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研究生:賴宜廷
研究生(外文):Yi-Ting Lai
論文名稱:基於Arduino與Android之智慧家庭遠端監控系統設計與實作
論文名稱(外文):Design and Implementation of the Remote Supervisory System for Smart Home Based on Arduino and Android
指導教授:李武鉦李武鉦引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:ArduinoAndroid智慧家庭遠端監控
外文關鍵詞:ArduinoAndroidSmart HomeRemote Supervisory
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本論文提出以Arduino控制器為核心並結合Android平台的智慧型手機為終端使用者設備的智慧家庭遠端監控系統,此系統的設計模式是以主從式架構模型(Client–Server Model)所設計,Arduino控制器為伺服端,Android平台的智慧型手機為用戶端,兩者的通訊是以Socket的方式透過網際網路來傳遞資料,而在資料傳輸部份,則是透過自行定義的通訊協定進行資料傳輸。在伺服端部份,主要包含Arduino控制器及其擴充板與智慧家庭遠端監控系統所需之各式感測與驅動元件。控制器主要負責接收來自用戶端的控制指令,指令經控制器程式解析後,則會執行收集感測元件的訊號或數據並傳回至用戶端或是驅動相對應的驅動元件。另外,在用戶端部份,則是使用Android平台的智慧型手機作為系統的終端使用者設備,其上執行一套自行開發的Android應用程式軟體,使用者透過此軟體,經由無線或行動網路可遠端監控家中的電器設備、大門及得知家中的即時溫溼度資訊等,另外系統亦提供防盜、防災及警報等功能,當有異常事件發生時,系統會透過網際網路發送簡訊和電子郵件並且驅動警報裝置來通知與警告使用者。

This paper proposes the development of the remote supervisory system for smart home based on the combination of Arduino controller and Android-based smartphone as the user terminal device. The design of this system is based on the Client-Server Model that Arduino controller is the server and Android-based smartphone is the client. The communication between the server and the client relies on the socket to transmit data through the Internet. As regard the data transmission, it functions via self-defined communication protocol. The server is consisted of the Arduino controller, its expansion shield, and various sensor and drive components required by the remote supervisory system for smart home. The controller mainly in charge of receiving the control commands from the client, when the command had been decoded by the controller process, who will execute collect the signals or data of sensor components. then it will feedback to the client or driving the corresponding drive device. In addition, the client of this system is the Android-based smartphone, which served as the user terminal device. With running a self-developed Android application on this system that enable the users to remote monitor the appliances and door, together with accessing to immediate temperature and humidity information of their residences through wireless and mobile network. Furthermore, the system also provides the functions such as burglar-proof, fire prevention, and alarm function. When the accident occurred that the system will send sms and e-mail through Internet, and activated the alarm to notify and warn the user.

摘要....................i
Abstract....................iii
誌謝....................v
目錄....................vi
表目錄....................ix
圖目錄....................x
第一章 緒論....................1
1.1 研究背景....................1
1.2 研究動機....................2
1.3 研究目的....................2
1.4 論文架構....................3
第二章 背景知識....................4
2.1 Arduino嵌入式控制器....................4
2.2 Android平台簡介....................7
2.3 主從式架構....................9
第三章 系統分析與設計....................13
3.1 系統分析....................13
3.2 系統設計....................15
3.2.1 系統架構....................15
3.2.2 系統相關定義....................16
3.2.2.1 通訊協定定義....................16
3.2.2.2 Arduino EEPROM位址定義....................18
3.2.2.3 Arduino輸入/輸出PIN定義....................19
3.2.3 Arduino伺服端程式控制流程....................20
3.2.4 智慧型手機用戶端軟體架構....................23
3.2.5 智慧型手機用戶端程式流程....................24
3.2.5.1 註冊與登入程式流程....................24
3.2.5.2 網路通訊背景服務程式流程....................25
3.2.5.3 家電監控程式流程....................27
3.2.5.4 大門監控程式流程....................28
3.2.5.5 溫度&濕度程式流程....................29
3.2.5.6 系統設定程式流程....................30
第四章 系統實作與結果....................32
4.1 系統伺服端硬體組成....................32
4.2 系統實作....................38
4.2.1 硬體實作....................38
4.2.2 軟體開發....................40
4.2.2.1 Arduino伺服端程式設計....................40
4.2.2.2 智慧型手機用戶端程式設計....................42
4.3 結果....................47
4.4 系統建置成本分析....................59
第五章 結論與未來展望....................60
5.1 結論....................60
5.2 未來展望....................60
參考文獻....................62
Extended Abstract....................64
簡歷....................68

