代码收藏家 智能家居系统设计与实现：结合Android与单片机技术
摘 要
随着这些年来生活水平以及经济的迅速发展，人们对于自己的家居环境愈发重视。以往的普通家具已经不足以
满足现代人的生活需求，为了提高人们的居家生活质量，智能家居与其管理系统被研发了出来。
本课题主要研究了国内外智能家居系统的发展现状，同时经过研究和分析目前国内外现有的智能家居系统，并
结合Android开发、云平台等相关技术，对智能家居系统做出了比较细致的研究与设计，并由此明确了本课题的重点
研究内容与研究目标，并按照其功能分别设计了基于Android与单片机的智能家居系统的手机应用程序以及硬件模
块。该系统包含控制家庭环境中各个房间的灯光以及窗帘、门禁部分，并且实时采集家庭中的各项数据，能够做到
自动控制家居进行动作。在硬件设计中，根据实际生活需求，使用温湿度传感器以及光敏传感器对家中的温湿度和
光照强度进行采集。系统通过WiFi与云平台进行通信，单片机采集数据后会将数据上报至云平台，再通过云平台进
行下发数据，最终能够在手机客户端中显示出各项数据，用户可以在手机客户端中更改参数以及查看温湿度、光照
强度等数据。能够满足住户对于智能家居的使用与管理需求，同时能够实现让住户对于家庭环境有一定的了解。对
于目前市场上的智能家居系统具备了一定的功能延伸性与对应的研究价值。
关键词：智能家居，智能化，APP
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
随着近些年通信技术的高速发展，物联网以及“互联网+”的概念逐渐进入大众的生活，与其相关的产品和服务
数不胜数，市场上也是一片繁荣昌盛。而关于此种技术在我们家庭中的运用，即智能家居，也越来越收到行业和人
们的的普遍重视。
随着更多的厂商开始研发各重新型的智能家居系统及其设备，智能家居产品涵盖的内容也逐步向着更加丰富、
多元的内容发展。当前，国内的智能家居系统相较国外厂商起步较晚，市场上主流的产品并不能够完善得满足用户
的需求，甚至某些产品自身也有着许多暂时没有解决的问题，这在很大程度上阻碍了智能家居行业的发展。同时我
国的智能家居系统还缺乏规范的、统一的行业标准[1]，导致出现了许多互相不能兼容的产品标准[2]。
该检测报告所检测的毕业论文电子版与学生最终提交的毕业论文纸质版在内容上完全一致
现如今智能家居的未来发展，必然是基于多个领域的创新科技技术基础上，进一步克服和完善目前所出现的缺
陷与不足，并将智能家居系统能够做到更加得完善，功能也更加丰富、强大，能够进一步提高智能家居的舒适性与
安全性。
1.2 国内外研究现状
国外对于智能家居技术的研发起步相对较早[3]，现今有了较为完善的产品面世。自从世界上第一幢智能建筑
1984年在美国问世后[4]，欧美以及亚洲的经济发达国家都先后提出了智能家居的方案。在如此多年的研发过程中，
已有不少学者提出了许多具体的实施例子。与此同时全球各地也都加速了对智能家居技术的研发。
智能家居这一概念是首先是由美国人提出的，在此之后，各个国家都提出并开发了各自的智能家居系统，可以
说每个国家的系统都有着其不同的功能[5]。一般的智能家居系统的主要功能会有以下几种，集中控制、安防监控、
社区互动、家居娱乐、智能控制终端、环境监控等[6]。虽然有众多的国家开发者都在研发智能家居，但在智能家居
的发展过程中，美国对于其他国家而言，始终位于世界领先地位[7]。
国内对于智能家居这一方面的研发起步较晚，在千禧年左右才将智能家居的相关技术引入了国内，而在此之后
便有部分企业也参与到了智能家居的研发与推广的工作当中来。我国自主研制的智能家居产品，从2003年至2010年
间逐步渐应用于国内市场，现如今也已经形成了不小的市场规模。
目前，我国的智能家居市场具有以下几个特点[8]，首先是智能家居产品的销售有着巨大的市场潜力，这主要是
因为智能家居产品是在近几年才在我国逐步兴起的，民众对于这样新奇而实用的产品充满了好奇，这将导致市场的
迅速膨胀；其次是研发类似产品的厂家繁多，民众能够通过网购平台购买任何自己所需求的产品，十分快速便捷；
最后是由于目前我国还没有规定统一的国家标准，所有厂商都至少根据自身的技术与理解来研发产品，这使得大部
分的产品对于其他厂家的产品兼容性并不是很高。
