络和控制设备提出了新的方案。基于ZigBee的网络控制系统就可以实现对各种家电设备的控制和调节，只需要对旧式家电(家居)进行改装，或加入必要的驱动电路，便可以实现小信号对交流电器的控制。室内温度、湿度等环境参数直接影响生活质量，同样可以通过ZigBee控制器对室内温度、湿度检测设备进行较远距离的适时采集，然后根据个人意愿对家电(家居)进行不同程度的调节，但是它们都是独自运行，毫无关联。需要一个控制系统，把这些分散的智能家居做成一个智能的物联网形式。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种基于Android系统的智能家居控制系统，包括Android手机客户端、Mqtt代理服务器、云端服务器、家庭网关、若干个智能家居设备节点；所述Mqtt代理服务器分别连接Android手机客户端和云端服务器；所述家庭网关通过内部网或外部网连接Mqtt代理服务器；所述智能家居设备节点通过ZigBee模块通讯连接家庭网关；

云端服务器通过Mqtt协议连接Android手机客户端和家庭网关，并做数据转发和保存，Android手机客户端通过Mqtt协议和云端服务器、家庭网关进行连接，数据交互；

智能家居设备节点和家庭网关之间通过ZigBee模块通讯，Android手机客户端、云端服务器、家庭网关需要实现Mqtt消息转发和消息推送，用长连接的方式接受消息和发送消息；

智能家居设备节点通过Zigbee模块链接到家庭网关，家庭网关通过外网/内网发送给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器把请求/消息发送给云端服务器，云端服务器把数据进行处理和保存，再返回给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器最后发送给Android手机客户端。

进一步地，所述基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1,在家庭环境中布置智能设备模块作为智能家居设备节点，以无线通信方式组织成网络，智能家居设备节点负责监测周围一定范围内的环境状态、收发信号并进行数据处理，以智能机顶盒作为家庭网关创建家庭网吧，提供给范围内的智能家居设备连接，所有智能设备节点都链接在家庭网关，形成智能物联网；

S2,Android手机客户端以Android APP形式，让用户操作，用户能通过手机注册登录，并绑定自己的家庭网关，每个家庭网关都有自己的唯一标示，家庭网关ID，用户注册成功后，进入扫描二维码界面，去扫描家中的家庭网关，如果提示有用户已经绑定，则说明该家庭网关之前被其他用户绑定过，用户需要退出扫描二维码界面，点击登录界面的图片，进入到解绑界面，再次扫描家庭网关ID，完成解绑，再次登录，扫描家庭网关ID，完成绑定，进入主界面后能看到网关上的所有设备；此时，手机端在登录之后已通过过Mqtt代理服务器长链接，获取到了网关上的所有设备，并保持着Mqtt代理服务器的链接，后台运行有消息接受服务，随时接受设备节点返回的数据；

S3,用户能随时在家或在外对家里的智能家居进行操作，APP端有家庭网关上的所有设备，用户能点击查看设备状态，修改设备属性，划分设备区域等，APP通过Mqtt协议，把用户的操作请求发送给Mqtt代理服务器，再由Mqtt转发给云端服务器，云端服务器保存有用户的基本信息，通过查询数据库，找到用户对应的家庭网关ID，然后在把用户操作请求发送给Mqtt代理服务器，然后由Mqtt代理服务器转发给家庭网关，再由家庭网关调用ZigBee模块的接口，完成设备状态的改变，从而完成一个操作设备的流程。

更进一步地，所述步骤S2还包括：

用户在注册APP账号的同时，会在后台注册一个账号，登录时也会同时登录到服务器，Android手机端能在设备管理界面点击摄像头，增加在同一网关的摄像头，增加后能在任意网络下查看摄像头内的画面，同时，还有移动侦测，有人经过摄像头，技威服务器会通过注册时的手机号推送一条报警信息给手机端，手机端和摄像头通过P2P传送视频流，随时随地都能看到摄像头画面；用户还能通过APP的设备联动界面，增加设备联动，设置设备联动名称，选择条件类设备和联动结果类设备，通过上述的Mqtt通讯机制，发送到家庭网关，家庭网关开启联动任务，等待条件类设备返回数据，然后去控制结果类设备，完成设备间的联动，让整个智能家居设备变的智能化。

更进一步地，所述步骤S3还包括：

通过设置手机端的家庭安防信息，能设置安防时间，在安防时间内，智能家居节点的设备有数据返回或是状态改变，都会在盒子端生成一条消息，然后通过Mqtt通讯机制，推送给手机端，这样，在上班的时间，家里的智能门磁发出状态改变的消息，用户通过摄像头，看到家中的情况，如有发生危险情况，更能直接录制成视频；

