基于物联网云平台的智能家居APP设计

基于物联网云平台的 智能家居 APP设计

赵慧慧 张南

江苏省常州技师学院 江苏 常州 213000

摘要：随着新一代信息技术的飞速发展，“人人相联”的互联网正快速延伸到“物物相联”的物联网，智能家居便是物联网发展的重要领域之一。当下，手机的应用普及，成为获取信息和远程控制的重要手段，智能家居APP深受追求高品质生活的人群欢迎。本文从接口、技术选型、数据层、业务层与展示层等架构方面对基于物联网云平台的智能家居APP设计进行探讨。

关键词：物联网云平台 智能家居 APP设计与实现

智能家居APP是一款远程控制电器，监控环境质量，实时安全保护的应用软件，无论用户身在何处，都能实时监控家居环境，看到家里的环境数据、电器状态以及视频图像，是智能家居可移动化的管理和控制方式，它的出现大大改变了一些家庭的生活习惯。本文主要从以下几个方面对智能家居APP的设计进行探讨：

一、智能家居APP接口的设计

APP与服务器的通信接口设计需要考虑的方面主要包括安全机制、接口数据及接口更新等方面。智能家居APP与物联网云平台的通信接口设计主要包括以下几个方面

1.安全机制

智能家居APP的接口采用RESTful架构，实现上采用token的认证方式，用户用密码登录成功后，服务器返回token给客户端；客户端将token保存在本地，发起后续的相关请求时，将token发回给服务器；服务器检查token的有效性，有效则返回数据，若token错误，需要用户重新登录，获取正确的token，若token过期，客户端需要再发起一次认证请求，获取新的token。

2.接口数据

接口数据采用JSON格式进行传输，智能家居APP的接口数据主要包括温湿度、光照度、空气质量参数、人体红外状态、门窗灯开关状态、空调等电器开关状态，采用JSON值的常用数据类型，包括Number整数或浮点数、String字符串、Boolean布尔值、Array数组、Object对象和Null空类型这六种数据类型，基本无须做特殊处理或自己手动去做解析。

3.接口更新

接口在不停迭代中，往往会发生变化，一般会有数据的变化，例如增加了新的数据类型、新增了参数、废弃了某些接口等。为了适应这些变化，智能家居APP做了接口版本的设计，每个接口有各自的版本，为接口添加version的参数。

二、智能家居APP技术选型

智能家居APP技术选型主要从开发方式、开发语言和架构模式等方面进行设计。

1.开发方式

H5方式虽然可以减少很多工作量，但不可控因素较高，风险较大。而原生开发效率比较高，可控性好，风险相对比较低，结合智能家居APP需求分析，APP以原生为主，H5为辅。

2.开发语言

Java 可运行于多个平台，移动操作系统 Android 大部分的代码采用 Java 编程语言编程；另外，Swift搭建基于苹果平台的应用程序，易学易用，简洁，生产效率很高。智能家居APP根据用户需求，选用Java和Swift进行不同移动操作系统的应用开发。

3.架构模式

智能家居APP选用经典的MVC模式进行应用程序的分层开发，创建一个作为模型的 DevStatus对象，DevStatusView 是一个把智能家居传感数据、智能家电开关状态信息输出到控制台的视图类，DevStatusController 是负责存储数据到 DevStatus 对象中的控制器类，并相应地更新视图 DevStatusView。

三、智能家居APP数据层设计

数据层是数据层、业务层、展示层三层架构中的最底层，负责与物联网云平台数据往来的管理。智能家居APP的数据层设计细分为网络层、本地数据层和交付层。

1.网络层

主要对网络API的封装，主要的任务是调用网络API，获取物联网云平台上的数据。

2.本地数据层

主要做缓存处理，将温湿度、光照度、空气质量等数据缓存到本地。

3.交付层

主要定义开放的接口，将温湿度、光照度、空气质量等数据交付给业务层。

四、智能家居APP业务层设计

业务层处理业务逻辑，包括数据的检查、业务分支的处理等。智能家居APP业务层向下与数据层交互，调用数据层的接口获取温湿度、光照度、空气质量等数据；与展示层交互是提供接口给展示层调用。因为业务处理一般属于比较耗时的操作，主要在于底层的网络请求比较耗时，所以提供给展示层的接口数据结果以异步的方式提供，因此，接口上提供回调参数，返回业务处理之后的结果。

业务层的工作例如，智能家居APP用户注册时，需要输入手机号、验证码、密码和确认密码。调用接口之前，进行密码和确认密码的一致性检查、手机号是否符合规范、验证码是否有效、密码有没有包含特殊字符等。检查通过后，调用API接口。调用注册接口成功后，再调用一次登录接口，并将用户登录信息缓存起来，方便用户下次启动应用时自动登录。

五、智能家居APP展示层设计

智能家居APP展示层是数据层、业务层、展示层三层架构中最复杂的一层，也是变化最频繁的一个层面，页面拓扑主要包括首页、场景、设备和我的四个部分。需要考虑的包括界面布局、屏幕适配、文字大小、颜色、图片资源、提示信息、动画等。

六、总结

基于物联网云平台的智能家居APP可实现不同场景中摄像头、门窗、人体红外传感器、燃气传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、报警器等设备的联动，方便用户随时掌握家居情况和进行部分智能设备远程控制，为人们的生活带来便利。

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