1.3 主要研究内容与章节结构
基于智能家居现状和对国内外各类智能家居系统的了解，设计并且实现一个足够智能化同时具有一些目前受欢
迎的功能的智能家居系统是非常有必要的，该系统以一个MCU为主控制器，Android为主要平台，对智能家居系统进
行设计，通过调研所得到的用户需求确立了智能家居系统的主要模块功能，并且根据各个模块的业务需求完成软件
的程序设计。课题主要分为以下几个章节进行研究：
第一章是绪论，阐述了我国智能家居系统的研究背景与其重要性，并总结了该系统在国内外的当前的发展状
况，最后提出目前我国智能家居系统的主要研究方向以及本文的主要结构。
第二章则讲述了智能家居系统的设计过程中需要用到的传感器与技术。
第三章对于整个智能家居系统的设计需求进行了相应的分析，并将其分解为几个模块，最后是对这些模块进行
功能需求的描述以及框图展示。
第四章是对主要模块功能的解析，分别讲解了模块的实现流程、模块的函数设计，并将模块的硬件连接以表格
的形式进行了描述。
第五章是关于系统部署的过程以及调试，说明了系统部署的云平台以及部署过程、系统测试过程。
第2章 智能家居系统的关键组成技术
本章将重点阐述本毕业设计中涉及到的几个技术，涉及云平台、WiFi通信技术以和传感器技术等等。
2.1 云平台
云平台是提供云计算资源服务的平台，用户可以在平台中按需购买到云平台的计算力、存储空间和资源服务[9]
云平台通常具有以下特征：
用户不需要了解数据是如何进行处理的，也不需要知道是在哪里使用什么进行处理的，只需要知道，当用户需
要某种应用时，只需要向“云”发起命令，在很短的一段时间内，结果就将出现在用户所指定的屏幕上。
2.2 WiFi通信技术
WiFi是一种在1996年由澳洲的研究机构CSIRO提出的通信协议，是基于IEEE802.11系列协议标准实现的无线通信
技术[10]，同时也是目前世界上最为主流的WLAN技术标准。随着WiFi技术的不断发展与优化，当前主要有4种协议标
准，即802.11g、802.11b、802.11n和802.11a，同时有两个工作频段，分别为2.4GHz和5.0GHz。
2.3 Android平台开发介绍
Android Studio 即Google公司推出的一款Android集成开发软件。这款软件与Eclipse ADT有些类似，同时
Android Studio也提供了集成好的Android开发工具可以用于开发软件和调试功能。
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在JetBrains Intellij IDEA的基础上，Android Studio提供：
1、基于Gradle的构建支持。
2、Android 专属的重构和快速修复。
3、提示工具以捕获性能、可用性、版本兼容性等问题。
4、支持ProGuard 和应用签名。
5、基于模板的向导来生成常用的 Android 应用设计和组件。
6、功能强大的布局编辑器，可以让你拖拉 UI 控件并进行效果预览。
2.4 传感器技术
智能家居中的传感器通常是用于测量一些物理量，比如开关量、流量、速度、温湿度以及压力[11]。比如电表
是基于霍尔感应原理进行计量的，而水表、燃气表等则是基于流量进行运算以及累计得到的。同时由于图形图像识
别技术的发展，应用于人脸识别等领域的传感设备也在家居环境中出现。而在家居的安防体系中，最为常用的当属
火灾感应装置，其他类似的还有燃气泄漏感应、入侵感应等等。可燃气体探测与火灾感应已经是非常成熟的产品，
属于开关量信号。目前新型的家居传感器还有指纹、虹膜识别和声纹识别等。由此可见，传感器将会越来越多地运
用到计算与处理，会越来越多地涉及到智能化以及模糊化的运算[12]。
本章小结
本章主要列举了系统设计中将会使用到的关键技术，云平台、WiFi通信技术、传感器技术。并且简单介绍了各
个技术的基本概念。
第3章 智能家居系统方案
本课题是基于当前智能家居系统的发展方向以及计算机与传感器技术的迅速发展而提出的，课题的主要目标是
利用云服务技术与传感器技术来实现一个智能化的家居系统。
通过了解相关的信息和一些大牌的智能家居系统，发现大多数产品，基于简单方便的使用，都是将智能家居系
