智能家居控制APP的開發

占華林，薛志強，阮修湘

（江西科技師范大學，江西南昌，330013）

智能家居控制APP的開發

占華林，薛志強，阮修湘

（江西科技師范大學，江西南昌，330013）

隨著現代科技和信息化的發展，高科技不斷融入百姓生活，智能家居控制APP也得益于移動設備的不斷強化發展，而越來越普及。本文基于嵌入式平臺STM32和Android操作系統進行ESP8266無線方式的智能家居控制APP的開發，集成了嵌入式技術、物聯網技術、程序設計等信息化技術，為居家用戶帶來安保無憂、快速便捷、暢爽舒適的生活環境。

嵌入式；Android；ESP8266；智能家居；APP開發

0 引言

隨著4G和移動互聯設備的高速發展，高科技不斷融入百姓生活，我們在隨時隨地都在使用移動互聯設備與人通信、與人溝通、與人交流，為我們的工作生活提供極大的便利，效率得到明顯提高。智能家居控制APP開發受益于移動設備的高速發展而得到廣泛推廣與應用，在家中隨時使用便于隨身攜帶的移動設備去操作控制家庭用具。

本設計將是收集以往依靠眾多遙控器控制的作用于一部人人都會有的移動設備上，并且在其移動設備上開發出APP軟件實現控制。為了證實研究，本設計使用控制電燈開關與亮度來說明控制功能的實現。

1 系統設計

在確定了開發體系的需求之后，對系統整體方案進行充分研究論證，決定采用STM32單片機構成的最小系統和串口wifi模塊ESP8266等構成的系統組成，在智能手機上開發智能家居控制APP。其方案圖如圖1所示。

圖1 系統方案圖

2 硬件電路設計

2.1 STM32單片機最小系統

STM32系列單片機是一款低成本、低功耗、高性能、高效率嵌入式處理器，內含ARM Cortex-M3內核，有增強型103類、基本型101類、105類、以及互聯型107類。本設計使用STM32F103“增強型”，其最小系統原理圖如圖2所示。其時鐘頻率最大能到72MHz、內含32K到128K的FLASH且有自執行程序的功能、功耗僅為36mA、成本低于16位但性能高于16位的處理器，在目前已研發的32位處理器是功耗最小的。

2.2 串口WiFi模塊ESP8266

本設計使用移動終端無線方式控制智能家居，所以采用新一代嵌入式WiFi模塊ESP8266，具有體積更小功耗更低的優點。內置UART接口，方便與STM32處理器相連，內置串口wifi模塊且遵循TCP/IP協議棧和IEEE802.11協議棧，方便與WIFI、Ethernet設備進行通信，實現本設計的目的：串口設備能夠更便捷地使用串口WiFi模塊連接WIFI，在不變動任何配置的時候，傳統串口設備仍能經因特網傳輸數據。即實現了STM32處理器與移動終端無線互聯互通。

3 軟件程序設計

本設計涉及的主要內容APP開發，現在主流開發模式是基于移動平臺Android操作系統上采用Java語言編寫軟件程序，該方案設計簡潔、界面友好、使用方面。移動平臺可以選用Android智能手機或平板。

圖2 STM32F103增強型最小系統

3.1 Android操作系統簡述

Android是以C語言編寫的Linux操作系統與C++語言為基礎的Java語言開發界面的免費開源系統，在移動終端設備中廣泛使用，尤其是智能手機，由谷歌和OHA（Open Handset Alliance,簡稱:OHA）開發。Android操作系統由三部分構成，最底層Linux內核、中間層Library庫與Virtual Machine、最頂層APP應用軟件。最底層Linux內核采用C語言編寫，實現系統軟件的功能（主要管理STM32的硬件資源）；中間層Library庫與Virtual Machine采用C或C++語言編寫，為上層應用軟件提供庫的支持；最頂層APP應用軟件采用Java語言編寫，根據行業應用，各機構自主研發各類型的APP軟件，涵蓋通話、短信、畫圖、辦公等常用APP軟件。

3.2 移動設備終端設計流程

本設計以控制燈泡的開關和亮度調節為例，對移動設備端運行流程設計作出說明。其流程：首先在移動設備上打開實現智能家居控制APP，立即出現初始化界面，STM32系統完成初始化功能之后執行下一項指令；監聽連接按鈕是否按下進行ESP8266連接，如果連接失敗返回上一級監聽連接按鈕是否按下循環。

4 系統實現與結論

由于物聯網技術不斷發展和運用，智能家居也越來越走尋常百姓家。本設計基于Android 操作系統開發出智能家居控制APP并通過STM32單片機實現對智能家居的無線控制，以控制燈泡為例制作出實物，如圖8所示，實現了預訂的功能。后續工作，可以在智能家居的使用范圍進行功能的拓展。

[1]高小平.中國智能家居的現狀及發展趨勢[J].低壓電器,2005,(4):18-21.

[2]李曉珊.蘋果 IOS、谷歌 Android、微軟 Windows phone 三大移動互聯網系統開發策略比較研究[J].中國廣播,2013,(5):34-39.

[3]楊蕙馨.網絡效應鋇視角下技術標準的競爭性擴散——來自iOS與Android之爭的實證研究[J].中國工業經濟,2014.

Smart home control APP development

Zhan Hualin, Xue Zhiqiang,Ruan Xiuxiang
（Jiangxi Science and Technology Normal University,Nanchang Jiangxi,330013）

With the development of modern technology and information,high-tech blends into ordinary people’s life constantly.The smarthome control application become increasingly popular that benifit from mobile devices which get a continuous reinforcement.The article is about developing smarthome control which combines the wireless way ESP8266 ,by means of embedded platform STM32 and Android operating system.Beyond that,the app integrates Embedded technology, Internet of things technology, programming and other information for the users,it can provide a safe,quick and convenient environment as well as comfortable.

embedded;Android;ESP8266;Smart home;APP development