1、編號:湖北文理學(xué)院理工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目遠程遙控智能家電系統(tǒng)的設(shè)計電子科學(xué)與信息工程系計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)號12317127學(xué)生姓名樊友蜀指導(dǎo)教師李桂華起訖日期2015.102016.6湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文

2、的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖北文理學(xué)院理工學(xué)院可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密口。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打）作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日遠程遙控智能家電系統(tǒng)的設(shè)計摘要:隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，遠程信息交互變得簡單。智能設(shè)備的誕生使得人們的生活更加方便。尤其是近幾年“物聯(lián)網(wǎng)”概念的出現(xiàn)，使得智能設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是智能家電領(lǐng)域。當智能家電接入網(wǎng)絡(luò)之后，我們可以通過手機或

3、者其他手持智能設(shè)備在世界任意角落控制家里的家電設(shè)備。其給我們帶來的方便性，不言而喻。本文則是基于最新“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，描述了實現(xiàn)手持智能終端控制家電設(shè)備的開發(fā)過程。介紹了系統(tǒng)所使用的技術(shù)，實現(xiàn)的方法以及系統(tǒng)的特點。實現(xiàn)通過安卓手機終端遠程查看室內(nèi)電燈的狀態(tài)和和對其狀態(tài)的控制，以及實現(xiàn)對室內(nèi)溫度實時查看的功能。關(guān)鍵詞：智能家電；遠程控制；智能終端；物聯(lián)網(wǎng)2DesignofremotecontrolsystemofintelligenthomeappliancesAbstract:Withthedevelopmentofcomputertechnology,remoteinformationexch

4、angeeasier.Bornsmartdevicesmakepeople'slivesmoreconvenient.Especiallyinrecentyearsthere"things"concept,makingsmartdevicesaccessnetworktechnologyisdevelopingrapidly,especiallyinthefieldofintelligenthomeappliances.Whentheaccessnetworksmartappliances,wecanphoneorothersmarthandhelddevicesi

5、nanycorneroftheworldtocontrolhomeappliances.Whichhasbroughtusconvenience,self-evident.Thisarticleisbasedonthelatest"InternetofThings"Thinkingtechnology,describestheimplementationofsmarthandheldterminalcontrolappliancesinthedevelopmentprocess.Thetechnicalsystemused,thecharacteristicsofimple

6、mentedmethodsandsystems.CheckultimatelyindoorlampbyAndroidhandsetremotecontrolstatusandswitchstatus,aswellastheindoortemperaturetoachievereal-timeviewing.Keywords:SmartAppliances;remotecontrol;IntelligentTerminal;InternetofThings湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文1 引言11.1 課題研究背景和意義11.2 課題研究的限制及發(fā)展趨勢12 開發(fā)環(huán)境與技術(shù)22.1 開發(fā)環(huán)境22.

7、2 相關(guān)技術(shù)23 系統(tǒng)分析43.1 系統(tǒng)可行性分析43.2 需求分析43.3 數(shù)據(jù)流分析54 系統(tǒng)總體設(shè)計64.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計64.2 各部分功能設(shè)計74.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計85 系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)105.1 嵌入式部分105.2 桌面客戶端部分115.3 服務(wù)器端部分135.4 手持端部分156 系統(tǒng)測試176.1 軟件測試概述176.2 軟件測試環(huán)境176.3 系統(tǒng)測試177 總結(jié)與展望197.1 總結(jié)197.2 展望19參考文獻20致謝21湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文開發(fā)環(huán)境與技術(shù)1引言1.1 課題研究背景和意義隨著社會信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。信息化社

8、會在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時，也對傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式提出了挑戰(zhàn)，社會、技術(shù)以及經(jīng)濟的進步更使人們的觀念隨之巨變。人們對傳統(tǒng)電器的要求早已不只是功能強大、方便快捷，更為關(guān)注的是更加人性化的普及的智能化環(huán)境，智能電器始終引領(lǐng)人們生活品位的提高。在科學(xué)技術(shù)與實際生活關(guān)系日益密切的今天，智能家居為越來越多追求時尚與方便的年輕一族們追捧。通過遠程控制智能家電系統(tǒng)，人們可以不受時間和空間的束縛，在任意時間、地點通過手持設(shè)備查看家里電器是否還在工作并根據(jù)需要對其進行遠程控制，從而改變其工作狀態(tài)。例如當我們出門忘記關(guān)燈，那么在出門之后我可以查看家里電燈是否處于開著的狀態(tài)，并把它遠程關(guān)掉。也可以實時獲取家里