用户通过操作Android手机端的个人中心，能查看自己是否是家庭网关的主账号，如果是主账号，还能增加家庭里的其他成员，作为子账号，同样能操作家庭内的智能设备节点；用户通过Android APP端的数据图表，能查看家庭内最近时间内的温度，湿度，PM2.5变化情况，设备图标界面通过家庭网关返回的智能温湿度，PM2.5设备的数据，并对其进行保存，绘制成表格，很直观的看出家庭内温湿度，PM2.5最近时间内的变化情况，从而进行必要的措施；APP主界面导航栏下方有实时的天气状况，检测天气温度，实时定位，家庭网关推送的温湿度，PM2.5也会显示在天气旁边，直观的告诉用户室外问题，晴朗状况，温湿度，PM2.5数值。

本发明的优点：

本发明利用Android手机端间接控制智能家居设备节点，简单，方便，快捷，适合人群广泛，不管是在家还是在外，都能控制家里的设备，通过摄像头查看家里的环境，对于未来的智能家居市场，有很大潜力。合理利用ZigBee模块和Mqtt模块，做好设备和网关，网关把继承了ZigBee模块的智能家居节点绑定在同一个网关上，进行增删改查，联动，布防，android客户端在远程通过Mqtt去操作智能家居设备节点，查看远程视频，设置布防，设置联动，操控网关，从而形成了一套完整的控制系统。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的Android客户端和设备节点交互流程框图；

图2是本发明的家庭网关的设备节点联动流程框图；

图3是本发明的家庭安防流程框图；

图4是本发明的基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1至图4，如图1至图4所示的一种基于Android系统的智能家居控制系统，包括Android手机客户端、Mqtt代理服务器、云端服务器、家庭网关、若干个智能家居设备节点；所述Mqtt代理服务器分别连接Android手机客户端和云端服务器；所述家庭网关通过内部网或外部网连接Mqtt代理服务器；所述智能家居设备节点通过ZigBee模块通讯连接家庭网关；

云端服务器通过Mqtt协议连接Android手机客户端和家庭网关，并做数据转发和保存，Android手机客户端通过Mqtt协议和云端服务器、家庭网关进行连接，数据交互；

智能家居设备节点和家庭网关之间通过ZigBee模块通讯，Android手机客户端、云端服务器、家庭网关需要实现Mqtt消息转发和消息推送，用长连接的方式接受消息和发送消息；

智能家居设备节点通过Zigbee模块链接到家庭网关，家庭网关通过外网/内网发送给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器把请求/消息发送给云端服务器，云端服务器把数据进行处理和保存，再返回给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器最后发送给Android手机客户端。

所述基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1,在家庭环境中布置智能设备模块作为智能家居设备节点，以无线通信方式组织成网络，智能家居设备节点负责监测周围一定范围内的环境状态、收发信号并进行数据处理，以智能机顶盒作为家庭网关创建家庭网吧，提供给范围内的智能家居设备连接，所有智能设备节点都链接在家庭网关，形成智能物联网；

S2,Android手机客户端以Android APP形式，让用户操作，用户能通过手机注册登录，并绑定自己的家庭网关，每个家庭网关都有自己的唯一标示，家庭网关ID，用户注册成功后，进入扫描二维码界面，去扫描家中的家庭网关，如果提示有用户已经绑定，则说明该家庭网关之前被其他用户绑定过，用户需要退出扫描二维码界面，点击登录界面的图片，进入到解绑界面，再次扫描家庭网关ID，完成解绑，再次登录，扫描家庭网关ID，完成绑定，进入主界面后能看到网关上的所有设备；此时，手机端在登录之后已通过过Mqtt代理服务器长链接，获取到了网关上的所有设备，并保持着Mqtt代理服务器的链接，后台运行有消息接受服务，随时接受设备节点返回的数据；

S3,用户能随时在家或在外对家里的智能家居进行操作，APP端有家庭网关上的所有设备，用户能点击查看设备状态，修改设备属性，划分设备区域等，APP通过Mqtt协议，把用户的操作请求发送给Mqtt代理服务器，再由Mqtt转发给云端服务器，云端服务器保存有用户的基本信息，通过查询数据库，找到用户对应的家庭网关ID，然后在把用户操作请求发送给Mqtt代理服务器，然后由Mqtt代理服务器转发给家庭网关，再由家庭网关调用ZigBee模块的接口，完成设备状态的改变，从而完成一个操作设备的流程。

