1、WiFi；LED调光；AndroidAbstractIn the information era, the Internet has become a communication tool of intelligent control make known to every family, will also become the trend of social development. With the rapid development of wireless communication technology and electronic technology, people enhanc
2、e the comfortable life concept, the more strong demand for home appliances intelligent, convenient and. For this project, WiFi LED intelligent dimming will enter the current trend based on scientific research and development.This procedure using Java Android language, designed by My Eclipse program
3、development platform, to achieve the control of brightness, through the mobile phone WiFi connection LED color, flashing light function.Keyword：LED dimming；1 绪论1.1 课题研究的背景20 世纪 90 年代以来，随着计算机技术和网络技术的迅速发展和普及，全球互联网用户数大幅度增加，网上资源日益丰富，受关注程度也越来越高，电子商务和网络经济也随之应运而生，并且受到越来越多的行业、企业和网民的关注与参与，逐步进入高速发展阶段。随着网络技术的不
4、断发展，信息传递速度比以往要变得更为迅捷，同时我们获取信息也因为移动通信技术的发展变得更加便捷。用户使用移动终端设备来获取信息也由于GPRS技术运用变得更为便捷。网络的资源利用率也由于计算机网络和电信网络的结合获得极大的提高。Android平台主要是由Java和Linux组成的。由于该平台的架构相对简单，其硬件资源的性能也得到了充分发挥。此外，由于Android的开源性和手机软件的低成本开发的特性，Android逐渐成为现在手机操作系统市场上移植性能最好的一种。而且现在的Android手机价位也不是很高，用户可以非常容易地在市场上购买到这种手机，并非常方便地使用它获取自己所需要的各种信息。本课
5、题就是采用Android移动平台来研究与实现一种能够调节LED灯亮度和颜色显示的移动应用。1.2 国内外现状这些年来，智能手机的发展已经逐渐成熟，各种功能和性能也得到不断地完善和提高。现在越来越多的开发人员将研究的主要精力投入到基于各种移动手机平台的研究与开发应用当中来。接下来将简要介绍一下当下主要流行的手机开发平台（1） 苹果IOS平台IOS是苹果公司开发的一种用于移动平台设备的操作系统，它主要可以分为四个层次：可轻触层（the Cocoa Touch Layer），媒体层（the Media layer），核心操作系统层（the Core OS layer），核心服务层（the Core
6、Services layer） 。 IOS的用户界面的概念基础上是能够使用多点触控来直接进行操作的。控制方法主要包括轻触开关及按键，多点触控操作和滑动等。同时还可通过挤压，轻按，滑动及旋转与系统进行互动。截止到2011年11月，根据Canalys的数据显示，IOS已经占据了全球智能手机系统市场份额的30%，在美国的市场占有率为43%。（2） RIM平台BlackBerry OS是由Research In Motion为黑莓手机开发的一种专用操作系统。该操作系统支持多任务处理，并具备特定的输入装置，其优势主要体现在它可以为用户提供无线咨询服务，丰富的软件开发资源，对Java软件的高兼容性和成熟的