9、必要數(shù)據(jù)，例如獲取溫度或者濕度，并通過遠程控制家電進行調(diào)節(jié)。1.2 課題研究的限制及發(fā)展趨勢當家庭智能網(wǎng)關(guān)將家庭中各種各樣的家電設(shè)備通過家庭總線技術(shù)連接在一起時，就構(gòu)成了功能強大、高度智能化的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)。智能家居強調(diào)人的主觀能動性，重視人與居住環(huán)境的協(xié)調(diào)，能夠隨心所欲地控制居住環(huán)境1。自1999年起，國家信息產(chǎn)業(yè)部、科委、建委等部門組織有關(guān)專家論證和規(guī)劃我國如何發(fā)展智能小區(qū)、智能家庭計劃。國家經(jīng)貿(mào)委又組織長虹、海爾、中興等十一家相關(guān)企業(yè)成立家居網(wǎng)絡(luò)、智能化聯(lián)合體，目的在于開展家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及終端產(chǎn)品的研發(fā)。使我國這一領(lǐng)域得以有序和順序的發(fā)展。就目前趨勢看，全世界在未來兩年將有1億家庭進入

10、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，每年帶來的市場總值高達4500億美元其中3700億元是硬件產(chǎn)品的價值，截止到2010年，50%以上的新房將具有一定的智能型家居。據(jù)調(diào)查，僅北京市場每年就有15億左右的智能開關(guān)市場目標銷售額?？梢娭悄芗揖拥氖袌鰸摿χ薮?。隨著大屏幕觸屏智能手機穩(wěn)穩(wěn)地確立移動網(wǎng)絡(luò)市場的絕對霸主地位，包括平板電腦的受歡迎程度，我們發(fā)現(xiàn)，可視化控制和操作逐漸成為市場的主流趨勢。所以，智能家居的可視化操作將成為未來很長一段時間內(nèi)的流行趨勢?？梢暬刂撇僮髌鋵嵕褪歉臃奖愫秃唵危鼙姺秶鷮⒉辉倬窒抻谀贻p人，老人孩子都可以非常輕松地掌握3。2開發(fā)環(huán)境與技術(shù)2.1 開發(fā)環(huán)境2.1.1 eclipseecli

11、pse是著名的集成開發(fā)環(huán)境，它通過不同的插件實現(xiàn)不同需求的開發(fā)，且其界面友好，擴展插件功能豐富，使用簡單，得到了絕大多數(shù)java開發(fā)者的青睞。本系統(tǒng)桌面端、服務(wù)器端以及手持客戶端程序也是基于java語言的，所以選用eclipse作為這三部分的開發(fā)環(huán)境。2.1.2 KeiluVision4MDK-ARMKeiluVision4提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部分組合在一起。且其界面友好，調(diào)試功能強大，支持芯片型號眾多，所以選其作為本系統(tǒng)嵌入式部分的開發(fā)環(huán)境。2.1.3 MySQLMySQ是一個關(guān)

12、系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),它支持標準的sql語言，功能強大，訪問速度快，體積小，存儲數(shù)據(jù)量大。由于它是開源的，總體擁有成本低，更是眾多中小企業(yè)的選擇。所以選擇MySQL乍為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。2.1.4 ADT本系統(tǒng)手持客戶端以安卓平臺為主，開發(fā)工具則選用google官方的開發(fā)工具ADT且其作為插件集成在eclipse中，組成功能的強大的android集成開發(fā)環(huán)境。所以本系統(tǒng)開發(fā)工具選用ADT開發(fā)手持端軟件部分4。2.2 相關(guān)技術(shù)2.2.1 JavaSocket技術(shù)本系統(tǒng)桌面端、服務(wù)器端、手持端三部分的通信都通過scoket完成。Socket和ServerSocket類庫位于包中。ServerSo

13、cket用于服務(wù)器端，Socket在建立網(wǎng)絡(luò)連接時使用。當桌面端和手持端成功連接服務(wù)器端時，三部分都會產(chǎn)生一個實例，在獲得實例的輸入輸出流之后，通過向輸入輸出流寫入字符或讀取字符完成信息交互。2.2.2 Javacomm技術(shù)目前，常見的Java串口包有SUNft1998年發(fā)布的串口通APIcomm2.0.jar(Windows下)、comm3.0.jar(Linux/Solaris);IBM的串口通信API以及一個開源的實現(xiàn)。鑒于在2湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文開發(fā)環(huán)境與技術(shù)Windows下SUNWAPI比較常用以及舊M的實現(xiàn)和SUN!勺在API層面都是一樣的，所以本系統(tǒng)選用SUNfl勺串口通

