CN102694707A - 基于蓝牙和Android技术的家居信息系统与监测控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明利用传感器技术、短距离无线通信技术、Android技术和WEB服务器技术，针对现有系统不足而提出的提供一种基于蓝牙和Android技术的家居信息系统与监测控制方法。本系统由Android主机、无线网桥、安防传感器、遥控电力开关、医疗传感器和后台服务器构成，集成了遥控电力开关、家庭安防报警、人体健康数据采集等功能，具有远程布防撤防、远程软件更新等功能，满足了现代家庭对于安全、便捷、健康生活的要求。整个系统包括为安防、电力、医疗三大核心子系统，配以运行管理、报警控制、远程备份等模块，以核心数据库为纽带实现了数据交换、报警执行、数据备份、远程管理等功能。

Description

基于蓝牙和Android技术的家居信息系统与监测控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于蓝牙和Android技术的家居信息系统与监测控制方法，属于家居信息化领域。

背景技术

近年来，家居安防安全、人体健康监测和家居生活便捷成为家庭生活关注的重要目标。而传统的家居应用平台虽然已经出现了一段时间，但存在以下缺点：其一，现有平台的功能比较单一，大多数平台主要集中在安防安全功能上，极少数集中在人体健康监测上；其二，这些平台往往采用专用和定制软硬件，系统成本高、人机交互不方便、外观选择少、应用扩展性差等问题；其三，这些平台监测信息种类比较单一，支持的外部传感器比较少、传感器位置信息不清楚、反向控制能力弱等问题；第四，现有平台远程软件功能升级能力差、监测数据的远程备份能力弱、进行可运营可管理的能力差等诸多问题。

针对现有家居系统应用存在的问题，在物联网传感技术、短距离无线通信组网技术、Android移动互联网平台技术、WEB服务器技术条件支持下，本发明针对现有智能家居应用系统整体成本、用户交互、应用扩展、功能单一的不足，提出了一种新的基于蓝牙和Android技术的家居信息系统与监测控制方法。

发明内容

1、本智能家居信息系统由Android主机、无线网桥、安防传感器、遥控电力开关、医疗传感器和后台服务器构成，实现安防子系统、电力子系统、医疗子系统、报警控制、运行管理、控制与备份应用：

2、安防子系统中安防节点为安防无线传感器，入网时由用户选择输入的信息可方便用户在收到报警时辨识触发异常的传感器的种类和位置，完成入网后用户还可选择单独设置节点的报警方式。

3、电力子系统中电力节点为无线电力开关，入网时由用户选择输入信息可方便用户更加准确地理解与控制电力开关。

4、报警控制主要负责对各种报警方式的设置和一个后台服务，具体包括：报警硬件支持、报警记录查看、短信设置、电话设置、拍照和录像设置、报警间隔时间设置，其中报警硬件支持需要用户在初装本系统时根据自身硬件条件选择可支持的报警方式，报警记录综合了医疗和安防子系统的异常记录，短信设置和电话设置供用户设置报警时要拨打的号码和发送短信的号码，录像和拍照设置供用户选择报警时的摄像头动作，报警间隔设置供用户设置两次连续报警的间隔时间。

5、Android主机与无线网桥、医疗传感器节点蓝牙配对时，首先搜索周围蓝牙设备，其次发送配对请求，再次收到远程蓝牙回应弹出对话框输入PIN码，实现在Android主机上的入网登记，最后保存蓝牙相关信息到数据库中。

6、Android主机连接无线网桥和医疗节点，通过蓝牙接收数据，并判断数据类型；若为医疗数据，数据是否正常，异常则根据用户选择的报警方式进行报警；若为安防数据，根据通知报警进程；若为电力数据，执行控制电力开关。

7、Android主机通过GPRS/3G/WIFI/以太网连接服务器，进行软件远程更新、数据远程备份、数据远程恢复等，支持短信和网络等遥控，控制医疗子系统的开关、安防子系统的撤防和布防、电力子系统的开和关。

8、基于蓝牙和Android技术的家居信息系统监测控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将无线网桥上电，通过蓝牙与Andriod主机通信，完成无线网桥的入网绑定工作；

步骤二、将安防传感器节点、无线电力开关节点、医疗传感器节点由用户手动操作入网，用户根据传感器节点的类型、位置、使用者、报警上下限等设定相应的信息，完成整个系统传感类节点入网工作；

步骤三、安防传感器节点触发感知异常后，通过无线网桥将异常信息上报Andriod主机，主机将报警信息存入数据库，根据用户设置触发无线网桥蜂鸣器报警、拍照录像、短信报警、预设电话拨号报警；