统以Android App的形式进行开发，并且大多数的应用都是围绕着家居控制和获取家庭数据来展开进行功能开发。本
课题将智能家居系统中一部分较为流行的功能进行设计实现，将整个系统分为五个功能部分，分别为门禁控制、灯
光控制、窗帘控制、数据采集、自动控制。同时该系统将会以Android App与云平台结合的方式进行开发。
3.1 系统总体设计方案
系统主要由门禁控制模块、数据采集模块、电器控制模块以及WiFi通信模块几部分组成。系统框图如图3-1所示
图3-1 系统框图
系统通过ESP8266 WiFi模块与云平台进行通信，云平台接收到手机APP数据后，将通过网络下发至单片机，当用
户在手机APP上进行操作时，单片机得到对应数据，并执行相应功能，同时单片机也会向云平台上传传感器数据，手
机通过网络就能够接收到传感器数据以及各电器当前状态。
3.2 软件流程设计方案
智能家居系统的软件流程图如图3-2所示，该流程图描述了系统的主要工作流程与思路。系统的运行模式为循环
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模式。系统上电，首先对各个模块进行初始化，初始化完成后尝试连接WiFi，连接成功后开始接收数据，当接收到
某个功能码时将开始执行对应程序，如果未收到功能码，程序将循环执行数据采集与指纹识别。
图3-2 软件流程图
接下来，将单独介绍各个模块具体的功能与操作方式。
3.3 门禁控制模块
门禁是作为家庭系统中最不可缺少的一部分[13]，在现代家庭环境中，人们最关心的就是家居安防系统中的门
禁系统。
系统的门禁使用指纹控制，用户在Android客户端进行增、删指纹操作，上传到服务器。在用户录入指纹时，选
择用户的ID号后即可进行录入指纹的操作，在客户端提示添加指纹成功后，即可使用用户添加的指纹解锁门禁。当
用户想要删除指纹时，只需要在客户端选择想要删除的指纹的ID号，即可删除对应指纹。同时也能够清空门禁所记
录的指纹。门禁系统的使用如图3-3所示。
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录入指纹：用户通过客户端进行录入指纹，选择ID号后将手指放置于指纹锁上，成功后客户端会显示相应信息。
识别指纹：用户将手指放置于指纹锁上，成功或失败都会在客户端上显示相应信息。
删除指纹：用户可在客户端上选择删除指纹，选择相应的ID号后即可删除，删除结果会显示在客户端上。
清空指纹：用户可在客户端上选择清空指纹，清空结果会显示在客户端上。
3.4 灯光控制模块
在传统的家庭环境中，想要开关一盏灯，必须走到对应的开关前按下开关才能够进行开关灯的操作。但在智能
化的家庭环境中，只需要在手机客户端中，点击对应的开关，即可在原地进行开关灯的操作，极大的方便了我们的
日常生活。
3.5 窗帘控制模块
和灯光控制相同，在传统的家庭环境中，想要拉上或是拉开窗帘，都必须走到窗帘旁进行操作，而智能化的家
居系统能够简化这些操作，使用户享受到舒适的家庭环境，所以在一款智能家居系统中，灯光与窗帘的控制是不可
或缺的一部分。
3.6 数据采集模块
家庭环境的各项数据同样是我们必须要知晓的，同时这些数据也能提供给其他电器进行对应的操作，比如温度
高了，可以自动打开风扇、空调制冷。湿度低了，则能够自动进行加湿。还有类似火灾预警、燃气泄漏预警等功
能。系统仅简单采集了的温湿度以及光照数据并将其发送到用户客户端以便用户随时查看。
3.7 自动控制模块
智能家居系统，必然要足够智能。在用户有限的操作中，应当要自动调整整个家庭环境，使其能够贴合用户的
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生活习惯，而不是简单的开关电器。系统的自动控制主要有三种：居家娱乐模式、离家模式和睡眠模式。用户可以
手动选择模式，系统将会自动调整家庭中的电器开关，以匹配用户的生活习惯。自动控制的框图如图3-5所示。
图3-5 自动控制框图
娱乐模式：用户可在客户端上选择，选择后将开启所有电器。
离家模式：开启后将关闭所有电器。
睡眠模式：开启后将关闭部分电器，拉上窗帘，并且可以设置时间唤醒。
本章小结
本章首先介绍了系统的框架图，讲述了硬件和软件的系统总体设计方案，以及各个模块的软件流程。结合系统