14、信API在Windows平臺下的使用5。2.2.3 Java多線程技術(shù)Java多線程技術(shù)實現(xiàn)了軟件多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行。服務(wù)器采用多線程實現(xiàn)多客戶端連接。在實現(xiàn)socket信息交互方面，多線程是必不可少的。2.2.4 基于stm32的嵌入式控制技術(shù)嵌入式技術(shù)依靠其體積小、成本低、功能強等特點，適應(yīng)了智能化發(fā)展的最新要求。單片機作為控制系統(tǒng)的微處理器，在數(shù)據(jù)處理和代碼存儲等方面都已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的要求，AR楸處理器資源豐富，具有良好的通用性。Cortex-M3是AR泌司最新推出的第一款基于ARMv訃系的處理器內(nèi)核。基于Cortex-M3內(nèi)核的STM3源列處理器于2007年由ST公司率先推出，它集先進C

15、ortex-M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)、出眾創(chuàng)新的外設(shè)、良好的功耗和低成本于一體，極大的滿足自動控制系統(tǒng)設(shè)計要求6。3湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)分析3系統(tǒng)分析3.1 系統(tǒng)可行性分析3.1.1 技術(shù)可行性系統(tǒng)手持端、服務(wù)器端、桌面端使用java語言開發(fā)，嵌入式端使用C語言開發(fā)。數(shù)據(jù)庫選擇MySQL開發(fā)工具使用eclipse和KeilMDK考慮到現(xiàn)今硬件的發(fā)展，在硬件上同樣也是可行的。綜合技術(shù)分析來看，技術(shù)可行性本系統(tǒng)是可行的。3.1.2 經(jīng)濟可行性系統(tǒng)所采用的開發(fā)工具及技術(shù)均是免費的。整個系統(tǒng)的開發(fā)均由本人完成，從而節(jié)省了人力成本。硬件成本方面，嵌入式模塊為STM32F103C8T6心板，價格較為便宜。

16、開發(fā)者有能力承擔，所以經(jīng)濟方面也是可行的。3.1.3 運行可行性系統(tǒng)在開發(fā)完成之后，由開發(fā)人員調(diào)試連接完成。在服務(wù)器端，啟動服務(wù)器程序即可。桌面程序端完成之后在桌面電腦開啟運行即可。對用戶來說，使用桌面客戶程序跟普通軟件一樣。因此，使用并沒有難度。而手持端則是一款安裝在安卓手機上的app。界面簡潔，操作簡單。所以系統(tǒng)在運行方面也是可行的。3.2 需求分析需求分析是在建立一個新的或改變一個現(xiàn)存的電腦系統(tǒng)時描寫新系統(tǒng)的目的、范圍、定義和功能時所要做的所有的工作。需求分析是軟件開發(fā)的一個關(guān)鍵過程。在這個過程中，需要和用戶進行反復(fù)溝通以確定用戶的需求。只有在確定了這些需求后，才能夠分析和尋求新系統(tǒng)的解

17、決方法。需求分析階段的任務(wù)是確定軟件系統(tǒng)功能。本系統(tǒng)的使用者主要是普通家電控制用戶，其次是服務(wù)器管理用戶7。3.2.1 功能性需求分析(1) 查看家電工作狀態(tài)該系統(tǒng)需要提供查看功能，用戶能夠通過手持設(shè)備端，實時查看各個家電工作狀態(tài)。以便根據(jù)家電的工作狀態(tài)，作出需要的控制操作。(2) 控制家電的工作狀態(tài)系統(tǒng)的核心功能即要能夠?qū)崿F(xiàn)用戶對家電的遠程控制，用戶能夠通過手持端操作界面按鈕實現(xiàn)對指定家電的控制。并且要求嵌入式控制端能夠采集控制反饋信息，并將其傳回手持控制端，以方便用戶查看。(3)用戶注冊功能新的用戶上線需要進行注冊，在注冊之后才能進行連接，所以要求系統(tǒng)具有注冊功能。(4)方便的服務(wù)器端程序

18、管理服務(wù)器端管理人員要確保信息傳遞穩(wěn)定可靠，拒絕非法連接。其次需要根據(jù)當前硬件資源限制最大連接數(shù)，防止因過多連接導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。另外還需要服務(wù)器端釋放掉已經(jīng)斷開連接的資源。(5)可擴展性需求每個用戶需要控制的智能電器設(shè)備不盡相同，這需要軟件具有較好的通用性。其次是當用戶添加了新的電器或者淘汰了老舊電器之后，軟件并不需要做大量軟件更新。這就需要系統(tǒng)具有良好的擴展性和兼容性。3.2.2 非功能性需求分析(1)安全性需求每一個家庭同一時間只允許一個手持端進行控制，還要確保家電不會被他人獲取連接，或進行非法控制。(2)界面需求簡潔美觀的操作界面必然是受歡迎的軟件，優(yōu)秀的軟件界面有簡便易用，突出重點，容錯