7、无线网络技术。（3） Symbian平台Symbian的架构和很多用于电脑的操作系统比较相似，具有内存保护、多执行绪和先占式多工等特性。Symbian的便携式装置是其最大的优势，同时在资源有限的情况下，可以执行一段很长的时间。但是Symbian系统在多媒体的支持方面的疲软是因为其在硬件方面的低配，而且Symbian系统的低兼容性也给大家带来了很大了困扰，这也使得Symbian的市场份额日益萎缩。截止到2012年2月，Symbian系统的全球市场占有量仅为16.9%，中国市场占有率则降至18.7%，均被Android超过。（4） Windows Phone平台Windows Phone是由微软公
8、司发布的一种新的手机操作系统，它将旗下的Zune音乐、独特的视频体验与Xbox LIVE游戏整合至手机中，以严格控制运行它的硬件规范。Windows Phone 7的推出宣告了 Windows Mobile系列彻底退出了手机操作系统的市场。（5） Android平台Android平台是一款以Linux为核心的开发式手机开发平台，为移动设备提供了一个包含操作系统、中间件及应用程序的软件叠层架构。Android SDK为开发人员使用Java语言编写Android平台下的应用程序提供了必要的API。与上述手机操作系统相比，Android手机操作系统具有的优点有：应用程序的相互平等、应用程序之间的无界
9、限、真正的开放性和应用程序开发的快速方便等。为了推动Android开发平台的发展，Google与移动手机厂商、软硬件供应商、移动运营商和手机芯片供应商联合组成了开发手机联盟（Open Handset Alliance, OH A），中国移动和中国联通都是这个联盟的成员。目前，Android在全球的市场份额居全球第一，截至2012年2月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额，中国市场占有率为68.4%。1.3 课题研究的意义作为有线通信的补充和发展，无线通信系统自20世纪，特别是21世纪初以来得到了迅猛的发展。无线通信系统开始进入千家万户，其应用使人们的生活进入信息化智
10、能化阶段。同时，新兴的发光二极管（LED ,Light Emitting Diode）因其低耗能及环保的特点，正在逐步取代传统灯具。这里将无线控制（WiFi）以及自组网技术引入灯具中，只需要打开灯具，再打开软件就可以随时控制，操作简单，使用方便。在原有的LED灯集成WIFI模块即可以实现对LED灯无线控制，通过WIFI信号将 LED灯与智能WIFI终端连接，在智能WIFI终端就可以实现控制LED灯光的色彩和亮度。LED 是继白炽灯、荧光灯和HID 灯后的一代新型电光源，LED 发光效率高，易于调光控制，调光控制范围较白炽灯、荧光灯和HID 等都要宽，使用灵活方便，重要的是调光可以使照明环境更适
11、于人的照明需求，节能效果明显。而智能调光，利用现有的网络技术和通信技术，可以方便地实现调光控制。世界上一些大照明厂商也推出了有关LED 无线调光控制产品，使用方便，节能效果明显。在照明领域引入智能控制技术，可以极大地改善照明调光控制效果。LED 采用智能调光控制技术，可以很方便地对照明的有关控制效果进行照明效果的预先设定，可以实现定时开关灯和对一些特殊照明效果的控制。例如，通过智能照明控制，可以使照明效果随音乐的变化而变化，营造特殊的照明效果。由于LED 智能调光可以充分发挥LED易于控制和使用方便等优点，而且LED易于联网控制，LED 调光不仅可以营造舒适的照明环境，并且节能。随着物联网技术
12、（IOT）的不断完善，LED 智能调光控制的应用范围会不断扩展，对照明节能、改善照明控制效果有很重要的意义。国外许多厂商都很看好LED 智能调光技术的推广，利用现有的蓝牙技术、ZigBee 和WiFi技术就能实现LED 的智能调光控制，国外厂商也推出了相关解决方案。在LED 智能照明中，采用的无线传输标准有ZigBee、Wi-Fi以及蓝牙等。蓝牙和WiFi已经成为目前市面上智能手机的标配，只需在灯具添加低功耗蓝牙或者WiFi调光方式，通过应用软件，终端消费者就可以简单地去控制灯光的开关、强弱，实现节能省电的目标。家庭照明是家庭电器组成中最重要的一环，在此领域，节能环保的LED 照明因其低耗能及
13、环保的特点，正在逐步取代传统照明，而且智能LED照明系统已成为了一个研究热点。传统的照明具有有线固定式开关，颜色亮度大多不可调不可控，随着人们对方便的无线开关方式以及对室内灯色多彩多变的追求以及环保观念的增强，传统照明方式正向着无线控制、多变、节能的方向发展。同时，在实际的工程应用中，传感器网络开放性部署特点，使得节点极大可能遭受恶意行为的攻击和干扰，所以要采用一套系统特有的通信协议，以加强无线控制系统的健壮性。无线网络作为可移动的通信网络，能够灵活方便地为用户提供随时随地通信服务。因此，无线控制技术作为一种方便有效的无线通信技术，应用于家庭LED 照明系统的控制当中，将使使用者不受固定开关模
