基于云平台智能家居的研究与设计

科研训报 IV 告

目录

摘 要.......................................................................................................... I

ABSTRACT................................................................................................II

第一章 绪论.................................................................................................. 1

1.2.1 1.2.1 国外研究现状...............................................................................2

1.2.2 1.2.2 国内研究现状...............................................................................2

1.2.3 1.3.1 云计算发展现状.............................................................................4

1.2.9 2.1.3 系统设计目标.............................................................................10

1.2.10 2.2.1 云计算服务模式分类....................................................................11

1.2.11 2.2.2 云平台选型..............................................................................11

1.2.12 2.2.3 新浪 SAE 架构分析.....................................................................12

1.2.13 2.3.1 微信数据交互流程......................................................................15

1.2.14 2.3.2 微信界面设计............................................................................17

1.2.15 2.3.3 SYNC 协议介绍........................................................................18

1.2.16 2.4.1 网络通信模块设计......................................................................19

1.2.17 2.4.2TCP/IP 协议分析.......................................................................20

1.2.18 2.4.3 无线通信模块设计......................................................................21

1.2.25 3.3.2 解析 XML 数据.........................................................................28

武汉工程大学 科研训练报告

1.2.26 3.3.3 回复信息.................................................................................28

第四章 网关硬件系统设计................................................................................30

1.2.27 4.1.1ARDUINO ETHERNET 参数........................................................30

1.2.28 4.1.2ATMEGA328 最小系统设计..........................................................31

1.2.29 4.1.3W5100 网络芯片参数.................................................................32

第五章 网关软件系统设计................................................................................35

1.2.30 5.1.1ARDUINO IDE 简介..................................................................35

1.2.31 5.1.2 网络通信程序设计......................................................................36

1.2.32 5.2.1CUBESUITE+开发工具介绍.........................................................37

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摘 要

随着人们物质生活水平的不断提升，对家电智能化控制的要求也逐渐提高。目前

的智能家居系统主要通过家庭网关对家电进行室内控制，无法实现远程遥控，家电的

使用情况也无法联网查询。虽然用户可以使用手机直接控制家中电器，但是需要安装

众多的控制软件，无形中增加了手机的负担。

针对以上智能家居系统存在的问题，本文设计了一款基于云平台的智能家居控制

系统，重点完成云平台和家庭网关两部分的设计。在云平台上建立 MySQL 数据库实现

存储控制信息的功能，使用 PHP 语言编写云端与微信后台、家庭网关通信的代码并且

将其部署到云平台上。家庭网关的设计主要分为网络通信模块和 ZigBee 通信模块两部

分。网络通信模块使用 Arduino 平台搭建，通过集成了 TCP/IP 协议栈的 W5100 网络接

以通过微信实现远程控制，并且能够在网上查询电器信息，整套系统工作稳定。

关键词：云平台；微信平台；智能家居；家庭网关；Arduino

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随着时代的发展，物联网技术的发展则变得越来越重要，而智能家居则是物联网

发展的一个重要方向

式连接可控的智能终端产品。使用优质高效的智能家居产品可以使得我们的生活水平

得到质的提高，从而提高人们的生活舒适感。

智能家居是以家庭住宅为平台，以家居生活为应用背景，通过结合嵌入式、互联

网、智能硬件、控制自动化等技术，实现家居设备的综合管理，最终目的是实现家居

的自动化以及智能化

二是家居产品网络化。具体而言，相较于传统家居产品的简单使用功能，智能家居产

品通过融合一定程度的自动化技术，同时具备环境信息的采集能力和数据交互能力。

用户可以通过客户端设备对家居终端设备运行状态进行监控，并可以根据采集到的环

境信息及时对终端设备进行调整

，从而提高生活环境的舒适度。

近年来，智能家居在全球智能化的浪潮中得到发展，建立方便快捷的家居环境是

大势所趋。为了提高营业额，美国运营商

在 2010 年底提出了远程智能应用。Comcast

向正在从控制方面向网络方面而转变

，新兴无线通信技术的发展使用户可以在室内搭

建自己的无线智能家居网络。

云计算作为作为当前以及未来最有发展潜力的计算平台，可以为用户远程提供各

种基于网络的服务，其大规模的服务器集群通过冗余配置，轻松为用户提供高可用性

和高可靠性的软件服务。云计算技术使得用户无需花大价钱耗费精力搭建私人服务器，

只需要少量的支出，便可以享受到云计算平台所提供的各种优质服务。

综上，研宄云平台和智能家居的相关技术、产品具有非常重要的战略意义。从全

球范围来看，各国都在大力发展智能家居的相关技术，谁能提出更好地更符合市场需