步骤四、无线网桥解码用户遥控电力开关的按键控制信息，并传递给Andriod主机，Android主机识别该信息，保存控制记录，并转发该控制信息给无线网桥，由无线网桥完成信息校验后发射出去，遥控电力开关收到相应信息后执行控制动作；

步骤五、医疗传感器采集用户血压、脉搏、血糖、心率、体温等数据，通过蓝牙上传给Android主机，Android主机将相关数据存入数据库，并根据用户设置触发无线网桥蜂鸣器报警、短信报警、预设电话拨号报警；

步骤六、Android主机自动根据用户的设置将正常和异常记录上传到服务器，并接收设定用户的遥控短信，完成安防子系统、电力子系统、医疗子系统的远程布防、撤防；

步骤七、服务器完成Andriod系统和接入认证，数据解析，存储，Android系统软件更新的服务器存储，用户WEB登录认证，数据显示。

本发明的优点：

1．本发明的安防子系统、电力子系统、医疗子系统共用Android主机，安防子系统和电力子系统共用无线网桥和遥控器，整个系统功能强大多样，而且成本很省。

2．系统采用Android 主机作为核心控制与人机交互平台，可以提供多种增值服务，提供良好的人机交互功能，Android主机方便用户其他程序的安装，满足用户个性化的使用需求。

3．基于Android主机应用的医疗子系统可方便安装在用户Android手机上，其携带的蓝牙医疗传感器数据能直接与用户Android手机通信，自动触发本地和远程报警，保障使用者的健康安全。

附图说明

图1是本发明实施例的系统组成示意图图。

图2是本发明实施例的报警后台服务进程报警流程图。

具体实施方式

一、发明内容2中的安防节点入网实施方法如下：用户点击安防系统菜单的“节点入网”图标开始入网，系统弹出提示对话框等待用户触发一次需要入网的传感器，触发后使系统捕获到节点MAC地址，之后弹出界面要求用户选择该节点的“放置位置”、“类型”和“是否可撤防”，最后将以上信息记录于数据库中完成入网。其中某些特殊传感器系统会自动将其“是否可撤防”选项选择为“否”并且不能更改。

二、发明内容3中的电力节点入网实施方法如下：用户点击电力系统菜单的“节点入网”图标开始入网，用户按一次要控制该节点的遥控器按键，系统捕获到遥控器按键的MAC地址后会弹出开关信息选择界面，此时用户需按遥控电力开关进入学码状态，此时Android主机会将经过一定计算的遥控按键MAC地址以一定频率通过蓝牙向外发送，若干秒后遥控电力开关收到编码学习成功，然后用户在当前界面上选择“开关位置”和“功能”，最后确认，系统会将节点信息存入数据库。

三、发明内容4中的报警控制实施方法如下：报警后台Service负责在收到报警后执行报警动作，其中含有若干Thread，每个Thread执行一种报警动作，执行报警流程如下：

①在收到运行管理发来的Broadcast后，首先会关闭报警开关（不进行任何报警动作）打开报警间隔计时器mTimerTask1=new TimerTask1();

timer1.schedule(mTimerTask1,INTERVAL*1000);//启动定时器

定时时间根据用户设置的报警间隔时间，计时器到时后会重新打开报警开关；

②根据收到的报警节点MAC地址读取数据库中该节点的其他信息到内存中：

读取其MAC地址

Cursorc=queryTableByName(SECURITY_EXCEPTION_TABLE);

读取其在控制表中的“位置”、“类型”、“报警方式”信息

Cursorc=queryTableByName(SECURITY_CONTROL_TABLE);

③启动一个带有异常节点信息的Toast通知用户

String textToShow="收到位于"+location+"的"+node_type+"发来的警报！";

Toast.makeText(AlarmService.this,textToShow,Toast.LENGTH_LONG).show();

④根据读取的用户设置的报警方式启动以下1-3个Thread执行报警动作；

⒈短信报警Thread：依次向设置好的号码发送含有异常节点“位置”和“类型”信息，利用如下系统API发送短信：

SmsManager smsManager=SmsManager.getDefault();

ArrayList<String>messageArray=smsManager.divideMessage(message);

smsManager.sendMultipartTextMessage(phone_number,null,messageArray,null,null);短信中会携带异常节点的“位置”和“类型”信息；

⒉电话报警Thread：依次向设置好的号码拨打电话，持续若干秒后自动挂断，并且对设置其中的号码执行自动接听：

首先需利用java的反射机制实现挂断电话功能，在工程中添加ITelephony.aidl文件，并对类ITelephony进行初始化；

然后向系统自带拨号程序发出拨号Intent：

Intent DialIntent=new Intent(Intent.ACTION_CALL,Uri.parse("tel:"+dial_phone_number));

