基于Android的智能家居远程控制系统设计

根据控制信息类型设置flag子程序和根据flag值进行相应处理的子程序主要是在初始化结束后完成系统功能，程序流程见图4、图5。

本系统集中器采用UART中断方式和GSM模块通信，当有数据返回集中器时，会触发UART中断，在UART中断处理程序中从U0RBR寄存器读数据到GucRcvBur[Gu1Num]数组中。因为每次通信返回的字节数不相等，本系统在UART中断处理函数中引入定时器中断，在定时器中断处理函数中设置GucRcvNew==1。即每次进入UART中断处理函数时，开启定时器，UART在初始化时设定的中断触发点是1个字节，当所有返回字节都接收完成时，定时器超时会触发定时器中断处理函数，设置GucRcvNew==1，主程序检测到有数据返回。系统中设置定时器的触发时间是0.5 s。

2Android端设计

本系统采用Android应用程序的用户友好型界面作为与用户的接口，Android终端程序通过控件绑定方式对固定号码进行短信接收与发送，用户只需通过点击控件方式即可传递和接收控制信息，具体根据系统自定义通信协议发送的控制信息则完全被程序屏蔽，对用户完全透明。其中发送短信和接收短息都会对Android系统的SQLite数据库作出改动，需要对数据库中的相关信息进行删除来保证对用户透明。另外对于控件之间消息传递采用Android中的Handler机制。

2.1 发送控制信息

Android中发送消息主要通过SmsManager类来实现，它继承自java.lang.Object类。其主要的方法说明略——编者注。

发送短信程序首先调用SmsManager. getDefault()获取SmsManager对象，然后通过PendingIntent的getActivity方法获得一个Pending Intent对象。根据短信长度Message.length()与短信长度最大值比较来判断是否需要调用smsManager.divideMessage(Message)将短信分割，然后再调用smsManager的sendTextMessage方法发送短信。代码略——编者注。

发送短信模块需要在清单文件AndroidManifest.xml中加入允许发送短信的权限：

2.2 接收返回信息

在Android端接收消息，可以采用两种方式，一种通过BroadcastReceiver广播接收器的方式，另外一种是通过观察数据库变化的内容观察者类ContentObserver来实现。

2.2.1 BroadcastReceiver接收短信

Android中的广播是一种在应用程序之间传递信息的机制，在Android中有多种广播，基于GSM短信的接收会产生一个广播，应用程序可以监听这些广播并根据广播类型作出相应的处理。BroadcastReceiver就是对接收到的广播进行过滤并响应的一类组件。

当应用程序接收到广播发送来的intent对象，BroadcastReceiver类根据其注册的广播地址与接收到的intent对象进行比较，如果匹配则调用BroadcastReceiver的onReceive()方法。

BroadcastReceiver类的注册有两种方式，第一种是静态注册方式，即在AndroidManifest.xml文件中利用intent—filter指明需要过滤的广播地址。静态注册方式会使程序始终监听广播消息，并自动调用程序继承自BroadcastReceiver的类。第二种是动态注册方式，其在activity中调用函数registerReceiver来注册，当应用程序关闭后，就不在进行监听。在动态注册的activity被销毁前，需要调用unregist er Receiver解除注册。

短消息广播是一个有序广播，即每次只被优先级最高的接收者处理，然后由优先级高的接收者传递到优先级低的接收者。优先级高的接收者可以终止这个广播。对于有序广播而言，动态注册的优先级高于静态注册。

系统中定义SmsReceiver类继承自BroadcastReceiver类，采用动态注册的方式，在activity中用于动态注册的代码略——编者注。

接收短信模块需要在清单文件AndroidManifest.xml中加入允许发送短信的权限：。

2.2.2 ContentObserver接收短信

系统实际使用中，对于用BroadcastReceiver接收短信往往效果不好，主要因为用户在Android终端安装的第三方软件，比如接收短信软件、安全软件等，这类软件从底层获取系统权限，优先级始终高于应用层软件，导致应用层软件不能优先接收到广播消息，所以在设计短信接收客户端时一般采用监听数据库方式。

当客户端接收到短信后会将其插入SQLite数据库，数据库发生变化会触发内容观察者——ContentObserver。

ContentObserver类似于一个触发器，当其所观察的Uri发生变化，这个触发器就会触发来执行相应的处理。主要方法的说明略——编者注。

本系统在onChange的方法中，利用Context实例对象的getContentResolver方法获得一个ContentResolver对象，然后调用Content Reso lver的query方法获取当前数据库中的短消息。具体代码略——编者注。

对于得到的短消息通过Cursor对象的getColumnIndexOrThrow方法获取其thread_id，id和body内容。对于在数据库中的短消息，为了保证对用户的透明传输，要调用ContentResolver对象的delete方法将收件箱中的短消息删除。具体代码略——编者注。

ContentObserver接收短信模块需要在清单文件AndroidManifest.xml中加入允许接收短信的权限：

2.3 Handler机制

对于使用ContentObserver接收到房间温度信息后，通过Android的Handler机制将信息传送到主activity显示。在Android中，主程序会创建一个Looper对象，在Looper对象初始化时候会创建一个消息队列Message Queue用来存放线程放入的消息。用户可以构造一个Handler对象与Looper沟通，以便将消息push到消息队列中。当主线程检测到有新消息进入消息队列后，首先判断该消息对应的Handler，然后将消息分发到指定的Handler处理。

系统中通过ContentObserver继承类SMSContentObserver的构造函数将在activity中定义的Handler对象传入SMSContentObserver中，然后调用Handler对象的obtainMessage方法获得一个message对象，最后调用message对象的sendToTarget方法将控制消息发送到消息队列，在activity中定义了handleMessage函数用来处理得到的控制消息。具体代码略——编者注。

2.4 Android终端效果

Android客户端控制界面见图6，当点击“获取温度”按钮，Android端会自动向系统控制端发送短信“1：O：O：00”，这样系统控制端会检测到是1类控制信息，则返回每个房间温度。

当需要设置某个房间空调的丁作方式，则通过点击“设置空调”按钮左侧的“房间号”、“空调模式”和“设置温度”等三个下拉列表(Spinner)来设置。如设置房间号为“房间二”，空调模式为“制冷”，设置温度为“25℃”，然后点击“设置空调”按钮，安卓端会自动发送2类控制信息“2：2：2：25”到系统控制端，系统接收到控制信息会处理后返回设置是否成功消息。安卓端解析后将其显示。当需要关闭某个房间空调，可以通过“关闭空渊”按钮左侧的“要关闭空调所在房间号”下拉列表实现，比如选择“房间五”，然后点击“关闭空调”按钮，Android端即把3类控制信息“3：5：0：00”发送到系统控制端，系统控制端处理后将空调关闭状态返回。

结语

智能家居中的远程控制方式有很多，本系统结合Androld终端的用户友好型界面，采用自定义协议方式，设计了一套基于短消息的空调控制系统。在Android终端接收返回信息的两种方式中，ContentObserver因其稳定性在工程实践中使用较多，本系统最终也是采用了Cont entOb—server的方式，并取得很好的效果。本系统设计合理，性能稳定，对其他工程设计也具有一定参考价值。