19、高等特點。而廣義上講，軟件界面就是某樣事物面向外界而展示其特點及功用的組成部分。通常我們說的軟件界面就是狹義上的軟件界面。因為軟件是用戶的工具，用戶需要工具使用方便，界面能直觀反應(yīng)信息網(wǎng)。3.3 數(shù)據(jù)流分析桌面客戶端注冊，桌面客戶端在建立連接之前需要先注冊。桌面客戶端提交用戶信息給服務(wù)器，服務(wù)器建桌面端提交過來的信息寫入數(shù)據(jù)庫。用戶注冊數(shù)據(jù)流如圖3.1所示。用戶個羊細信:詳細信J服務(wù)器審核公息> 用戶信息5圖3.1用戶注冊數(shù)據(jù)流圖湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)總體設(shè)計4系統(tǒng)總體設(shè)計4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)總體分為四大部分，分別為嵌入式控制部分、桌面客戶端部分、服務(wù)器部分和手持端部分

20、。每一部分的相關(guān)功能采用模塊化設(shè)計，本階段確定各模塊功能和數(shù)據(jù)庫設(shè)計。每個模塊分開依據(jù)高內(nèi)聚低耦合的原則9。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖4.2 各部分功能設(shè)計4.2.1 嵌入式部分嵌入式部分需要接收來自桌面客戶端的命令，然后通過解析不同的命令進行執(zhí)行，最后通過IO口執(zhí)行相關(guān)指令。由此分析嵌入式部分主要分為三大模塊，分別為信息收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，外設(shè)連接模塊。信息收發(fā)模塊負責(zé)與桌面客戶端進行通信，數(shù)據(jù)處理模塊負責(zé)解析來自桌面客戶端的命令并發(fā)出向IO發(fā)送相關(guān)指令。還需要將智能電器設(shè)備傳回的數(shù)據(jù)進行處理然后發(fā)送到信息收發(fā)模塊。讓其把信息傳至桌面客戶端100嵌入式功能結(jié)構(gòu)圖

21、如圖4.2所示。圖4.2嵌入式功能結(jié)構(gòu)圖4.2.2 桌面客戶端部分桌面客戶端部分主要負責(zé)用戶賬戶注冊、用戶登陸、接收來自服務(wù)器的信息并將其轉(zhuǎn)發(fā)到嵌入式端和接收來自嵌入式端的信息并將其轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器。通過以上分析桌面客戶端主要分為用戶注冊模塊、用戶登陸模塊、接收服務(wù)器信息轉(zhuǎn)發(fā)嵌入式模塊（以下稱服務(wù)器轉(zhuǎn)嵌入式模塊）和接收嵌入式信息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器信息模塊（以下稱嵌入式轉(zhuǎn)服務(wù)器模塊）110桌面客戶端部分功能結(jié)構(gòu)圖如圖4.3所示。圖4.3桌面客戶端功能結(jié)構(gòu)圖4.2.3 服務(wù)器端部分服務(wù)器部分主要功能為：關(guān)閉和開啟服務(wù)器，接收請求，處理來自桌面注冊請求，處理桌面登陸請求，處理手持端登陸請求，交換數(shù)據(jù)。通過分析服

22、務(wù)器應(yīng)包含以下六大模塊，分別是，服務(wù)器控制模塊、接收請求模塊、注冊模塊、桌面登陸模塊、手持端登陸模塊、數(shù)據(jù)交換模塊120服務(wù)器端功能模塊結(jié)構(gòu)圖如圖4.4所示。圖4.4服務(wù)器端功能結(jié)構(gòu)圖4.2.4 手持端部分手持端主要負責(zé)與用戶的交互，首先需要登陸服務(wù)器，所以手持端需要有登陸功能，當用戶操作相關(guān)控件或者輸入相關(guān)信息，手持端需要將請求發(fā)送至服務(wù)器端，當有來自服務(wù)器的信息時，手持端需要接收來自服務(wù)器的信息并將其進行合適處理之后在界面進行反映。由以上分析，手持端需要登陸模塊、信息發(fā)送模塊，信息接收模塊130手持端部分功能模塊結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。圖4.5手持設(shè)備端功能結(jié)構(gòu)圖4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計4.3.1

23、 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計由數(shù)據(jù)流分析，得到圖4.6和圖4.7所示E-R圖。圖4.7智能電器4.3.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計通過以上用戶實體圖知道，數(shù)據(jù)庫需要一張USER_INFO表記錄用戶的信息，當用戶用手持設(shè)備連接服務(wù)器時，需要提交驗證信息，服務(wù)器通過比較用戶提交的信息與數(shù)據(jù)庫中的信息進行對比，然后反饋給用戶,確定是否登錄成功。USER_INFO表如表4.1所示。表4.1USER_INFO表User_nameVarchar(20)用戶名主鍵User_pwdVarchar(20)密碼Have_DeviceVarchar(500)擁有的電器設(shè)備通過上面數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計知道，數(shù)據(jù)庫需要Divice_info表記錄