DialIntent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);

startActivity(DialIntent);

最后根据用户设置在延迟若干秒后挂断电话：

iTelephony=(ITelephony)getITelephonyMethod.invoke(telMgr,(O bject[])null);

iTelephony.endCall();

实现自动接听：

创建类class MyPhoneStateListener extends PhoneStateListener

在其中加入接听方法：

iTelephony=(ITelephony)getITelephonyMethod.invoke(telMgr,(Object[])null);

iTelephony.silenceRinger();//关掉电话铃

iTelephony.answerRingingCall();//接起电话

3.拍照和录像报警Thread：根据用户的选择，在节点异常时利用Android设备摄像头拍1张照片或录5秒种MPEG4格式（依赖设备摄像头有所不同）视频：

启动拍照Activity

Intent takepic_intent=new Intent("ehome.alarm.service.TAKE_PIC");

sendBroadcast(takepic_intent);

启动录像Activity

Intent record_video_intent=new Intent("ehome.alarm.service.RECORD_VIDEO");sendBroadcast(record_video_intent)。

四、发明内容5中Android主机蓝牙状态监控、搜索、配对、解除配对操作实施方法如下：

通过广播BroadcastReceiver类获取蓝牙状态情况，比如某个蓝牙连接上或某个蓝牙断开了等；

通过BluetoothAdapter类实例的startDiscovery()搜索周围蓝牙设；

通过BluetoothDevice.getClass().getMethod(“createBond”)获取配对的系统方法，进行配对；

通过BluetoothDevice.getClass().getMethod(“removeBond”)得到解除配对的方法。

五、发明内容6的具体实现如下：

Android主机初始化蓝牙连接线程和数据接收线程；启动医疗传感器和无线网桥两种连接线程，循环判断每个已配对蓝牙是否连接上，如果该蓝牙已经连接上则转为判断下一个，否则对此蓝牙的进行尝试连接；启动医疗传感器和无线网桥两种数据接收线程，循环判断每个已配对蓝牙是否连接上；如果已经连接上，就检查通道里面是否有数据并读取，否则操作下一个蓝牙；

无线网桥上运行有数据接收线程，接收到的数据进行解析，判断出是安防数据还是电力数据；如果为安防节点的数据，则根据当前的安防撤布防状态进行报警；如果为电力节点数据，则执行相应的电力控制。

六、发明内容7实现如下：

首先添加权限<uses-permission android：name=”android.permission.INTERNET”/>

①软件远程更新，主要是Android主机访问Tomcat服务器

Android主机从服务器上获取带有软件最新信息的xml文件的数据流：

HttpDownloader hd=new HttpDownloader();

String src=hd.download(“IP path”);获取数据流

Android主机通过SAX进行解析，通过如下语句：

SAXParseFactory factory=SAXParseFactory.newInstance();建立解析器工厂

XMLReader reader=factory.newSAXParser().getXMLReader();获得XMLReader

SAX：全称Simple API for XML,是事件驱动型XML解析的一种标准接口，对文档进行顺序扫描，当扫描到文档开始与结束、元素开始于结束等地方时通知事件处理函数，由事件处理函数做相应的动作，然后继续同样的扫描，知道文档结束；

根据用户从软件信息列表中的选择，通过http进行下载软件到本地并安装

URL fileurl=new URL(“file ip path”);获取URL对象

URLConnection filecon=fileurl.openConnection();

filecon.connect();开始连接

InputStream inputs=filecon.getInputStream();获取输入流对象

将流保存到临时文件file

type=”application/vnd.android.package-archive”;APK文件的MimeType，

调用系统API：

Intent intent=new Intent();创建意图

intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);

intent.setAction(android.content.Intent.ACTION_VIEW);

intent.setDataAndType(Uri.fromFile(file),type);设置文件路径和类型

startActivity(intent);启动意图，调用系统API进行安装文件

②远程备份

远程备份支持手动操作，和定时备份；

a.定时：android的AlarmManage的AlarmManagerService服务提供定时服务；它有三个方法cancel(PendingIntent operation)；取消定时

set(int type,long triggerAtTime,PendingIntent operation)；注册一个新的定时

setRepeating(ing tpe,long triggerAtTime,long interval,PendingIntent operation)；注册一个重复类型的定时

b．备份采用网络tcp通信：

客户端，Andriod主机尝试连接服务器；

服务器，接收到有客户端连接后，通过fork建立进程，让子进程来处理这个客户端；

客户端，成功后建立socket通道，发送客户ID以及需要备份文件的文件名和哈希值；

服务器，子进程从网络通道读取数据，并解析，符合数据规范，则通过send函数发送消息给客户端，回应客户端服务器已经准备就绪；

客户端，接收到服务器回应之后，发送文件，循环写入数据到网络通道里；

服务器，从通道读取文件数据，写入本地文件中；接收完成后，验证文件的哈希值是否改变，如果和客户端传来的哈希值一样，则接收正确；回应客户端接收文件正确；解析文件内容，若为多媒体文件，则保持到相应的文件夹里面，若为安防和医疗采集的数据或配置信息，则保持到数据库中。操作完后退出子进程；

