摘 要

伴随着物联网产业欣欣向荣的发展，智能家居慢慢走进了寻常百姓的生活。相较于以前复杂又昂贵的系统，智能家居逐渐走向了多功能，便宜又实用的路线。人们厌恶风险，所以家庭环境监测显得尤为重要。智能手机的快速普及，也让智能手机操作系统市场风生水起，其中以Android操作系统最为火热。我们将如今炙手可热的两个元素结合起来，智能家居 Android必将有非常广阔的前景。

本文主要实现了基于树莓派平台下的家庭环境智能监测系统，系统通过树莓派端传感器获取信息并发送给安卓手机端。本系统界面友好、操作便捷具有良好的可扩展性和可维护性；系统经过测试、可以稳定运行、能够满足手机用户的基本需求。

关键词：树莓派；智能家居；MQTT；Android

Abstract

Along with the development of the iot industry, the smart home is slowly moving into the lives of ordinary people. In contrast to the complex and expensive system, the smart home is moving towards the multi-functional, inexpensive and practical route. People hate risk, so it's important to monitor household environment. The rapid spread of smartphones has also helped the smartphone operating system market and the Android operating system is the most popular. We're going to combine the two elements that are hot today, and the smart home Android will have a lot of promise.

This paper implements family environment intelligent detection system based on the raspberries pie platform, the system obtain information from raspberry pie sensor and sent to the android mobile terminal. The system interface is friendly and easy to operate with good scalability and maintainability. The system is tested, stable and able to meet the basic needs of mobile users.

Key Words：Raspberry Pie；Smart Home；MQTT；Android

目 录

第1章 系统概述 1

1.1 课题研究的背景及意义 1

1.2 目前国内外相关研究和发展趋势 1

1.3 研究内容 2

1.4 技术特色 3

第2章 技术简介 4

2.1 MQTT 4

2.2 树莓派端 4

2.3 DHT11温湿度传感器 5

2.4 火情传感器 6

2.5 Android端 7

第3章 系统可行性分析与需求分析 8

3.1 可行性分析 8

3.1.1 技术可行性 8

3.1.2 经济可行性 8

3.1.3 操作可行性 8

3.2 需求分析 9

3.2.1 功能需求 9

3.2.2 性能需求 9

第4章 系统设计 11

4.1 树莓派获取数据模块 11

4.2 树莓派传送数据模块 12

4.3 Android端设计模块 15

第5章 系统测试 17

第6章 总结与展望 20

参考文献 21

致 谢 22

第1章 系统概述

1.1 课题研究的背景及意义

在国家发展“十二五”规划中，智能家居成为了物联网技术中的第三大应用领域，物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，智能家居正在成为一个大的产业，它蕴藏着巨大的市场潜力。

智能家居到底是什么呢？智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活的有关设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

随着科学技术的持续发展，社会信息化程度越来越高。“三网合一”，“三屏合一”等概念不断被提出，智能家居也因此成为未来家居的发展方向。在智能家居系统中，对室内环境的监测也是一个重要的内容。智能手机的普及，其拥有高速的稳定的数据传输能力，可以通过WIFI及4G与外设进行无线连接。基于此，可以利用树莓派个人电脑加上各式各样的传感器制成一个监测设备并与智能手机建立连接，可以通过局域网向手机发送信息，达到对室内环境信息的掌控的效果。

与普通的家居相比，智能家居不仅具备传统的居住功能，提供舒适温馨，高效安全的高品位生活环境，还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智慧协助能力的体贴的生活帮手，进一步优化住户的生活质量。有了智能家居的帮助与陪伴，我们的生活质量将会不断提高，幸福指数也会逐步增加，这对于我们建设“幸福中国”有着重大的意义。

1.2 目前国内外相关研究和发展趋势

智能家居这个概念最早是在1984年被提出的，伴随着世界上第一栋智能建筑的诞生，这个话题一直到30多年后的今天仍然保持着应有的热度和活力。2016年，全球范围内信息技术创新不断加快，信息领域新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，成为日益活跃的消费热点。

智能家居最初的发展主要以电器远程控制为主，随着行业的发展，智能控制的功能越来越多，不断延伸到家庭安防报警、背景音乐、可视对讲、门禁指纹控制等领域，可以说智能家居几乎可以涵盖所有传统的弱电行业，市场发展前景诱人，因此和其产业相关的各路品牌不约而同加大力度争夺智能家居业务，市场渐成春秋争霸之势。

我国市场规模庞大，正处于居民消费升级和信息化、工业化、城镇化、农业现代化加快融合发展的阶段，信息消费具有良好发展基础和巨大发展潜力。相关机构预测，随着技术的成熟和设备的智能化，一场电子革命即将到来，到2018年，中国智能家居市场规模将会达到225万亿元。在二级市场上，智能家居概念异军突起，大幅上涨，市场前景广阔，有望成为市场下一个风口。

同样的，智能家居的发展也有许多问题，例如商家炒作概念，滥用标准；维护跟不上，所购置的设备亟待更新换代，都成了摆设；功能不务实并且昂贵，智能家居成了有钱人才能消费的商品。基于此，我们应该大力发展物联网产业，创造出更多功能，更人性化的产品，在发展的同时，可以降低产品成本，让普通人民百姓都可以用得起智能家居，也能享受到智能家居带来的便捷与方便；另外随着物联网产业的发展，物联网产业公司也会如雨后春笋一般冒出来，物联网技术专业人才也会越来越多，系统设备更新维护也得到了保障，更多人会加入到智能家居生活之中来。

1.3 研究内容

本系统研究内容概括来说，主要包括传感器监测，树莓派发布信息和安卓手机端接收信息并推送三个模块。通过树莓派端传感器获取室内环境指数的数据，树莓派端进行读取并发布主题，最后将数据发送到订阅了该主题的客户端；安卓手机端订阅该主题之后，就会收到树莓派发送到该主题的信息，信息分为温湿度数据和火情数据，温湿度数据存储在历史模块，火情信息进行推送。具体系统模块图如图1.1所示。