各个模块，讲述了系统的五个模块功能，并且介绍了各功能的大致流程以及执行方式。
第4章 智能家居系统的硬件设计
本章是对智能家居系统的硬件进行详细的设计，系统包含了单片机最小系统、门禁硬件模块、各电器硬件模块等。
4.1 单片机最小系统模块
系统选择的单片机CPU为STM32F407ZGT6，其最小系统板的板载资源有，两个状态指示灯，一个EEPROM芯片，一
个标准的LCD接口，一个USB转串口接口，1个SWD下载调试接口，一组5V、3.3V电源输入输出接口，两个功能按钮，
一个USB转TTL芯片CH340C，总计近100个IO口。
STM32F407ZGT6芯片拥有12个16位定时器，2个32位定时器，3个SPI、2个全双工I2S，3个IIC，6个串口，112个
通用IO口等资源[14]，足以满足智能家居系统的需求。
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图4-1 STM32F407ZGT6最小系统板
4.2 门禁控制模块的硬件模块
目前常见的几种门禁控制模块中，使用最为广泛的就是指纹识别模块。指纹识别模块识别效率高、价格低廉，
同时相对于其他模块更为安全，因此系统选择使用指纹识别模块进行门禁系统的制作。
系统选用的是ATK-301电容指纹识别模块，其模块接口定义如下：
指纹模块硬件连接如表4-1所示。其中，指纹模块LB301使用3.3V电压驱动，TX与RX分别连接单片机的PA3与PA2
引脚，即Uart2的RX与TX。该模块使用软件IIC与单片机进行通讯。
表4-1 指纹控制模块硬件连接
LB301 VCC TX RX GND V_TOUCH TOUCH_OUT
单片机 3.3V PA3 PA2 GND 3.3V 不接
4.3 灯光控制模块的硬件模块
系统选择最小系统板上板载的LED灯作为模拟灯光进行使用，其工作原理图如下：
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灯光硬件连接如表4-2所示：
表4-2 LED灯硬件连接
LED0 LED1
续表4-2
单片机引脚 PF9 PF10
GND GND GND
4.4 窗帘控制模块的硬件模块
系统使用28BYJ48步进电机模拟窗帘开合使用的电机，并选择ULN2003驱动芯片对步进电机进行驱动。系统使用
步进电机时，选择四相八拍进行工作，相数即为产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。拍数则是完成一个磁场周
期性变化所需要的脉冲数，或者是电机转过一个齿距角所需的脉冲数。ULN2003驱动模块原理图如下所示：
图4-4 ULN2003驱动模块原理图
窗帘控制模块的硬件连接如表4-3所示：
表4-3 窗帘控制模块硬件连接
步进电机 一相 二相 三相 四相
单片机 PF12 PF1 PB15 PF0
4.5 数据采集模块的硬件模块
系统使用的数据采集传感器分别有，DHT11温湿度传感器与GY-30光照传感器。
DHT11温湿度传感器为数字信号输出，拥有超快响应、抗干扰能力强等优点，同时价格低廉，因此系统选择
DHT11温湿度传感器对于温湿度信息进行采集。
GY-30光照传感器具有光强数字转换器，能够直接输出数字数据，避免复杂的计算，同时拥有接近视觉灵敏度的
分光特性，因此系统选择其对光照强度数据进行采集。
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数据采集模块的硬件连接如表4-4与表4-5所示：
表4-4 光照强度采集模块硬件连接
BH1750 VCC GND SCL SDA
单片机 5V GND PB6 PB7
表4-5 温湿度采集模块硬件连接
DHT11 VCC GND DATA
单片机 3.3V GND PF2
4.6 WiFi模块的硬件模块
系统使用ESP8266 TTL转WiFi模块与云平台进行通信，以达到使用手机远程控制单片机的目的[15]，该模块使用
TTL与单片机进行通信，通过内置TCP/IP协议栈，来实现串口与WiFi之间的转换[16]。通过使用该模块，只需简单配
置，即可让传统的串口设备通过网络传输数据。其硬件原理图如下：