客户端，接收到服务器回应，文件传送正确，退出。

③短信遥控

首先获取读取短信权限

<uses-permission android:name="android.permission.READ_SMS"></uses-permission>

其次，注册一个专门过滤短信广播的广播接收器；

IntentFilter intentFileter=new IntentFilter();创建一个意图

intentFilter.addAction(RemoteConstant.SMS_ACTION);添加一个短信过滤器

registerReceiver(receiver,intentFilter);注册短信监听器

最后，在BroadcastReceiver中的onReceive方法中获取接收到的短信的手机号、内容。验证号码是否为已经在Android主机中记录的电话号码，正确则解析短息内容，执行相应的操作(比如安防布或撤防，医疗开启或关闭，电力开启或关闭)；否则忽略这条短信。

Claims (7)

1.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于，智能家居信息系统，由Android主机、无线网桥、安防传感器、遥控电力开关、医疗传感器和后台服务器构成，实现安防子系统、电力子系统、医疗子系统、报警控制、运行管理、控制与备份应用。

2.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于安防子系统入网时会记录节点的“位置”、“类型”、“是否可撤防”信息；安防子系统“节点退网”即为删除所选节点的信息，使得Android主机对于该节点的报警不再做任何响应；“节点修改”可以修改已记录的节点信息，“异常记录”可以查看安防节点每次报警产生的记录；“报警设置”需要用户在此选择节点异常时所要执行的报警动作。

3.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于电力子系统入网时会记录电力节点的“位置”、“功能”；电力“节点退网”即为删除所选节点的信息，使得Android主机对于该节点的控制信息不再做任何响应；“节点修改”可以修改已记录的节点控制信息。

4.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于报警控制需要用户设置系统报警硬件支持能力，可以控制无线网桥蜂鸣器报警时鸣叫的时间，报警记录查看以及其他用户可选的报警方式：电话报警、短信报警、录像或拍照。

5.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于Android主机与无线网桥、医疗传感器节点蓝牙配对时，首先搜索周围蓝牙设备，其次发送配对请求，再次收到远程蓝牙回应弹出对话框输入PIN码，实现在Android主机上的入网登记，记录有入网时的MAC地址，设备类型，入网时间、使用者姓名等信息，最后保相关信息到数据库中。

6.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统，其特征在于Android主机通过GPRS/3G/WIFI/以太网连接远端应用服务器，进行软件远程更新、数据远程备份、数据远程恢复，支持短信和网络方式进行远程遥控。

7.基于蓝牙和Android技术的家居信息系统监测控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将无线网桥上电，通过蓝牙与Andriod主机通信，完成无线网桥的入网绑定工作；

步骤二、将安防传感器节点、无线电力开关节点、医疗传感器节点由用户手动操作入网，用户根据传感器节点的类型、位置、使用者、报警上下限等设定相应的信息，完成整个系统传感类节点入网工作；

步骤三、安防传感器节点触发感知异常后，通过无线网桥将异常信息上报Andriod主机，主机将报警信息存入数据库，根据用户设置触发无线网桥蜂鸣器报警、拍照录像、短信报警、预设电话拨号报警；

步骤四、无线网桥解码用户遥控电力开关的按键控制信息，并传递给Andriod 主机，Android主机识别该信息，保存控制记录，并转发该控制信息给无线网桥，由无线网桥完成信息校验后发射出去，遥控电力开关收到相应信息后执行控制动作；

步骤五、医疗传感器采集用户血压、脉搏、血糖、心率、体温等数据，通过蓝牙上传给Android主机，Android 主机将相关数据存入数据库，并根据用户设置触发无线网桥蜂鸣器报警、短信报警、预设电话拨号报警；

步骤六、Android主机自动根据用户的设置将正常和异常记录上传到服务器，并接收设定用户的遥控短信，完成安防子系统、电力子系统、医疗子系统的远程布防、撤防；

步骤七、服务器完成Andriod系统和接入认证，数据解析，存储，Android系统软件更新的服务器存储，用户WEB登录认证，数据显示。

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