24、了各個設(shè)備的信息通過不同設(shè)備信息進行不同操作。Divice_info表如表4.2所示。表4.2USER_INFO表字段名類型說明其他Device_nameVarchar(20)電器名主鍵Device_buttonVarchar(500)擁啟的按鈕9湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)5系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)詳細設(shè)計是軟件工程中軟件開發(fā)的一個步驟，是對總體設(shè)計的一個細化。本章將在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上對各個模塊進行編碼實現(xiàn)。5.1 嵌入式部分5.1.1 信息收發(fā)模塊信息收發(fā)主要利用stm32的USART1塊進行通信，本系統(tǒng)采用的STM32F103C8T6核心板，該芯片共有三個USART這里我們選

25、用USART1首先初始化USART然后配置io口。由于Uartl與PA9和PA10共用，所以將PA10配置為浮空輸入，將PA10配置為推挽輸出。配置代碼較多，故將具體配置代碼寫成一個函數(shù)myusart_config()，以便后面程序再需同樣配置，調(diào)用函數(shù)即可。串口模塊調(diào)取USART_GetFlagStatus()。函數(shù)不斷獲得寄存器復(fù)位標志，當串口模塊獲得信息，串口相應(yīng)寄存器標志位復(fù)位，從而判斷消息是否接受完成。如果信息接收完成，串口模塊將信息發(fā)送給信息處理模塊。通過以上配置，信息收發(fā)模塊也就完成了。下面是主要的配置代碼。USART_Init(USART1,&USART_InitStr

26、ucture);GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING7;5.1.2 數(shù)據(jù)處理模塊首先在數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置一個字符型變量result，信息接收模塊將接收到的信息存入該變量，數(shù)據(jù)處理模塊循環(huán)檢測該變量的值，如果值為空則繼續(xù)檢測，如果不為空，則通過判斷代碼對其進行命令解析，然后將不同的解析命令寫到外設(shè)模塊。同時由將來自外設(shè)的數(shù)據(jù)進行處理后送到收發(fā)模塊。由于命令較少，為了提高嵌入式處理模塊的速度，從而將命令簡化為單個字符。當命令為“c”時，處理模塊作出

27、關(guān)燈指令；當命令為“o”時，處理模塊作出開燈指令；當命令為“t”時，處理模塊作出采集溫度指令。嵌入式模塊中采用的溫度傳感器DS18B201常用的溫度傳感器,具有體積小,硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點14。它讀取并返回的數(shù)據(jù)隨溫度不同而不同，當溫度為正時，直接將讀取的十六進制數(shù)值轉(zhuǎn)換為十進制便得到實際溫度值。當溫度為負值，需要將讀取的數(shù)值取反后加一便得到需要的溫度值。當收發(fā)模塊讀取到采集溫度命令并將其寫入變量result中，數(shù)據(jù)處理模塊將想外設(shè)采集溫度的指令。在得到來自外設(shè)采集的信息后，數(shù)據(jù)處理模塊對其進行處理，最后以十進制的格式送到發(fā)送模塊發(fā)送出去以下為處理模塊關(guān)鍵代碼。While(1

28、)If(command=c)Close_light();elseif(command=o)Open_light();elseif(command=t)Tem=Get_temerature():5.1.3外設(shè)連接模塊燈光控制主要通過IO口的高低電平來控制，當IO口輸出高電平點亮燈光，當IO口輸出低電平關(guān)閉燈光。首先配置PC13為推挽輸出IO,外設(shè)連接模塊接受來自處理模塊的命令，從而執(zhí)行輸出高低電平的命令。溫度讀入功能則是通過PA6連接溫度傳感器DS18B2欣現(xiàn)溫度讀入150返回的外設(shè)將讀入的值進行處理，然后輸出給信息收發(fā)模塊最后傳遞給桌面端。本系統(tǒng)采用STM32F103C8T6片的最小系統(tǒng)板進行

29、嵌入式處理，由于其具有大量IO口，外設(shè)控制能力強，可以同時控制大量家電。關(guān)鍵代碼如下。temperature_convert();/肝啟溫度轉(zhuǎn)換ms_delay(30000);/年待溫度傳感器DS18B20轉(zhuǎn)換完成showdata=get_temperature();/K取溫度數(shù)據(jù)5.2 桌面客戶端部分5.2.1 登錄模塊用戶在填寫完登錄信息之后，點擊連接登錄按鈕，客戶端將想服務(wù)器發(fā)送以下格式字符串Login:(這里是填寫的用戶名):(這里是填寫的密碼)。發(fā)送完后客戶端等待來自服務(wù)器的反饋。如果收到字符串succss則表明登錄成功，界面顯示已連接。若收到error，則顯示連接失敗。在連接成功之

