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基于Android平臺的電熱水器遠程控制系統(tǒng)

作者: 時間:2016-09-12 來源:網(wǎng)絡 收藏

0 引言

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201609/304012.htm

近幾年來,人們的生活品質不斷提高,傳統(tǒng)家電都在向安全、節(jié)能、多功能、智能化方向發(fā)展,的功能也在隨之完善。傳統(tǒng)儲水式儲水量大,加熱時間一般都比較長,長期供熱必然造成電能的浪費。為了節(jié)約用電,很多人對進行了改進,文獻采用數(shù)字技術,在電熱水器中加入單片機定時裝置,配以外圍驅動電路和繼電器,控制電熱水器電源通斷的時間。這種裝置雖然達到了節(jié)能的目的,但使用起來仍不方便,用戶外出時長未知或臨時改變時無法更改加熱時間。為此,文獻在電熱水器中加入短信收發(fā)模塊,利用手機短信向電熱水器的MCU控制器發(fā)送指令,實現(xiàn)遠程遙控,此方法雖解決了靈活性問題,但帶來額外的短信費用,不便于長期使用,且無法隨時遠距離獲取水溫信息,因而未得到廣泛應用。

本文為滿足電熱水器控制的靈活性和水溫信息獲取方便性的要求,著眼于已經(jīng)相當普及的Android手機,把智能手機作為移動網(wǎng)絡終端,將其應用于傳統(tǒng)電熱水器,利用嵌入式開發(fā)技術和GPRS遠程通信技術,設計了一套電熱水器系統(tǒng),本系統(tǒng)具有安裝方便、價格低廉、使用靈活、界面友好、實時監(jiān)控等優(yōu)點,且由于使用了開放的,使得此系統(tǒng)的功能擴展和產品升級十分方便。

1 系統(tǒng)總體方案

電熱水器系統(tǒng)采用已經(jīng)十分成熟的客戶/服務器模式,總體方案如圖1所示,系統(tǒng)從結構上分為三個部分:客戶端、服務器和控制器。

基于Android平臺的電熱水器遠程控制系統(tǒng)

客戶端部署在Android手機上,接收來自用戶的各種控制命令,對獲取的指令加工處理后通過手機自帶的3G網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器,并實時反饋命令執(zhí)行情況,獲取并顯示水溫信息和電熱水器開關狀態(tài);服務器由GPRS模塊及其控制器構成,利用大覆蓋、高可靠性、低成本的移動互聯(lián)網(wǎng)絡,實現(xiàn)與客戶端握手和數(shù)據(jù)互傳;控制器與服務器端共用一個MCU,將接收到的用戶指令解碼后轉變?yōu)殚_關控制命令,并利用高精度溫度傳感器提取實時水溫數(shù)值,再通過服務器下載到用戶手機,通過直觀、友好的人機界面顯示給用戶,并等待用戶的下一步指令,從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時監(jiān)控。

2 下的客戶端設計與實現(xiàn)

2.1 功能設計與操作流程

客戶端在Android手機上實現(xiàn),利用Java語言開發(fā)。這樣做的優(yōu)點是:界面友好、使用方便;開發(fā)成本低、不需增加硬件;支持覆蓋廣、不受地域限制;保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。為實現(xiàn)對電熱水器的,客戶端應具有以下功能:1)登錄服務器。獲取服務器IP地址,采用Socket方式,建立與服務器的連接。2)獲取用戶開關指令并上傳。通過手機觸摸屏,獲取用戶開關指令,編碼成字符串后上傳給服務器。3)實時提取并顯示水溫。向服務器發(fā)送請求,等待服務器向手機發(fā)送當前水溫數(shù)值字符串,獲取后解碼并在手機屏幕上顯示??蛻舳瞬僮髁鞒倘鐖D2所示。

基于Android平臺的電熱水器遠程控制系統(tǒng)

客戶端首先按照保存的IP地址連接服務器,如連接不成功,說明服務器動態(tài)IP己更改,則向服務器發(fā)送請求連接短信,等待服務器收到后將新IP地址通過字符串形式回發(fā)給客戶端,后者再次連接,實現(xiàn)Socket連接的建立;用戶的開關指令編碼后由客戶端手機通過GPRS發(fā)送字符到服務器接收,“0”表示關閉熱水器,“1”表示加熱;指令發(fā)送后等待服務器回發(fā)的水溫值字符串,解碼后在手機屏幕上顯示;用戶可以通過手機設定水溫,服務器回發(fā)的水溫若達到設定值則停止加熱并發(fā)出聲音通知用戶。

2.2 Android Studio開發(fā)平臺搭建

本系統(tǒng)的客戶端的編程采用Android Studio IDE開發(fā)環(huán)境,它是Google于2013年發(fā)布的,與以往的Eclipse+ADT開發(fā)環(huán)境相比,Android Studio提供了集成的Android開發(fā)工具用于開發(fā)和調試,安裝時不需手動配置。該開發(fā)環(huán)境對UI界面設計和編寫代碼有更好地支持,具備功能強大的布局編輯器,支持拖拉UI控件并進行效果預覽,并可以方便地調整設備上的多種分辨率。

該開發(fā)平臺的搭建步驟十分簡單:1)下載并安裝JDK,建立Java開發(fā)環(huán)境;2)設置環(huán)境變量:JAVA HOME、CLASSPATH和PATH,指定到JDK安裝路徑;3)從Google官方網(wǎng)站或第三方網(wǎng)站下載并安裝android-studio-bundle-.exe文件,選擇默認選項,安裝程序會自動配置Android開發(fā)平臺。安裝完畢后,Android程序開發(fā)平臺即搭建成功。

2.3 軟件主要模塊及關鍵代碼

(1)界面布局。根據(jù)客戶端功能設計,客戶端UI包括TextView、Button、Switch等控件,布局代碼存放在Layout.XML文件中,采用相對布局方式RelativeLayout,該方式是Android中最常用的布局方式之一,在Android Studio中利用鼠標拖動即可實現(xiàn),不需編寫代碼。本程序所用控件及其功能如表1所示。

基于Android平臺的電熱水器遠程控制系統(tǒng)

(2)Switch監(jiān)聽器。利用可視化控件Switch來表示接受用戶指令并顯示電熱水器的開關狀態(tài),設置Switch監(jiān)聽器代碼如下:

mySwitch.setOnCheckedChangeListener(newOnCheckedChangeListener()。

其中mySwitch為新建的Switch類對象。其監(jiān)聽器實例化方法為:

基于Android平臺的電熱水器遠程控制系統(tǒng)

(3)Socket方式連接服務器。Socket通信則是在雙方建立起連接后就可以直接進行數(shù)據(jù)的傳輸,在連接時可實現(xiàn)信息的主動推送,而不需要每次由客戶端想服務器發(fā)送請求。本程序連接服務器通過響應Button監(jiān)聽器實現(xiàn)。調用OnclickListener()中的onClick()為登陸B(tài)utton控件設置按鍵監(jiān)聽器,在監(jiān)聽器中建立Intent對象,通過調用startActivity(intent)打開與相應功能菜單相對應的Activity實現(xiàn)界面的跳轉。若鏈接超時,則回出現(xiàn)網(wǎng)絡鏈接超時的提示,后臺發(fā)送請求短信,獲取服務器最新動態(tài)IP地址,并重新鏈接網(wǎng)絡。建立Socket連接核心代碼如下:


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