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图4-7 ESP8266原理图
ESP8266 WiFi模块的硬件连接如表4-6所示：
表4-6 ESP8266 WiFi模块硬件连接
ESP8266 VCC GND TXD RXD RST IO_0
单片机 5V GND PB11 PB10 PF6 PC0
本章小结
本章主要阐述了智能家居系统的硬件模块设计，对各硬件模块的选用原因进行了说明，并展示了其原理图与硬
件连接表。 对选择指纹识别模块作为门禁的原因进行阐述，展示了灯光模块的原理图，对窗帘模块所使用的
28BYJ48步进电机以及其驱动进行了说明，对DHT11与GY-30传感器的优势进行了分析，最后介绍了WiFi模块ESP8266
及其硬件连接表。
第5章 智能家居系统的软件设计
课题采用C语言+Android App开发+云端服务平台开发，将整个系统分为两大部分，用户客户端（APP）与单片
机。
用户客户端能够使用各种功能对智能家居进行管理，同时能够获得家庭环境的各项数据。单片机主要实现用户
在客户端上的各种操作，驱动控制各个硬件。下面将介绍主要的几个模块的设计与实现。
5.1 门禁控制模块的软件设计
5.1.1 模块流程
门禁模块指纹录入如图5-1所示，用户通过手机客户端选择录入指纹，并选择好ID号后，将手指放在指纹锁上即
可自动录入指纹，待手机客户端显示录入状态后即可松开。使用门禁时，只需将录入过指纹的手指放置在指纹锁
上，即可自动对已保存的指纹进行校验比对，校验通过后会将标志位置1并发送至云端平台，然后从云端平台再下发
至手机客户端，并且在本地将居家娱乐模式标志位置1，启动娱乐模式。
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图5-1门禁模块指纹录入流程图
指纹模块删除指纹流程如图5-2所示，用户通过点击手机客户端上的删除指纹按键，并选择对应ID号进行指纹删
除的操作，完成操作后即可自动删除指纹，成功删除后将会把删除成功的标志位置1并上传至云端平台，然后从云端
平台下发至手机客户端，最终在手机客户端上显示出删除指纹成功字样，删除失败也是如此。
指纹模块清空指纹流程如图5-3所示，用户通过点击手机客户端上的清空指纹按键，即可一键清空已保存的所有
指纹。执行操作后单片机将会把对应的状态上传至云端并由云端下发至手机客户端，显示诸如清空成功或失败等字
样。
图5-2 门禁模块指纹删除流程图
图5-3 门禁模块指纹清空流程图
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5.1.2 模块函数设计
门禁控制模块的核心函数如图5-4所示，该模块由模块初始化、添加指纹、删除指纹、刷指纹以及显示错误代码
几个函数组成。
函数LB301_Init完成了模块的初始化工作，函数Add_FR实现了添加指纹的操作，函数Del_FR则提供了删除指纹
的操作，函数press_FR实现了刷指纹的功能， ShowErrMessage函数负责显示错误代码。
5.2 灯光控制模块的软件设计
5.2.1 模块流程
灯光控制模块流程如图5-5所示，该模块流程由手机客户端与单片机通过云端交互完成，用户通过手机客户端选
择要开启或关闭的灯，手机客户端将数据包发送至云端，再由云端下发至单片机，单片机接收到数据后解码，在单
片机接收到开关灯数据后，将会输出对应的高低电平，以关闭或开启LED灯[17]。同时再将数据回传至云端，通过云
端下发到手机客户端，手机客户端再解码数据后得到灯光当前所对应的状态值，最后反馈到相应的按键上。
5.2.2 模块函数设计
灯光控制模块的核心函数如图5-6所示，该模块的使用宏定义进行操作，直接对外输出高低电平点亮LED。
函数LED_Init为初始化配置函数。
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5.3 窗帘控制模块的软件设计
5.3.1 模块流程
窗帘控制模块的流程如图5-7所示，该模块流程由手机客户端与单片机通过云端交互完成，用户通过手机客户端
开启或关闭窗帘，手机客户端将数据包发送至云端，再由云端下发至单片机，单片机接收到数据后解码，在单片机