所述步骤S2还包括：

用户在注册APP账号的同时，会在后台注册一个账号，登录时也会同时登录到服务器，Android手机端能在设备管理界面点击摄像头，增加在同一网关的摄像头，增加后能在任意网络下查看摄像头内的画面，同时，还有移动侦测，有人经过摄像头，技威服务器会通过注册时的手机号推送一条报警信息给手机端，手机端和摄像头通过P2P传送视频流，随时随地都能看到摄像头画面；用户还能通过APP的设备联动界面，增加设备联动，设置设备联动名称，选择条件类设备和联动结果类设备，通过上述的Mqtt通讯机制，发送到家庭网关，家庭网关开启联动任务，等待条件类设备返回数据，然后去控制结果类设备，完成设备间的联动，让整个智能家居设备变的智能化。

所述步骤S3还包括：

通过设置手机端的家庭安防信息，能设置安防时间，在安防时间内，智能家居节点的设备有数据返回或是状态改变，都会在盒子端生成一条消息，然后通过Mqtt通讯机制，推送给手机端，这样，在上班的时间，家里的智能门磁发出状态改变的消息，用户通过摄像头，看到家中的情况，如有发生危险情况，更能直接录制成视频；

用户通过操作Android手机端的个人中心，能查看自己是否是家庭网关的主账号，如果是主账号，还能增加家庭里的其他成员，作为子账号，同样能操作家庭内的智能设备节点；用户通过Android APP端的数据图表，能查看家庭内最近时间内的温度，湿度，PM2.5变化情况，设备图标界面通过家庭网关返回的智能温湿度，PM2.5设备的数据，并对其进行保存，绘制成表格，很直观的看出家庭内温湿度，PM2.5最近时间内的变化情况，从而进行必要的措施；如调节温度，湿度，保持房间内空气流通，提高家里的空气质量，减少有毒气体对家人的危害，用数据告诉用户家庭内的环境健康状况；

APP主界面导航栏下方有实时的天气状况，检测天气温度，实时定位，家庭网关推送的温湿度，PM2.5也会显示在天气旁边，直观的告诉用户室外问题，晴朗状况，温湿度，PM2.5数值。

手机端是一整套对智能家居节点，通过Mqtt通讯机制，控制家庭网关上的家庭网关，用家庭网关再通过ZigBee模块，控制智能家居设备节点的系统。

本发明在家庭环境中布置智能设备模块作为家居设备节点以无线通信方式组织成网络，家居设备节点负责监测周围一定范围内的环境状态、收发信号并进行数据处理，比如温湿度传感，PM2.5，智能人体感应，智能门磁，智能灯泡，甲醛测试仪，声光报警，海曼传感器，智能窗帘，等一系列智能家居设备，智能摄像头等，以智能机顶盒作为家庭网关，智能云盒子创建家庭网吧，提供给范围内的智能家居设备连接，所有家庭设备节点都链接在家庭网关，形成智能物联网。

远程服务器通过Mqtt协议链接智能移动客户端和家庭网关，并做数据转发和保存，Android手机端同样通过Mqtt协议和云端服务器、家庭网关进行连接，数据交互。

其特色功能有设备状态改变，设备区域划分，设备联动，家庭布放，视频监控，消息提示等等。智能设备通过Zigbee模块链接到网关，网关通过外网/内网发送给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器把请求/消息发送给云端服务器，服务器把数据进行处理和保存，再返回给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器最后发送给Android客户端。

本发明利用Android手机端间接控制智能家居设备节点，简单，方便，快捷，适合人群广泛，不管是在家还是在外，都能控制家里的设备，通过摄像头查看家里的环境，对于未来的智能家居市场，有很大潜力。合理利用ZigBee模块和Mqtt模块，做好设备和网关，网关把继承了ZigBee模块的智能家居节点绑定在同一个网关上，进行增删改查，联动，布防，android客户端在远程通过Mqtt去操作智能家居设备节点，查看远程视频，设置布防，设置联动，操控网关，从而形成了一套完整的控制系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于Android系统的智能家居控制系统，其特征在于，包括Android手机客户端、Mqtt代理服务器、云端服务器、家庭网关、若干个智能家居设备节点；所述Mqtt代理服务器分别连接Android手机客户端和云端服务器；所述家庭网关通过内部网或外部网连接Mqtt代理服务器；所述智能家居设备节点通过ZigBee模块通讯连接家庭网关；