[1]“智慧家庭生活趨勢”,2011,http://www.fbblife.com.tw/03791506/article/content.aspx?ArticleID=856
[2]“HiNet推家、商用雲端應用服務”,2011,http://www.runpc.com.tw/cloud_news.aspx?id=100766
[3] 智能居科技有限公司,http://www.ihometech.com.tw/
[4] 林玉鵬,2012,”Android平台之行動保全機器人”,國立中央大學資訊工程學系碩士論文
[5]“Arduino開源電子原型平台”,http://www.arduino.cc/
[6]“Arduino”,Wikipedia,http://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino
[7]“What''s Arduino?”,xlinx,2008,http://zoomq.qiniudn.com/ZQScrapBook/ZqSKM/data/20110610170501/
[8]“Arduino筆記–認識Arduino”,Cooper Maa,2010,http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2010/12/arduino-arduino.html
[9] 馬戈利斯,2012,Arduino錦囊妙計=Arduino Cookbook,徐德發,第二版,碁?資訊,臺北市
[10]“Android”,Wikipedia,http://zh.wikipedia.org/wiki/Android
[11] 吳亞峰、蘇亞光,2011,深入淺出Android遊戲程式開發範例大全,博碩,新北市
[12]“Android”,http://developer.android.com/sdk/index.html
[13]“主從式架構”,Wikipedia,http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%BB%E5%BE%9E%E5%BC%8F%E6%9E%B6%E6%A7%8B
[14]“淺談主從式架構”,許憲忠,http://www.ascc.sinica.edu.tw/nl/84/1109/03.html
[15] 張志坤,2008,”居家安全監控系統之設計與實作”,大葉大學資訊工程學系碩士論文
[16] Arduino Duemilanove,http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDuemilanove
[17] Arduino Ethernet Shield,http://arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield
[18] Arduino IO Expansion Shield,http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&filter_name=IO%20Expansion%20Shield&product_id=264#.UsjQ99IW3Ss
[19] 熱釋電紅外線(PIR)移動感測器,http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3.w4002-3141887416.9.d6rgp8&id=227289073
[20] 氣體感測器,http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3.w4002-3141887416.11.RsYPub&id=15970843853
[21] 溫溼度感測器,http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3.w4002-3141887416.15.dhrhSn&id=5585763439
[22] 蜂鳴器,http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3.w4002-3141887416.10.TgJaSU&id=3964880835
[23] 按鈕開關,http://www.elechouse.com/elechouse/index.php?main_page=product_info&products_id=293
[24] 陽極鎖,http://www.usp-ltd.com/eb220n.asp
[25] 繼電器模組,http://www.audiowind.com/pdf/D-122-1V1.pdf
[26] 延長線插座,http://tw.buy.yahoo.com/gdsale/gdsale.asp?act=gdsearch&gdid=4659689
[27]“AndroidManifest.xml的用途是什麼?”,Jollen,2009,http://www.jollen.org/blog/2009/01/jollen-android-programming-11.html
[28]“Android應用程式中的元件及manifest”,Tony’s Blog,2009,http://blog.tonycube.com/2009/07/androidmanifest.html
[29]“物聯網實現智慧家庭願景”,2013,http://www.eettaiwan.com/ART_8800691604_617723_NT_8a329be4.HTM
[30]“[Android課程行動加值應用]—行動領隊管理系統-艾鍗學院”,2012,http://sites.powercam.cc/board.php?courseID=143&f=doc&cid=7888

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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