摘要：如今，智能家居产品逐步进入人们的生活。近几年中国智能家居市场增速不断提升，技术不断成熟，有着广阔的发展空间，但智能家居的发展过程中，还受到多方面的因素影响，例如成本昂贵、安装不便、不易拓展等诸多问题有待解决，因此智能家居产品并未得到大多数家庭的青睐。

本课题基于STC12单片机，以Android 手机为移动终端开发APP与服务器程序，打破传统智能家居的局限性，实现了一套独特的智能家居系统。主要完成了远程监测可燃气体泄漏或火灾并报警，远程遥控灯光开关，为其他智能硬件提供接口，双平台界面展示温湿度与天气预报信息，硬件服务器断开自动重连等功能。

本课题有诸多创新与优点，不仅实现了预期的功能，还在用户体验方面做了大量细节设计工作，包括处理使用过程中可能遇见的异常情况，保证系统长时间运行的稳定。硬件元器件焊接紧凑小巧，使用SG90舵机来控制灯光开关安装极其方便。设计了一套优美简洁的数据展示界面，APP适配多种Android系统版本且后台运行稳定。实现自定义添加开关按钮功能，使APP应对系统硬件模块的增加有很好的扩展性。整套系统实现代码数万行，小到OLED天气图片、大到Android系统版本兼容与通信安全稳定都做了详细的设计，是一套扩展性高、运行稳定、方便安装、界面美观、功能完善且成本较低的智能家居产品解决方案。

在实际测试中，服务器程序放在阿里云服务器中运行，硬件主机无需连线，使用强力双面胶固定在电灯开关旁。打开硬件开关，会自动连接室内WIFI热点与服务器，随后向服务器获取城市明日的天气预报信息并在OLED上进行显示。首次手机登录APP，在设置菜单中点击添加开关，输入开关灯的指令，添加好后再点击对应按钮，设备触动开关实现灯光的亮灭。紧接着硬件检测到的环境数据会在APP数据界面的折线图中实时显示。使用打火机模拟家内煤气泄漏情景，APP随即弹出通知栏进行提醒，由于开启了自动求助功能，设定的10秒内未理会通知栏的提醒，系统自动向紧急联系人发送一条求助短信。

关键词：STC12C5A60S2, Android, WIFI, 智能家居

目 录

摘 要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1 课题研究背景-1

1.2 课题研究意义-1

1.3 国内外研究发展现状-1

1.3.1 国外发展现状-1

1.3.2 国内发展现状-2

1.4 本章小结-3

第2章 总体方案分析与设计-4

2.1 系统需求分析-4

2.1.1 系统的整体功能需求-4

2.1.2 系统的性能需求-5

2.1.3 个性化服务需求-5

2.2 系统技术选择与可行性分析-5

2.2.1 无线组网技术分析-6

2.2.2 有线组网技术分析-8

2.3 系统总体方案设计-8

2.4 本章小结-9

第3章 单片机设计与实现-10

3.1 STC12C5A60S2最小系统-10

3.2 关键技术介绍-11

3.2.1 A/D转换的实现-11

3.2.2 IIC通信协议-12

3.3 外围硬件设备设计-15

3.3.1 OLED显示-15

3.3.2 WIFI通信模块-16

3.3.3 温湿度检测电路-18

3.3.4 烟雾检测电路-19

3.3.5 蜂鸣器电路-20

3.3.6 供电电路-21

3.3.7 舵机设计-22

3.4 本章小结-23

第4章 服务器程序设计-24

4.1 模块功能介绍-24

4.1.1 文件结构与功能-24

4.1.2 逻辑流程-25

4.2 关键技术介绍-25

4.2.1 Socket通信-25

4.2.2 网络模式与协议-26

4.2.3 IP与端口-27

4.2.4 TCP/IP协议-28

4.3 服务器设计与实现-29

4.3.1 硬件与服务器通信设计-29

4.3.2 APP与服务器通信设计-30

4.3.3 服务器获取天气数据设计-31

4.4 本章小结-32

第5章 Android软件程序设计-33

5.1 Android平台以及相关技术分析-33

5.1.1 Android平台概述-33

5.1.2 Android操作系统的系统架构-33

5.1.3 Android应用开发组件-34

5.1.4 Android系统界面控件-37

5.2 总体架构设计与实现-38

5.3 界面设计与实现-40

5.3.1 登录界面-40

5.3.2 主控界面-42

5.3.3 数据界面-43

5.4 自定义按键设计与实现-43

5.5 内部信息交互-45

5.6 其他细节设计-46

5.6.1 自动重连机制-46

5.6.2 对蓝牙串口的支持-47

5.6.3 前台服务-48

5.6.4 自动报警-48

5.7 本章小结-49

总结与展望-51

致谢-52

参考文献-53