随着家电设备的智能化，家电设备能够通过传感器感知周边环境，能够提供更加优良的用户体验。与此同时，随着互联网的浪潮以及智能手机性能以及体验的不断发展，智能手机已成成为人们连接网络的主流终端。而物联网的不断发展，家电设备可以接入到网络中，这样智能手机可以随时通过网络查看设备状态、发送控制命令。目前市场上的手机控软件都是和智能设备一对一绑定，若有多个设备就需要多个手机应用软件进行管理。若能设计一种能够整合不同设备信息，并由一款应用软件进行统一管理的系统，将极大提高用户的使用体验，使得智能家居越来越普遍。 在这种需求的驱动下，本文设计并实现了一套基于 MQTT 推送协议的通用智能家居管理系统，解决硬件设备和信息上的异构性，提供一款可以显示并控制多种设备的手机应用软件。该系统包括基于树莓派系统的网关、基于 Openwrt 系统的系统服务端和iOS 智能手机作为控制端，整合多种家电设备的控制于一体，提供通用化的管理系统平台。
本系统通过在系统服务端与家电设备之间添加网关设备以连接不同通信方式的家电设备，将设备信息规格化通过 Wifi 通信上传到系统服务端，以此解决硬件上的异构性。在信息整合上采用元编程的方式解决信息上的异构性，对设备和设备属性进行分类抽象，极大提高了系统整合不同设备以及设备属性上的扩展性。同时抽象化的设备和设备属性显为手机端界面示的统一化提供了数据基础，能够将数据直接映射iOS系统 UIKit 的显示控件上，让手机端在界面设计时，可以通过预先设定映射匹配方式，快速添加新设备新属性，无需再通过代码添加。通过这种在硬件以及信息管理上的通用方案，本系统能够建立起一个可以适用于大部分家电管理的平台。在信息共享以及传输上，本系统采用 MQTT 推送协议作为通信方式，由于本系统中多数设备都属于嵌入式设备，设备的计算资源十分有限，而 MQTT 推送协议对系统 CPU 以及内存资源的低占用率正适用于本系统。
最后本文对系统的各个模块特别是手机端模块进行了黑盒测试，验证系统的可行性以及可靠性。同时，也对采用 MQTT 推送协议的通信方案和采用 HTTP 长连接方案进行性能上的测试和对比，包括内存占用、CPU 占用率和能耗等三个方面。结果显示MQTT 推送协议方案在三个方面都占有优势，达到了设计要求。
2021-08-27 21:58:35
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用STM32实现MQTT协议，网络芯片W5500，用TCP客户端连接服务器进行实现
2021-08-20 10:04:16
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