2024年8月9日发(作者：武汉装修公司排名前十强排行榜)
信息技术与信息化
基于Ａｎｄｒｏｉｄ的智能家居环境监测系统ＡＰＰ设计与实现
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ０ ＡＰＰ如ｒ Ｓｍａｒｔ Ｈｏｍｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｎｄｒｏｉｄ
张晓诺
ｚＨ ＮＧ Ｘｉｎ０一ｎｕｏ
本文主要论述了家居空气环境检测系统的设计与实现，主要在Ａｎｄｒｏｉｄ平台下利用物联网技术，达
到改善家居空气环境的目的，也为用户提供了大量的健康知识和便捷的产品支持服务，利用大数
据为用户提供健康解决方案等具有特色的智能家居环境监测系统ＡＰＰ软件产品。
Ａｎｄｒｏｉｄ物联网 家居环境监测 大数据
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｍｅ ａｉｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，
ｏｎ ｔｈｅ Ａｎｄｒｏｉｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ，ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｈｏｍｅ
ａｉｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｕｓｅｒｓ ｗｉｔｈ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｈｅａｌｔｈ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔ
ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｈｏｍｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ＡＰＰ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｅａｌｔｈ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｓｅｒ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆｕｓｉｎｇ ｌａｒｇｅ ｄａｔａ．．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ａｎｄｒｏｉｄ Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ Ｈｏｍｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｌａｒｇｅ Ｄａｔａ
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２．９５２８．２０Ｉ５．１．８５
随着社会经济水平的提高和发展，人们的生活质量也
作界面操作智能数据网关，用来调节监测系统的运行和状
随着有的变化，尤其对日常生活环境和健康越来越关注。
态；智能数据网关负责通过各种传输协议转换控制指令、
但是人类的发展也带来了各方面的污染，家庭的生活环境
收集数据采集端的数据，并将数据保存在服务器端；服务
也随着空气质量的变化、装修而不断的恶化，为了提高家
器端负责保存智能数据网关传输过来的数据，并提供给
居生活环境的空气质量和及时掌握空气质量的变化，笔者 Ａｎｄｒｏｉｄ手机端；数据采集控制端负责采集各种传感器产
研究了智能家居环境监测系统，提出了基于Ａｎｄｒｏｉｄ的智
生的数据，并传输给智能数据网关；空气净化器负责接收
能家居环境监测系统ＡＰＰ，让用户及时了解家居环境的空
智能数据网关发来的控制指令，开展空气净化工作。
气质量并改善家居环境空气质量。
１ 系统设计
１．１系统架构设计
根据系统需求，我们设计了智能家居环境监测系统架
构如图１所示，系统采用Ｃ／Ｓ结构，本文未涉及网络方面
的配置工作，Ａｎｄｒｏｉｄ手机端、智能数据网关端、服务器
图１ 智能家居环境监测系统架构图
端、数据采集端和空气净化器。Ａｎｄｒｏｉｄ手机端负责接受
服务器端传过来的数据、呈现系统实时数据、通过用户操
１．２系统功能设计
根据系统架构图，将Ａｎｄｒｏｉｄ手机端的ＡＰＰ软件功能
日照职业技术学院电子信息工程学院山东日照
分为四部分，用户管理模块，系统数据呈现模块，系统控
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制模块，特色服务模块。系统功能流程如图２所示：
信息技术与信息亿
系统运行ｒ—＋Ｉ用户登录ｒ＿—］
———・—————— ——一ｌ系统退出Ｌ————————————１．———－一 ● １程序主界面
空气净化器Ｉ ｌ数据呈现 Ｉ Ｉ特色服务Ｉ ｌ用户管理
图２智能家居环境监测系统功能流程图
用户管理模块包括用户注册，用户登录，用户个人信
息管理功能。
系统数据呈现模块包括系统运行状态图，系统数据分
项显示图等，数据用图形化呈现家居环境监测到的实时数
据。
系统控制模块主要实现利用Ａｎｄｒｏｉｄ程序控制空气净
化器，使家庭环境空气质量达到预期的目标，给用户带来
健康。
