在網絡技術和通信技術的不斷發展背景下，先進的移動通信設備掌控家居生活已經成為了人們研究的重點。由于平板自身具有顯示屏幕大等優點，用平板掌控家居，操作起來更加方便，也很適合老年人使用。而本文開發的平板App程序和對應的硬件電路更是為智能家居提供了幫助，實現了通過WiFi和ZigBee技術來控制家中電燈、空調與門鎖等設備的目標，讓家居生活充滿智能化。

　　關鍵詞：App,WiFi平板,紅外,智能家居

　　隨著互聯網技術和3G、4G通信技術的不斷發展，WiFi已成為目前最普遍的無線通信方式之一。如今90%以上的家庭都擁有WiFi，主要用于手機上網。利用WiFi通信，無需布線，因此，利用WiFi進行智能家居的自動化控制成為目前工程師們研究的熱點。由于老年人反應遲鈍，視力欠佳，操作手機時，經常會因看不清或抖動出現按錯鍵的情況，更有甚者可能無法操作手機，而平板具有比手機更大的屏幕，因此，本文開發了一個基于平板和WiFi技術的智能家居監控系統，通過在平板電腦上“指指戳戳”實現開燈、開門和開關空調。

　　1 系統結構與功能

　　1.1 總體設計

　　系統的總體硬件結構如圖1所示。

　　1.2 系統的工作原理

　　平板通過ESP8266 WiFi模塊與基于CC2530的協調器相連。WiFi選擇AP模式，默認的IP地址為：192.168.4.1;通過AT指令可以查看或修改WiFi模塊的IP地址(具體方法見ESP8266中AT指令手冊)。為了控制空調、電燈和門鎖等設備，采用積木式結構，每個設備對應一個終端節點，終端節點與CC2530協調器之間通過ZigBee協議進行組網通信。不同的終端節點具有不同的硬件電路和控制功能，由此最終實現通過平板對家中設備如電燈、空調以及門鎖的控制。

　　2 系統硬件設計

　　系統硬件主要由基于CC2530的協調器和基于CC2530的終端節點組成，其工作原理如圖2所示。

　　CC2530是由美國TI公司設計的SoC芯片，它采用8051內核，含有可編程閃存、8 KB RAM、UART和SPI接口等，最重要的是具有采用ZigBee協議進行數據無線發射和接收的功能，適用于智能家居、工業控制等特定場合，能夠省去連線的麻煩，被廣泛應用于物聯網技術領域[1]。本項目中用CC2530分別設計了協調器和終端節點，兩者之間通過ZigBee進行無線通信。協調器作為平板和終端節點之間的橋梁，用以轉發各種命令和數據;終端節點用于數據采集或執行平板發送的命令，實現室內溫度數據采集、控制電燈開關、開啟門鎖和空調等。對于不同的終端節點，僅焊接相關的電子元件即可。

　　2.1 WiFi模塊

　　WiFi模塊的主芯片為高性能無線 SOC esp8266-01，在較小尺寸封裝集成了業界領先的 Tensilica L106 超低功耗 32 位 MCU以及WiFi MAC/ BB/RF/PA/LNA等，支持 16 位精簡模式和RTOS，支持標準的 IEEE 802.11 b/g/n 協議和完整的 TCP/IP 協議棧。WiFi模塊的工作電路如圖3所示。

　　2.2 空調控制電路設計

　　為了控制空調，用CC2530的P2.0通過電阻外接三極管9013的基極，9013的集電極接紅外發光二極管。通過CC2530的P2.0引腳輸出脈沖可以開啟和關閉空調。

　　2.3 電燈和開鎖電路設計

　　用CC2530的P1.3和 P1.5 輸出兩路控制信號，經三極管驅動后接繼電器，由繼電器控制燈泡的220 V電源和12 V開鎖電源，最終實現開關燈泡和門鎖。

　　2.4 室內溫度采集電路設計

　　DS18B20是美國DALLAS半導體公司設計的數字溫度傳感器[2]，它可直接將溫度轉換成數字溫度值，溫度測量范圍為 -55 ～ 125℃;采用1-Wire 接口。可以編程設置上限和下限報警溫度和溫度轉換分辨，使用方便。在本系統中，CC2530的P1.1 接DS18B20的數據線，可實現室內溫度的采集。

　　3 系統軟件設計

　　線性布局(Linear Layout)是一種比較靈活的布局方式，具有操作簡單、修改方便以及界面友好等特點[3]。因此，該平板APP的設計采用線性布局的方法實現。首先，將頁面母板分成若干部分，母板Linear Layout使用Android：orientation="vertical"將各個部分垂直分布;然后，每個部分中的對象通過Android：orientation="horizontal"實現橫向分布。且采用了TextView，Editext，ToggleButton ， Button，ImageView等控件。通過對每一個Button設置setOnCheckedChangeListener()語句實現對該控件的監聽。當Button被按下時，會觸發一個事件。平板App軟件大致分為3個模塊，分別是連接模塊、控制模塊和接收模塊。App運行界面如圖4所示。

　　3.1 IP連接模塊設計

　　App默認端口號為8080，默認IP地址為：192.168.1.1，如果需要也可以在IP地址欄輸入新的IP。點擊連接，會觸發Socket事件，進行Socket通信。連接成功后，App與硬件的通信都通過Socket進行，進而控制硬件操作。具體開啟線程代碼如下：

　　toggleButton2.setOnCheckedChangeListener(new

　　CompoundButton.OnCheckedChangeListener() {

　　public void onCheckedChanged(CompoundButton buttonView， boolean isChecked) {

　　toggleButton2.setChecked(isChecked);

　　if(isChecked == true)