接收到开关灯数据后，将会执行对应动作驱动步进电机，以开启或关闭窗帘。同时再将数据回传至云端，通过云端
下发到手机客户端，手机客户端再解码数据后得到窗帘当前所对应的状态值，最后反馈到相应的按键上。
5.3.2 模块函数设计
窗帘控制模块的核心函数如图5-8所示，该模块主要是由控制电机的正反转、电机停转以及初始化电机这四个函
数构成。
函数Motor_Init完成了对于模块的初始化，函数motor_ccw与函数motor_cw对应的是窗帘的拉合动作。
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5.4 数据采集模块的软件设计
5.4.1 模块流程
数据采集模块的流程如下图5-9所示，该模块流程由手机客户端与单片机通过云端交互完成，单片机驱动传感器
采集屋内数据，并通过网络上传至云端平台，云端平台下发数据到手机客户端，用户可在手机客户端实时查看相应
数据。
5.4.2 模块函数设计
温度与湿度的数据采集所使用到的函数如图5-10所示，该模块主要由DHT11_Read_Data函数和DHT11_Check函数
等组成。
函数DHT11_IO_OUT的作用是改变引脚配置为输出，函数DHT11_IO_IN的作用是改变引脚配置为输入，DHT11_Init
是初始化函数，DHT11_Rst是复位函数，DHT11_Read_Data以及DHT11_Read_Byte和DHT11_Read_Bit都是读取数据的函
数，DHT11_Check则是用来进行校验数据的函数。
图5-10 数据采集模块核心函数图
光照强度采集的核心函数如图5-11所示。
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本章小结
本章主要是介绍了各个模块的主要工作流程与其实现的过程，其中包括模块流程、模块函数设计、模块硬件连
接设计这三个方面。对于各个模块的流程进行了一定的讲解，并且介绍了模块部分核心函数与其实际实现的效果，
模块的硬件连接表格介绍各个模块硬件与单片机所对应的引脚。
第6章 智能家居系统的部署与测试
本章将进行智能家居系统的测试工作，测试各个模块的硬件是否存在问题以及与云平台之间的通信是否正常。
6.1 系统硬件实物
系统硬件实物图如图6-1所示，单片机左侧有一个由ULN2003芯片进行驱动的步进电机，步进电机旁是ESP8266
WiFi模块，步进电机的下方则是GY-30光照传感器，在单片机的右方是DHT11温湿度传感器，其右方是0.96寸的
OLED，系统最下方的是ATK-301指纹识别模块。
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图6-1 硬件实物图
6.2 测试环境
本次测试所使用的云平台为机智云平台，单片机使用的是正点原子stm32F407ZGT6最小系统板。客户端采用
Android 12系统的小米11手机，以及搭载Win10系统的PC机一台。
6.3 功能测试
该智能家居系统中，需要进行测试的模块主要包括灯光控制、窗帘控制、门禁控制、数据采集、自动控制模
块。各模块的测试用例如表5-1所示：
表6-1 系统测试用例汇总表
模块 测试编号 测试用例名称
灯光控制
GD-01 LED0开启测试
GD-02 LED0关闭测试
GD-03 LED1开启测试
GD-04 LED1关闭测试
GD-05 LED0与LED1同时开启测试
GD-06 LED0与LED1同时关闭测试
窗帘控制 GD-07 窗帘开启测试
GD-08 窗帘关闭测试
门禁控制
GD-09 指纹录入测试
GD-10 指纹识别测试
GD-11 指纹删除测试
GD-12 指纹清空测试
数据采集
GD-13 温度采集测试
GD-14 湿度采集测试
GD-15 光照强度采集测试
自动控制 GD-16 娱乐模式测试
GD-17 离家模式测试
自动控制 GD-18 睡眠模式测试
GD-19 唤醒模式测试
由于测试用例过多，后面将只对各个模块的部分用例进行说明。
6.2.1 灯光控制模块测试
客户端中LED0开启功能（编号GD-01），打开手机客户端，待连接上云平台后，LED0默认为关状态，点击按键，