30、后，客戶端將開啟兩個線程用于監(jiān)聽來自服務(wù)器或者來自嵌入式端的信息。登錄界面如圖5.1所示。關(guān)鍵代碼如下所示。desk_send_comm_Thread=newDesk_send_comm_Thread(socket,comm_init);desk_send_comm_Thread.start();n1h223ncomm_Thread2=newComm_Thread(socket,comm_init);comm_Thread2.start();11湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)圖5.1登陸界面5.2.2 注冊模塊注冊界面需要具備用戶填寫用戶名，密碼的文本框和選擇擁有家電的多選框，

31、當用戶填寫完用戶信息，點擊注冊，客戶端通過socket與服務(wù)器建立連接，然后向服務(wù)器發(fā)送如下格式的字符串User_info:name（這里是填寫的用戶名）：pwd:（這里是填寫的密碼）：（這里是用戶選擇的電器，可能有多個）。信息發(fā)送之后當服務(wù)器將用戶信息寫進數(shù)據(jù)庫之后，將返回一個字符串，客戶端接收這個字符串并進行判斷，如果返回success則表明注冊成功，客戶端返回登錄界面，如果注冊失敗則返回error,客戶端停留在注冊界面。5.2.3 服務(wù)器轉(zhuǎn)嵌入式模塊此模塊用一個線程實現(xiàn)，當客戶端與服務(wù)器建立連接之后，此線程啟動。線程使用死循環(huán)不斷監(jiān)聽來自服務(wù)器的消息，如果有來自服務(wù)器的消息，則將消息轉(zhuǎn)發(fā)

32、到嵌入式模塊。此模塊還有一個信息轉(zhuǎn)換作用，前面講過，為了提高嵌入式模塊速度，寫入嵌入式模塊的命令都是單個字符。所以來自服務(wù)器的命令需要進行轉(zhuǎn)換，然后再寫入嵌入式模塊。關(guān)鍵代碼如下。if(str.equals("open_light")out.write('o');elseif(str.equals("clsoe_light")out.write('c');elseif(str.equals("view_temp")if(temper_Thread=null)temper_Thread=newTemper

33、_Thread(comm_init);temper_Thread.start();為了實現(xiàn)溫度不斷更新，所以上面代碼中另外寫了一個線程，當來手持端的命令為view_temp時，此線程啟動，每隔一段時間發(fā)送一次溫度讀取命令，從而實現(xiàn)溫度不斷更新的功能。5.2.4 嵌入式轉(zhuǎn)服務(wù)器模塊此模塊同樣用一個線程實現(xiàn)，客戶端在與服務(wù)器建立連接之后，向此線程返回一個socket,線程取得socket的輸出流。同時客戶端與嵌入式端建立連接并向本線程返回一個輸入流。線程不斷讀取返回的輸入流，一旦讀取到信息，則將信息通過輸出流發(fā)送給服務(wù)器。此線程在客戶端與服務(wù)器建立連接之后啟動11。關(guān)鍵代碼如下。str=Integ

34、er.toString(a)+”."+Integer.toString(b)+"C"daout=newDataOutputStream(socket.getOutputStream();daout.writeUTF("data:"+str);5.3 服務(wù)器端部分5.3.1 服務(wù)器控制模塊此模塊主要是開啟服務(wù)器，啟動接收請求的線程。冉服務(wù)器需要關(guān)閉的時候，停止服務(wù)，關(guān)閉所有的套接字釋放資源。啟動和停止服務(wù)器的操作通過界面上開始與停止按鈕實現(xiàn)。界面上設(shè)計兩個textarea空間，分別用于顯示來自桌面客戶端和手持設(shè)備端的連接。服務(wù)器界面如圖5.2所示

35、。圖5.2服務(wù)器界面關(guān)鍵代碼如下所示13湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)Stringstr=accept_Thread.getState().toString();if(!str.equals("RUNNABLE")accept_Thread.start();5.3.2 接收請求模塊為了實現(xiàn)服務(wù)器能轉(zhuǎn)發(fā)多個客戶端的功能，在點擊啟動服務(wù)器時，開啟一個專門建立連接的線程Accept_Thread()，線程不斷的的重復(fù)監(jiān)聽來自桌面客戶端或者手持設(shè)備端的連接，每當監(jiān)聽到來自客戶端的連接，此線程便為連接創(chuàng)建一個新線程。新的線程負責(zé)處理連接的信息交互。關(guān)鍵代碼如下。soc