　　{

　　socket = null;

　　ReceiveMessageThread r1 = new ReceiveMessageThread();// 開啟客戶端線程

　　r1.start();

　　//延時讓子線程執行完畢后再執行下方程序

　　for(int i=1;i<10000;i++)

　　for(int j=1;j<10000;j++);

　　if(socket != null)

　　Toast.makeText(MainActivity.this，"正確連入"， Toast.LENGTH_SHORT).show();

　　else {

　　Toast.makeText(MainActivity.this， "失敗連入"， Toast.LENGTH_SHORT).show();

　　}

　　}else{

　　socket = null;

　　Toast.makeText(MainActivity.this，"斷開連接"， Toast.LENGTH_SHORT).show();

　　}}})

　　3.2 控制模塊

　　控制模塊包括電燈控制，門鎖控制，空調控制等。燈與門鎖通過繼電器控制，空調則用紅外控制。軟件通過Socket中的BufferedWriter將攜帶的所有控制信息發送給硬件。實現代碼如下：

　　BufferedWriter writer = new BufferedWriter (new

　　InputStreamWriter(socket.getOutputStream()))

　　開關控制代碼如下：

　　switch1.setOnCheckedChangeListener(new

　　CompoundButton.OnCheckedChangeListener() {

　　public void onCheckedChanged(CompoundButton

　　buttonView， boolean isChecked) {

　　Toast.makeText(LampActivity.this， "LED1"+isChecked，

　　Toast.LENGTH_SHORT).show();

　　if(isChecked == true)

　　{

　　String up1 = "@LED1UP";

　　try {

　　writer2.write(up1);

　　writer2.newLine();

　　writer2.flush();

　　} catch (IOException e) {

　　e.printStackTrace();

　　}catch(Exception e){

　　System.out.println(e.toString());

　　}}else{

　　String down1 = "@LED1DOWN";

　　try {

　　writer2.write(down1);

　　writer2.newLine();

　　writer2.flush();

　　} catch (IOException e) {

　　e.printStackTrace();

　　}catch(Exception e){

　　System.out.println(e.toString());

　　}}}})

　　3.3 溫度采集顯示模塊

　　連接后，溫度采集終端節點每秒采集一次溫度，通過Socket緩沖區BufferedReader將溫度實時上傳到平板。具體代碼如下：

　　線程：class ReceiveMessageThread extends Thread {

　　public void run() {

　　try {

　　s1 = ed1.getText().toString().trim();

　　//s1是文本框填寫的IP地址

　　socket = new Socket(s1，8080);

　　reader = new BufferedReader(new

　　InputStreamReader(socket.getInputStream()));

　　while((valueString1=reader.readLine()) != null){

　　Message message1 = new Message();

　　message1.what = UPDATE_RECEIVEMSG;

　　handler.sendMessage(message1); }

　　} catch (IOException e) {

　　e.printStackTrace();

　　}}}

　　在onResume()中運行以下代碼：

　　Handler handler = new Handler(){

　　public void handleMessage(Message msg) {

　　switch(msg.what) {

　　case UPDATE_RECEIVEMSG：

　　ed2.setText(valueString1.toString());

　　valueString1 = null;

　　break;

　　default：

　　break;

　　}}}

　　4 結 語

　　本文研究了基于平板的家居智能控制技術，通過WiFi和ZigBee無線方式傳送命令和數據，省去了布線的麻煩。一方面，通過平板可以開門，由于電插鎖安裝在室內，使得想通過開鎖行竊的盜賊望而卻步，起到了防盜的作用。另一方面，特別是夏天，用戶無需打開蚊帳，躺在床上即可用平板開關電燈和空調，避免蚊子鉆入蚊帳中，使生活變得非常方便。本文設計的系統經過實際使用，取得了良好的效果，所研究的技術具有非常重要的意義和廣闊的應用前景。

　　參考文獻

　　[1]董澤龍，毋茂盛. SPI/UART與ZigBee協議轉換模塊設計[J].物聯網技術，2015，5(12)：32-34.

　　[2]毋茂盛.單片機原理與開發[M].北京：高等教育出版社，2015.

　　[3]郭霖.Android第一行代碼[M].北京：中國工信出版集團， 2016.

　　[4]王健權，王蒙.基于WiFi的智能家居的設計與實現[J].科技風，2016(2)：61-62.

　　[5]何文樂.基于物聯網和wifi的智能家居移動控制系統[J].信息通信，2016(2)：90-91.

　　[6]朱祥賢.基于Android和ZigBee的智能家居系統設計[J].數字技術與應用，2014(9)：131-133.

　　[7]薛誓穎，李捍東.基于ZigBee技術智能家居安防監控系統[J].物聯網技術，2017，7(7)：68-70.

　　[8]魯玉軍，劉振.ZigBee技術在智能家居系統中的應用[J].物聯網技術，2017，7(4)：40

　　推薦期刊：智能計算機與應用期刊是省級期刊嗎

　　評職人員寫好論文后事要發表的，這時就需要選擇期刊，然而作者在選擇期刊時分不清期刊的真假或者期刊的級別。目前一些期刊，尤其是學術期刊為了迎合發表論文需要，會擅自更改期刊級別說明，為了避免上當，作者在發表職稱論文的時候多關注期刊相關信息。那么智能計算機與應用是省級期刊嗎?怎么判定呢?