开启LED0，模拟设备LED0为开状态并且收到数据true即为成功。如图6-2所示。
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图6-2 云平台模拟设备界面
客户端中LED0关闭功能（编号GD-02），再次点击按键，关闭LED0，模拟设备LED0为关状态并且收到数据flase
即为成功。如图6-3所示。
图6-3 云平台模拟设备界面
LED1开启测试（编号GD-03），用户点击客户端中LED1按键开启LED1，模拟设备LED1为开状态并且收到数据true
即为成功。如图6-4所示。
图6-4 云平台模拟设备界面
LED1关闭测试（编号GD-04），用户点击客户端中LED1按键关闭LED1，模拟设备LED1为关状态并且收到数据
false即为成功。如图6-5所示。 
图6-5 云平台模拟设备界面
LED0与LED1同时开启测试（编号GD-05），用户点击客户端中LED0与LED1按键开启LED0、LED1，模拟设备LED0与
LED1为开状态并且收到两个数据true即为成功。如图6-6所示。
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图6-6 云平台模拟设备界面
LED0与LED1同时关闭测试（编号GD-06），用户点击客户端中LED0与LED1按键关闭LED0、LED1，模拟设备LED0与
LED1为关状态并且收到两个数据false即为成功。如图6-7所示。
图6-7 云平台模拟设备界面
6.2.2 窗帘控制模块测试
窗帘开启测试（编号GD-07），用户点击客户端中窗帘按键开启窗帘，模拟设备窗帘为开状态并且收到数据true
即为成功。如图6-8所示。
图6-8 云平台模拟设备界面
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窗帘关闭测试（编号GD-08），用户点击客户端中窗帘按键关闭窗帘，模拟设备窗帘为关状态并且收到数据
false即为成功。如图6-9所示。
图6-9 云平台模拟设备界面
6.2.3 门禁控制模块测试
指纹录入测试（GD-09），用户在客户端中选择录入指纹，模拟设备指纹锁状态切换到录入指纹并且收到数据
“录入指纹”即为成功。如图6-10所示。
图6-10 云平台模拟设备界面
睡眠模式测试（编号GD-18），在客户端中选择睡眠模式后，将会关闭部分电器，此时客户端的模式栏将显示睡
眠字样，并且模拟设备也会收到数据“睡眠”，此时即为测试成功。如图6-2
本章主要是包含了整体硬件以及对整个智能家居系统进行了功能性测试，分别对各个模块功能进行了单独测
试。对灯光控制模块进行了开关测试，对窗帘控制模块进行了开合测试，对门禁控制模块进行了指纹录入与删除的
测试，对自动控制模块的总体功能进行了测试，并展示了系统的硬件实物图。在测试过程中也对各模块的功能及使
用方式进行了介绍。
总结与展望
现如今智能家居系统作为一个热门的话题，本文在基于此背景下设计了灯光控制、窗帘控制、门禁系统以及自
动控制等功能并且配置了一个相应的Android App以进行控制。本课题实现了一个小型且轻量的智能家居系统，并能
够在此基础上进行开发与功能的扩展。本毕业设计的主要工作内容与成果如下：根据对国内外智能家居系统现状进
行了调研，了解到当前市面上智能家居系统的发展趋势和主要问题。
（1）基于对目前市场上的智能家居系统进行分析得到的结果，确立了基于单片机+云平台+Android客户端的设
计架构，并且将所使用到的主要技术进行了解和介绍。
（2）通过对智能家居系统的目标进行分析，将各个模块的功能进行条理性的需求分析，得到需求框图，从而得
出系统的总体设计框架。
（3）设计了智能家居系统的执行逻辑，完成了各个硬件模块间的耦合与功能设计，并以代码进行实现，在完成
了课题之后进行了测试工作，将所有模块的测试结果保存并予以分析。
智能家居系统是兼具实用性与发展前景的课题，本设计以家居的智能化和便捷化为基础，实现了一个智能家居
系统。但由于能力与时间等方面的限制因素，该系统设计并不完美，许多地方存在着问题，在此之后也将继续制作
并完善系统。同时，也希望能够借此锻炼自己，能够在之后的工作过程中增强自己的能力。
作者：QQ1694456187
