基于Android的智能家居遠程控制系統設計

根據控制信息類型設置flag子程序和根據flag值進行相應處理的子程序主要是在初始化結束后完成系統功能，程序流程見圖4、圖5。

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本系統集中器采用UART中斷方式和GSM模塊通信，當有數據返回集中器時，會觸發UART中斷，在UART中斷處理程序中從U0RBR寄存器讀數據到GucRcvBur[Gu1Num]數組中。因為每次通信返回的字節數不相等，本系統在UART中斷處理函數中引入定時器中斷，在定時器中斷處理函數中設置GucRcvNew==1。即每次進入UART中斷處理函數時，開啟定時器，UART在初始化時設定的中斷觸發點是1個字節，當所有返回字節都接收完成時，定時器超時會觸發定時器中斷處理函數，設置GucRcvNew==1，主程序檢測到有數據返回。系統中設置定時器的觸發時間是0.5 s。

2 Android端設計

本系統采用Android應用程序的用戶友好型界面作為與用戶的接口，Android終端程序通過控件綁定方式對固定號碼進行短信接收與發送，用戶只需通過點擊控件方式即可傳遞和接收控制信息，具體根據系統自定義通信協議發送的控制信息則完全被程序屏蔽，對用戶完全透明。其中發送短信和接收短息都會對Android系統的SQLite數據庫作出改動，需要對數據庫中的相關信息進行刪除來保證對用戶透明。另外對于控件之間消息傳遞采用Android中的Handler機制。

2.1 發送控制信息

Android中發送消息主要通過SmsManager類來實現，它繼承自java.lang.Object類。其主要的方法說明略——編者注。

發送短信程序首先調用SmsManager. getDefault()獲取SmsManager對象，然后通過PendingIntent的getActivity方法獲得一個Pending Intent對象。根據短信長度Message.length()與短信長度最大值比較來判斷是否需要調用smsManager.divideMessage(Message)將短信分割，然后再調用smsManager的sendTextMessage方法發送短信。代碼略——編者注。

發送短信模塊需要在清單文件AndroidManifest.xml中加入允許發送短信的權限：

2.2 接收返回信息

在Android端接收消息，可以采用兩種方式，一種通過BroadcastReceiver廣播接收器的方式，另外一種是通過觀察數據庫變化的內容觀察者類ContentObserver來實現。

2.2.1 BroadcastReceiver接收短信

Android中的廣播是一種在應用程序之間傳遞信息的機制，在Android中有多種廣播，基于GSM短信的接收會產生一個廣播，應用程序可以監聽這些廣播并根據廣播類型作出相應的處理。BroadcastReceiver就是對接收到的廣播進行過濾并響應的一類組件。

當應用程序接收到廣播發送來的intent對象，BroadcastReceiver類根據其注冊的廣播地址與接收到的intent對象進行比較，如果匹配則調用BroadcastReceiver的onReceive()方法。

BroadcastReceiver類的注冊有兩種方式，第一種是靜態注冊方式，即在AndroidManifest.xml文件中利用intent—filter指明需要過濾的廣播地址。靜態注冊方式會使程序始終監聽廣播消息，并自動調用程序繼承自BroadcastReceiver的類。第二種是動態注冊方式，其在activity中調用函數registerReceiver來注冊，當應用程序關閉后，就不在進行監聽。在動態注冊的activity被銷毀前，需要調用unregist er Receiver解除注冊。

短消息廣播是一個有序廣播，即每次只被優先級最高的接收者處理，然后由優先級高的接收者傳遞到優先級低的接收者。優先級高的接收者可以終止這個廣播。對于有序廣播而言，動態注冊的優先級高于靜態注冊。

系統中定義SmsReceiver類繼承自BroadcastReceiver類，采用動態注冊的方式，在activity中用于動態注冊的代碼略——編者注。

接收短信模塊需要在清單文件AndroidManifest.xml中加入允許發送短信的權限：。

2.2.2 ContentObserver接收短信

系統實際使用中，對于用BroadcastReceiver接收短信往往效果不好，主要因為用戶在Android終端安裝的第三方軟件，比如接收短信軟件、安全軟件等，這類軟件從底層獲取系統權限，優先級始終高于應用層軟件，導致應用層軟件不能優先接收到廣播消息，所以在設計短信接收客戶端時一般采用監聽數據庫方式。

當客戶端接收到短信后會將其插入SQLite數據庫，數據庫發生變化會觸發內容觀察者——ContentObserver。

ContentObserver類似于一個觸發器，當其所觀察的Uri發生變化，這個觸發器就會觸發來執行相應的處理。主要方法的說明略——編者注。

本系統在onChange的方法中，利用Context實例對象的getContentResolver方法獲得一個ContentResolver對象，然后調用Content Reso lver的query方法獲取當前數據庫中的短消息。具體代碼略——編者注。

對于得到的短消息通過Cursor對象的getColumnIndexOrThrow方法獲取其thread_id，id和body內容。對于在數據庫中的短消息，為了保證對用戶的透明傳輸，要調用ContentResolver對象的delete方法將收件箱中的短消息刪除。具體代碼略——編者注。

ContentObserver接收短信模塊需要在清單文件AndroidManifest.xml中加入允許接收短信的權限：

2.3 Handler機制

對于使用ContentObserver接收到房間溫度信息后，通過Android的Handler機制將信息傳送到主activity顯示。在Android中，主程序會創建一個Looper對象，在Looper對象初始化時候會創建一個消息隊列Message Queue用來存放線程放入的消息。用戶可以構造一個Handler對象與Looper溝通，以便將消息push到消息隊列中。當主線程檢測到有新消息進入消息隊列后，首先判斷該消息對應的Handler，然后將消息分發到指定的Handler處理。

系統中通過ContentObserver繼承類SMSContentObserver的構造函數將在activity中定義的Handler對象傳入SMSContentObserver中，然后調用Handler對象的obtainMessage方法獲得一個message對象，最后調用message對象的sendToTarget方法將控制消息發送到消息隊列，在activity中定義了handleMessage函數用來處理得到的控制消息。具體代碼略——編者注。

2.4 Android終端效果

Android客戶端控制界面見圖6，當點擊“獲取溫度”按鈕，Android端會自動向系統控制端發送短信“1：O：O：00”，這樣系統控制端會檢測到是1類控制信息，則返回每個房間溫度。

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當需要設置某個房間空調的丁作方式，則通過點擊“設置空調”按鈕左側的“房間號”、“空調模式”和“設置溫度”等三個下拉列表(Spinner)來設置。如設置房間號為“房間二”，空調模式為“制冷”，設置溫度為“25℃”，然后點擊“設置空調”按鈕，安卓端會自動發送2類控制信息“2：2：2：25”到系統控制端，系統接收到控制信息會處理后返回設置是否成功消息。安卓端解析后將其顯示。當需要關閉某個房間空調，可以通過“關閉空淵”按鈕左側的“要關閉空調所在房間號”下拉列表實現，比如選擇“房間五”，然后點擊“關閉空調”按鈕，Android端即把3類控制信息“3：5：0：00”發送到系統控制端，系統控制端處理后將空調關閉狀態返回。

結語

智能家居中的遠程控制方式有很多，本系統結合Androld終端的用戶友好型界面，采用自定義協議方式，設計了一套基于短消息的空調控制系統。在Android終端接收返回信息的兩種方式中，ContentObserver因其穩定性在工程實踐中使用較多，本系統最終也是采用了Cont entOb—server的方式，并取得很好的效果。本系統設計合理，性能穩定，對其他工程設計也具有一定參考價值。