36、ket=server.accept();System.out.println(socket);Service_Threadthread=newService_Thread(socket,desk_table,pwd_table);thread.start();5.3.3 注冊模塊注冊模塊在接收到來自客戶端的注冊請求字符串時，先用正則表達式將字符串中的信息進行截取，截取的分隔符為“：”。截取后首先查詢數(shù)據(jù)庫是否存在相同的用戶名，如果存在，返回字符串“error”，如果不存在，則講信息寫入User_info表和Device_info表并返回“succss”。5.3.4 桌面登陸模塊當桌面客戶端發(fā)送

37、登陸請求，服務(wù)器線程取得登陸信息，并同查詢數(shù)據(jù)庫獲得信息與登陸信息比較，如果相同則返回“succss”并將生產(chǎn)的socket放入一個全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Hashtable,中key用戶名，值為socket。關(guān)鍵代碼如下。desk_table.put(client_name,soc);pwd_table.put(client_name,pwd);5.3.5 手持端登陸模塊當Accept_Thread()接收到手持端請求時，同樣為其建立一個新線程。線程首先查詢Hashtable是否存相同賬戶的客戶端套接字，如果不存在，則返回error。如果存在，則查詢數(shù)據(jù)信息并比較是否和請求中的信息相同，如果相同，則返回

38、succss，并建立信息交互線程。否則返回error。關(guān)鍵代碼如下。scend=(Socket)desk_table.get(client_name);System.out.println("套接字"+scend);Strings=(String)pwd_table.get(client_name);if(scend=null)|!(s.equals(pwd)daout=newDataOutputStream(out);daout.writeUTF("error");soc.close();this.stop();Service_Thread2servi

39、ce_Thread2=newService_Thread2(scend,soc);service_Thread2.start();5.3.6 數(shù)據(jù)交換模塊服務(wù)器負責(zé)信息的雙向交互，所以當手持端與桌面端建立連接之后，需要開啟兩個線程，分別為從手持端到桌面端Service_Thread和桌面端到手持端Service_Thread2的信息交互線程。兩個線程均用無限循環(huán)實現(xiàn)，其中一個線程線程獲取桌面端的輸入流用來讀取來自桌面的消息，同時獲取手持端的輸出流，用來將信息發(fā)送到手持端。另一個轉(zhuǎn)發(fā)線程則相仿。關(guān)鍵代碼如下。Service_Thread2service_Thread2=newService_Th

40、read2(scend,soc);service_Thread2.start()5.4 手持端部分5.4.1 登陸模塊此模塊主要由界面部分組成，界面設(shè)計用戶信息輸入框和用戶命令操作按鈕。當用戶填寫完信息，點擊登陸按鈕，此模塊將開啟兩個模塊分別用于向服務(wù)器發(fā)送消息和接收來來自服務(wù)器的消息。發(fā)送線程首先將向服務(wù)器發(fā)送如下格式的字符串client:name(這里是用戶填寫的姓名)：(這里是用戶填寫的密碼)。此時接收模塊不停讀取來自服務(wù)器的消息，如果收到來自服務(wù)器的字符串succes表明登錄成功。此時線程通過handler向主界面發(fā)送消息，主界面收到消息更新界面按鈕。用戶通過操作界面按鈕觸發(fā)發(fā)送模塊向

41、服務(wù)器發(fā)送命令。手持端界面如圖5.3所示。.Activity2用戶密碼連接斷開電燈OFF窟內(nèi)溫度查看圖5.3手持端界面關(guān)鍵代碼如下。my=newMyThread(mHandleU,id.getText().toString(),pwd.getText().toString();if(!my.getState().toString().equals("RUNNABLE")my.start();5.4.2 信息發(fā)送模塊信息發(fā)送模塊通過一個線程實現(xiàn)，線程在連接成功后獲得服務(wù)器的輸出流。線程中設(shè)計一個標志字符用flag,當用戶操作界面后界面住線程將命令寫入flag字符串。線程不斷讀

42、取字符串的值，如果字符串的值不為空，則將flag的值通過輸出流發(fā)送出去。關(guān)鍵代碼如下。out.writeUTF("data"+":"+flag);out.flush();5.4.3 信息接收模塊信息接收模塊也通過一個線程實現(xiàn)，當手持客戶端與服務(wù)器成功建立連接之后，將socket返回給信息接收模塊，信息接收模塊通過socket獲得服務(wù)器輸入流，并不斷讀取輸入流。當讀取到的信息不為空的時候，模塊對信息進行判斷，如果信息包含顯示數(shù)據(jù)，則線程將數(shù)據(jù)封裝為message發(fā)送給handler,handler獲得數(shù)據(jù)將其在主界面進行顯示。信息接收模塊的主要代碼如圖5.