14、式的制约，人们只需安坐在沙发上或者家中某个角落，就能方便快捷地控制室内的照明亮度和颜色，随时改变照明系统的状态。另外移动互联网产品的社交化、位置化以及移动化特性吸引了大量用户，越来越多的用户开始去使用并依赖各种移动互联网产品。移动互联网产业的兴起，同时促使大量公司投入人力物力去进行移动互联网产品（Applications 简称 APP）的设计开发。目前在国内各大 APP 市场中提供下载的APP 有数十万款，然而多数下载量并不乐观，甚至有部分无人问津。不能向用户提供良好的用户体验是目前大多数 APP 存在的问题，它们有的无法满足用户需求，有的操作方式繁琐，有的甚至会给用户带来负面情绪。APP 设
15、计与其他设计相比，具有一定的特殊性。首先，信息传递要清晰、明确。APP 所应用的平台多为移动设备，受限于硬件参数，不仅与用户之间的信息交流主要依靠视觉传递，同时可视区域的尺寸也制约着所要传递的信息量，因此与用户之间的信息交流尤为重要。其次，操作方式要简单、方便。APP 的操作方式多为按键和触屏，并且有向触屏发展的趋势，手指的触屏操作定位精确度低并且误操作几率大，所以在设计中应该减少不必要的操作，让用户在使用时无障碍的完成特定任务。最后，使用心情要愉悦。重力感应装置、电子罗盘、重力加速器等设备为移动设备带来了新的操作方式，不但简化了复杂的操作，还给用户提供了愉悦的操作体验。对于一款 APP，为了
16、拥有良好的市场竞争力，必须提高用户黏度，这就需要通过用户体验来吸引忠实的用户。在如今的移动互联网产品竞争中，随着各种技术的代码开源化以及从业人员的频繁调动，技术已不在是产品的核心竞争力，产品之间更多的是用户体验度营造的竞争。一款成功的 APP 需要有好的用户体验。具体来讲，LED调光APP 具有极高的实用价值。能够让使用者通过该 APP，可以远程操控家庭或工作中灯具，给用户带来了巨大的便捷。本课题是在导师的指导下完成的课题。主要的研究任务是基于Android平台的WiFi只能LED调光APP的设计与实现。该课题的研究将实现通过手机无线连接对LED灯的红绿蓝三原色的控制来实现LED灯多种颜色的显
17、示。1.4 论文结构第一章绪论，介绍课题研究的背景，国内外现状，课题研究的意义等内容。第二章系统设计分析，主要阐述系统开发的可行性，以及对开发系统要使用的工具进行深入了解。第三章需求分析，对于本次毕业设计的具体需求情况进行分析，分别包括系统的数据分析等内容。第四章系统功能展示。第五章系统测试与维护。最后是结论和参考文献。2 系统设计分析2.1 可行性分析 在系统调查和业务流程分析的基础上，针对新系统的开发是否具备必要性和可能性，对新系统的开发从技术、经济、社会的方面进行分析和研究，以避免投资失误，保证新系统的开发成功。可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。并且
18、可行性研究主要集中在以下三个方面：2.1.1 技术可行性根据本系统的功能需求，我们采用My Eclipse程序开发平台作为后台数据支持，程序设计选择Java Android程序设计语言进行程序编写，Java Android语言经过多年的发展和更新，已经成为了一门非常完善的语言，因此本此课题研究在技术层面上，是完全可行的。2.1.2 经济可能性本环节通过分析新系统的成本效益，其中包括估计项目开发的成本，开发费用和今后的运行、维护费用以及新系统将获得的效益，估算开发成本是否高于项目预期的全部经费。本系统为安卓手机设计，通过使用本系统能够实现手机对LED灯的无线调节，因此，本系统在经济上是可行的。2
19、.1.3 操作可能性软件界面的友好性，操作界面简洁大方、布局合理，用户很容易上手。软件开发成本低，现有安卓手机即可提供该系统开发工作需要的所有硬件设备环境。软件程序开发是否能够取得成功，一是市场的需求，二是程序开发所需要软件开发工具，以及开发技术和当时硬件的发展水平。从这两个方面而言，基于WiFi的只能LED调光APP设计的操作性是可行的。2.2 开发工具2.2.1 Java android程序设计语言Android是基于Linux内核的操作系统，是Google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统，早期由Google开发，后由开放手持设备联盟（Open Handset Alliance