特色服务模块是系统的扩展功能模块，也是整个家居
环境监测系统中最具有人性化的功能模块。主要提供家居
环境知识、健康咨询服务、出行提示、呼吸方面的疾病预
防知识、产品售后服务（产品的维护、产品在线咨询、预
约上门）和云数据（用户可以选择是否将用户家庭的数据
指标存储在云端，通过大数据分析给用户在健康方面发布
温馨提示）。
２系统实现
２．１系统ＵＩ实现
开发Ａｎｄｒｏｉｄ系统软件，ｕＩ设计是重要的一部分。良
好的用户体验可以提升产品的销量和好评，同时可以方便
用户获取所需要的数据。系统实现的主界面如图３所示：
图３智能家居环境监测系统主界面
图４是智能家居环境监测系统分项监测指标数据呈现
效果图，其他分项指标呈现图不再一一列举。
图４智能家居环境监测系统ＰＭ２．５数据呈现图
２．２系统功能实现
２．２．１ Ａｎｄｒｏｉｄ程序获取网络资源的方法
Ａｎｄｒｏｉｄ程序可以使用ＸＭＬ Ｗｅｂ服务，ＪＳＯＮ Ｗｅｂ服
务和套接字获取网络资源，ＸＭＬ获取资源的代价非常昂
贵，ＪＳＯＮ是一种轻量级的数据交换格式，套接字可以维
护服务器与客户端的持久连接。
根据系统的特点和要求，选择了使用ＪＳＯＮ服务完成
Ａｎｄｒｏｉｄ程序的网络资源访问。设计格式如下表所示：
ｆ’Ｕ ｓ ｅ ｒｎ ａｉｎ ｅ’：’ｚ ｘｎ’，’Ｐ ａ ｓ ｓｗ ｏ ｒｄ’：’ｚ Ｘ ｎ。，’ｅｉｎ ａ
ｉｌ’：’１３８６９３９８＠１６３．ｃｏｎ’ｌ
２．２．２用户登录管理实现
用户登录主要认证用户的账号和密码是否正确，防止
非经过认证的用户随意启动系统或者更改用户设置、获取
用户隐私信息等非法操作。用户登录验证流程图如图５所
刁 ：
图５用户登录验证流程图
信息技术与信息化
根据用户输入的用户名和密码，生成如下ＪＳＯＮ格式
的数据，进行用户登录数据的传输和认证。用户登录的
［２】李光革，苗建松．基于Ａｎｄｒｏｉｄ的物联网环境监控应
用设计与实现ｔＪ］．软件，２０１３（９）：３２—３５．
【３１应山．基于Ａｎｄｒｏｉｄ系统的便携式智能家居控制终端 ＪＳＯＮ格式数据如下：
｛’ｕｓｅｒｎａｍｅ‘： ｚｘｎ’，’ｐａｓｓｗｏｒｄ’： ｚｘｎ ｝
技术研究［Ｄ］．深圳：哈尔滨工业大学深圳研究生院，２０１２．
【４ 刘志杰．物联网技术的研究综述Ｕ】．软件，４１２０１３，３４（５）：
１６４－１６５．
如果用户名和密码匹配，则验证成功转向系统主界面；
不成功则转向登录界面进行重新登录认证。系统根据验证
情况返回状态码和随机码，进行用户识别。
如果用户选择了由系统记住密码，登录成功后系统使
［５】刘万辉，杨晔．基于Ａｎｄｒｏｉｄ系统的温室智能监控系
统的设计开发 ．软件，２０１３，３４（５）：１—３．
【６］Ｐｅｎｇ Ｘｉｎ，Ｔａｎ Ｚｈａｎｇ，Ｈｕａｎｇ Ｗｅｎｊｕｎ，ｅｔａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｂｉｌｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡｎｄｒｏｉｄＵ］．
新型工业化。２０１２，２（５）：３２—３８．
用Ａｎｄｒｏｉｄ提供的ＳｈａｒｅｄＰｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ将用户名和密码保存
下来，方便用户以后使用系统。
２．２．３系统控制模块的实现
本系统主要控制的空气净化器的开关和运行，通过
【７】彭鑫，谭彰，黄文君，等．基于Ａｎｄｒｏｉｄ的工业控制监
控软件设计Ｕ】．新型工业化，２０１２，２（５）：３２—３８．
ＪＳＯＮ格式的数据，实现远程打开或者关闭空气净化器，
达到居家空气清新、安全的环境。ＪＳＯＮ格式的数据如下：
空气净化器的状态：｛”ａｉｒＦｒｅｓｈｅｎｅｒ”：０）。０：代表关闭；
１：代表开启。
【作者简介】张晓诺（１９７５一），男，硕士，讲师。
研究方向：信息化建设。
（收稿日期：２０１４—１２—１７）
控制开启成功：｛ ｒｅｓｕｌｔ。： ｏｋ‘｝；控制开启失败：ｆ
’ｒｅｓｕｌｔ’：’ｆａｉｌｅｄ’｝
智能网关根据发送的数据，进行判断是否开启空气净
化器，并启动或者关闭空气净化器，反馈状态给用户。
２．２．４访问网络资源
Ａｎｄｒｏｉｄ程序如果需要访问网络资源，需要完成授权
才能进行网络的访问。授权在ＡｎｄｒｏｉｄＭａｎｉｆｅｓｔ．ｘｍｌ文件中
添加一条语句：
＜ｕｓｅｓ—ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄｒｏｉｄ：ｎａｍｅ＝”ａｎｄｒｏｉｄ．ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ．
ＩＮＴＥＲＮＥＴ”＞
３结语
本系统充分考虑用户的体验和使用环境，解决了目前
空气污染严重的情况下实现家居环境空气质量改善的状
况。本系统将Ａｎｄｒｏｉｄ技术融入到系统应用中，带给用户
及时、方便的体验，同时用户操作界面友好，功能实用，
达到了商业化的能力。程序在设计具有很强的通用性和特
色服务，提供给用户大量的体验信息和健康知识。
参考文献：
［１】Ｗｅｉ—Ｍｅｎｇ Ｌｅｅ．Ａｎｄｒｏｉｄ４编程入门经典［Ｍ】＿北京：清
华大学出版社，２０１２．
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系统,用户,数据
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