43、4所示。if(rtr.eqw1s(terror")(MessagemsgMe55mg日0;msg.what»0;/HfrJ=+r4而才：4msg.obj-丁!正導(dǎo)才克方丁昆7年F,是Li5tm為p司ifHHsndlcrl«5End/ies£agc(fTi：g)istr-"1'Jclscif(二tL.uqun】工(Fucu©工尸)(He553gmmsg-new);，/nUandler1h土undEmptNu3日岳父1)：(i>£gkwhat-1;丁，彳量即且重*-1*?msg.obj-工丁=鼻居*?。菏嵌痳.L

44、istmap學(xué)mHerKllerl+5BndMe±sdge(rsg);)口皿Messagemsg-newMessage();HmHandler11senJEmpt/Me£sage1)msg.what-3;，可震穴更作曲，fflsg.obj-是h弟iListtraps：mHandlerl*5tndMe55age(msE);圖5.4信息模塊關(guān)鍵代碼16湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文系統(tǒng)測試6系統(tǒng)測試6.1 軟件測試概述在系統(tǒng)完成之后，為了驗證系統(tǒng)存在錯誤、不正?；蛘邲]有按照規(guī)定運行，需要對系統(tǒng)進行測試，以保證系統(tǒng)滿足開發(fā)要求。軟件測試在整個系統(tǒng)開發(fā)周期中占有重要的地位。軟件測試也

45、是軟件質(zhì)量的重要保證以及在整個系統(tǒng)開發(fā)中有著不能替代的作用未找到引用源。06.2 軟件測試環(huán)境軟件測試環(huán)境如表6.1所示。表6.1軟件測試環(huán)境S3fcT操作系統(tǒng)wn數(shù)據(jù)庫MysqlJdk1.86.3 系統(tǒng)測試測試包括客戶端、手持控制端的功能測試和服務(wù)器端控制測試。(1)客戶端功能測試首先打開服務(wù)器，點擊開始，服務(wù)器程序啟動。新用戶首次登陸，服務(wù)器將返回error信息，以admin密碼admin為例登陸，返回注冊失敗界面。然后點擊注冊，填寫信息，選取家電電燈，點擊完成。界面返回注冊成功，并返回登陸界面。使用剛剛注冊的賬戶進行登陸。將admin填入姓名欄，密碼admin填入，然后點擊連接，界面顯示

46、連接成功。根據(jù)以上結(jié)果確定客戶端程序功能正常。6.4 服務(wù)器端功能測試打開服務(wù)器點擊開始，打開客戶端，輸入上面測試注冊的賬號，點擊連接，客戶端顯示連接成功。然后點擊斷開。然后點擊服務(wù)器停止。再次打開桌面客戶端點擊連接，客戶端顯示連接失敗。根據(jù)以上結(jié)果說明服務(wù)器打開和停止以及注冊功能正常。6.5 手持控制端測試使用上面測試中注冊的賬戶建立桌面客戶端與服務(wù)器的連接，打開安卓客戶端姓名輸入admin,密碼輸入ad,點擊連接，安卓客戶端顯示連接失敗。再次打開安卓客戶端姓名和密碼輸入之前注冊的賬戶。點擊連接，客戶端顯示連接成功。點擊電燈控制開關(guān)，與嵌入式控制端連接的led燈點亮，再次點擊按鈕，led燈熄

47、滅。點擊“查看”按鈕。溫度文本框顯示當前溫度22.7。當用手指觸碰溫度傳感器時，客戶端溫度上升并不斷變化。由以上測試說明，安卓客戶端功能正常。17湖北文理學(xué)院理工學(xué)院學(xué)士論文參考文獻7總結(jié)與展望7.1 總結(jié)本文基于stm32處理器和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計了家電遠程控制系統(tǒng)，建立了家電到到手持設(shè)備端的可靠連接，實現(xiàn)了用戶對家電實時控制；給出了系統(tǒng)主要軟件的設(shè)計流程圖。以電燈為例，給出了一種基于Internet程家電控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)設(shè)計方案，詳細介紹了遠程家電控制過程、系統(tǒng)硬件實用性和遠程控制的實現(xiàn)方法。遠程控制發(fā)送開燈和獲取溫度命令后，由嵌入式控制端開啟電燈和獲取室內(nèi)溫度并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳回至手持端。試驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)能夠很好地對電燈實現(xiàn)遠程控制，室內(nèi)溫度也能實時地遠程查詢，系統(tǒng)易于操作、性能穩(wěn)定，具有良好的實用性、可靠性