摘要：本文主要论述了家居空气环境检测系统的设计与实现，主要在Android平台下利用物联网技术，达到改善家居空气环境的目的，同时也为用户提供了大量的健康知识和便捷的产品支持服务，利用大数据为用户提供健康解决方案等具有特色的智能家居环境监测系统APP软件产品。
关键词：Android；物联网；家居环境监测；大数据
中图分类号：TN874 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.02.017
本文著录格式：张晓诺.基于Android的智能家居环境监测系统APP设计与实现.软件，2015，36（2）：77-79
0 引言
随着社会经济水平的提高和发展，人们的生活质量也随着有的变化，尤其对日常生活环境和健康越来越关注。但是人类的发展也带来了各方面的污染，家庭的生活环境也随着空气质量的变化、装修而不断的恶化，为了提高家居生活环境的空气质量和及时掌握空气质量的变化，笔者研究了智能家居环境监测系统，提出了基于Android的智能家居环境监测系统APP，让用户及时了解家居环境的空气质量并改善家居环境空气质量。
1 系统设计
1.1 系统架构设计
根据系统需求，我们设计了智能家居环境监测系统架构如图1所示，系统采用C/S结构，本文未涉及网络方面的配置工作，Android手机端、智能数据网关端、服务器端、数据采集端和空气净化器。Android手机端负责接受服务器端传过来的数据、呈现系统实时数据、通过用户操作界面操作智能数据网关，用来调节监测系统的运行和状态；智能数据网关负责通过各种传输协议转换控制指令、收集数据采集端的数据，并将数据保存在服务器端；服务器端负责保存智能数据网关传输过来的数据，并提供给Android手机端；数据采集控制端负责采集各种传感器产生的数据，并传输给智能数据网关；空气净化器负责接收智能数据网关发来的控制指令，开展空气净化工作。
1.2 系统功能设计
根据系统架构图，我们将Android手机端的APP软件功能分为四部分，用户管理模块，系统数据呈现模块，系统控制模块，特色服务模块。系统功能流程如图2所示。
用户管理模块包括用户注册，用户登录，用户个人信息管理功能。
系统数据呈现模块包括系统运行状态图，系统数据分项显示图等，数据用图形化呈现家居环境监测到的实时数据。
系统控制模块主要实现利用Android程序控制空气净化器，使家庭环境空气质量达到预期的目标，给用户带来健康。
特色服务模块是系统的扩展功能模块，也是整个家居环境监测系统中最具有人性化的功能模块。主要提供家居环境知识、健康咨询服务、出行提示、呼吸方面的疾病预防知识、产品售后服务（产品的维护、产品在线咨询、预约上门）和云数据（用户可以选择是否将用户家庭的数据指标存储在云端，通过大数据分析给用户在健康方面发布温馨提示）。
2 系统实现
2.1 系统UI实现
开发Android系统软件，UI设计是重要的一部分。良好的用户体验可以提升产品的销量和好评，同时可以方便用户获取所需要的数据。系统实现的主界面如图3所示。
下图4是智能家居环境监测系统分项监测指标数据呈现效果图，其他分项指标呈现图不再一一列举。
2.2 系统功能实现
2.2.1 Android程序获取网络资源的方法
Android程序可以使用XMLWeb服务，JSONWeb服务和套接字获取网络资源，XML获取资源的代价非常昂贵，JSON是一种轻量级的数据交换格式，套接字可以维护服务器与客户端的持久连接。
根据系统的特点和要求，我们选择了使用JSON服务完成Android程序的网络资源访问。设计格式如下表所示：
{'username'：'zxn'，'password'：'zxn'，'email'：'13869398@163.com'}
2.2.2 用户登录管理实现
用户登录主要认证用户的账号和密码是否正确，防止非经过认证的用户随意启动系统或者更改用户设置、获取用户隐私信息等非法操作。用户登录验证流程图如图5所示。
根据用户输入的用户名和密码，生成如下JSON格式的数据，进行用户登录数据的传输和认证。用户登录的JSON格式数据如下：
{'username'：'zxn'，lpassword'：'zxn'}
如果用户名和密码匹配，则验证成功转向系统主界面；不成功则转向登录界面进行重新登录认证。系统根据验证情况返回状态码和随机码，进行用户识别。
如果用户选择了由系统记住密码，登录成功后系统使用Android提供的SharedPreferences将用户名和密码保存下来，方便用户以后使用系统。
2.2.3 系统控制模块的实现
本系统主要控制的空气净化器的开关和运行，通过JSON格式的数据，实现远程打开或者关闭空气净化器，达到居家空气清新、安全的环境。JSON格式的数据如下：
空气净化器的状态：{"airFreshener"：0}。0：代表关闭；1：代表开启。
控制开启成功：{'result'：'ok'}；控制开启失败：{'result'：'failed'}
智能网关根据发送的数据，进行判断是否开启空气净化器，并启动或者关闭空气净化器，反馈状态给用户。
2.2.4 访问网络资源
Android程序如果需要访问网络资源，需要完成授权才能进行网络的访问。授权在AndroidManifest.xml文件中添加一条语句：
3 结束语
本系统充分考虑用户的体验和使用环境，解决了目前空气污染严重的情况下实现家居环境空气质量改善的状况。本系统将Android技术融入到系统应用中，带给用户及时、方便的体验，同时用户操作界面友好，功能实用，达到了商业化的能力。程序在设计具有很强的通用性和特色服务，提供给用户大量的体验信息和健康知识。