云端服务器通过Mqtt协议连接Android手机客户端和家庭网关，并做数据转发和保存，Android手机客户端通过Mqtt协议和云端服务器、家庭网关进行连接，数据交互；

智能家居设备节点和家庭网关之间通过ZigBee模块通讯，Android手机客户端、云端服务器、家庭网关需要实现Mqtt消息转发和消息推送，用长连接的方式接受消息和发送消息；

智能家居设备节点通过Zigbee模块链接到家庭网关，家庭网关通过外网/内网发送给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器把请求/消息发送给云端服务器，云端服务器把数据进行处理和保存，再返回给Mqtt代理服务器，Mqtt代理服务器最后发送给Android手机客户端。

2.根据权利要求1所述的基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,在家庭环境中布置智能设备模块作为智能家居设备节点，以无线通信方式组织成网络，智能家居设备节点负责监测周围一定范围内的环境状态、收发信号并进行数据处理，以智能机顶盒作为家庭网关创建家庭网吧，提供给范围内的智能家居设备连接，所有智能设备节点都链接在家庭网关，形成智能物联网；

S2,Android手机客户端以Android APP形式，让用户操作，用户能通过手机注册登录，并绑定自己的家庭网关，每个家庭网关都有自己的唯一标示，家庭网关ID，用户注册成功后，进入扫描二维码界面，去扫描家中的家庭网关，如果提示有用户已经绑定，则说明该家庭网关之前被其他用户绑定过，用户需要退出扫描二维码界面，点击登录界面的图片，进入到解绑界面，再次扫描家庭网关ID，完成解绑，再次登录，扫描家庭网关ID，完成绑定，进入主界面后能看到网关上的所有设备；此时，手机端在登录之后已通过过Mqtt代理服务器长链接，获取到了网关上的所有设备，并保持着Mqtt代理服务器的链接，后台运行有消息接受服务，随时接受设备节点返回的数据；

S3,用户能随时在家或在外对家里的智能家居进行操作，APP端有家庭网关上的所有设备，用户能点击查看设备状态，修改设备属性，划分设备区域等，APP通过Mqtt协议，把用户的操作请求发送给Mqtt代理服务器，再由Mqtt转发给云端服务器，云端服务器保存有用户的基本信息，通过查询数据库，找到用户对应的家庭网关ID，然后在把用户操作请求发送给Mqtt代理服务器，然后由Mqtt代理服务器转发给家庭网关，再由家庭网关调用ZigBee模块的接口，完成设备状态的改变，从而完成一个操作设备的流程。

3.根据权利要求2所述的基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

用户在注册APP账号的同时，会在后台注册一个账号，登录时也会同时登录到服务器，Android手机端能在设备管理界面点击摄像头，增加在同一网关的摄像头，增加后能在任意网络下查看摄像头内的画面，同时，还有移动侦测，有人经过摄像头，技威服务器会通过注册时的手机号推送一条报警信息给手机端，手机端和摄像头通过P2P传送视频流，随时随地都能看到摄像头画面；用户还能通过APP的设备联动界面，增加设备联动，设置设备联动名称，选择条件类设备和联动结果类设备，通过上述的Mqtt通讯机制，发送到家庭网关，家庭网关开启联动任务，等待条件类设备返回数据，然后去控制结果类设备，完成设备间的联动，让整个智能家居设备变的智能化。

4.根据权利要求2所述的基于Android系统的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

通过设置手机端的家庭安防信息，能设置安防时间，在安防时间内，智能家居节点的设备有数据返回或是状态改变，都会在盒子端生成一条消息，然后通过Mqtt通讯机制，推送给手机端，这样，在上班的时间，家里的智能门磁发出状态改变的消息，用户通过摄像头，看到家中的情况，如有发生危险情况，更能直接录制成视频；

用户通过操作Android手机端的个人中心，能查看自己是否是家庭网关的主账号，如果是主账号，还能增加家庭里的其他成员，作为子账号，同样能操作家庭内的智能设备节点；用户通过Android APP端的数据图表，能查看家庭内最近时间内的温度，湿度，PM2.5变化情况，设备图标界面通过家庭网关返回的智能温湿度，PM2.5设备的数据，并对其进行保存，绘制成表格，很直观的看出家庭内温湿度，PM2.5最近时间内的变化情况，从而进行必要的措施；APP主界面导航栏下方有实时的天气状况，检测天气温度，实时定位，家庭网关推送的温湿度，PM2.5也会显示在天气旁边，直观的告诉用户室外问题，晴朗状况，温湿度，PM2.5数值。