20、）开发。它采用了软件堆层（software stack，又名以软件叠层）的架构，主要分为三部分。底层Linux内核只提供基本功能；其他的应用软件则由各公司自行开发，部分程序以Java编写。应用程序Android以Java为编程语言，使接口到功能，都有层出不穷的变化，其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一个 Activity 类（class）负责创建视窗（window），一个活动中的Activity就是在 foreground（前景）模式，背景运行的程序叫做Service。两者之间通过由ServiceConnection和AIDL连结，达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的 Ac
21、tivity 全部画面被其他 Activity 取代时，该 Activity 便被停止（stopped），甚至被系统清除（kill）。View等同于J2ME的Displayable，程序人员可以通过 View 类与“XML layout”档将UI放置在视窗上，Android 1.5的版本可以利用 View 打造出所谓的 Widgets，其实Widget只是View的一种，所以可以使用xml来设计layout，HTC的Android Hero手机即含有大量的widget。至于ViewGroup 是各种layout 的基础抽象类（abstract class），ViewGroup之内还可以有Vie
22、wGroup。View的构造函数不需要再Activity中调用，但是Displayable的是必须的，在Activity 中，要通过findViewById（）来从XML 中取得View，Android的View类的显示很大程度上是从XML中读取的。View 与事件（event）息息相关，两者之间通过Listener 结合在一起，每一个View都可以注册一个event listener，例如：当View要处理用户触碰（touch）的事件时，就要向Android框架注册View.OnClickListener。另外还有Image等同于J2ME的BitMap。中介软件操作系统与应用程序的沟通桥梁，
23、并用分为两层：函数层（Library）和虚拟机（Virtual Machine）。 Bionic是 Android 改良libc的版本。Android 同时包含了Webkit，所谓的Webkit 就是Apple Safari 浏览器背后的引擎。Surface flinger 是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链（Toolchain）为Google自制的Bionic Libc。Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。OpenCORE可分7大块：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework（PV
24、MF）、Operating System Compatibility Library（OSCL）、Common、OpenMAX。Android 使用skia 为核心图形引擎，搭配OpenGL/ES。skia与Linux Cairo功能相当，但相较于Linux Cairo, skia 功能还只是阳春型的。2005年Skia公司被Google收购，2007年初，Skia GL源码被公开，目前Skia 也是Google Chrome 的图形引擎。Android的多媒体数据库采用SQLite数据库系统。数据库又分为共用数据库及私用数据库。用户可通过ContentResolver类（Column）取得共
25、用数据库。Android的中间层多以Java 实现，并且采用特殊的Dalvik 虚拟机（Dalvik Virtual Machine）。Dalvik虚拟机是一种“暂存器型态”（Register Based）的Java虚拟机，变量皆存放于暂存器中，虚拟机的指令相对减少。Dalvik虚拟机可以有多个实例（instance）, 每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机来运行，让系统在运行程序时可达到优化。Dalvik 虚拟机并非运行Java字节码（Bytecode），而是运行一种称为.dex格式的文件。硬件抽像层 （Hardware Abstraction Layer）Androi
26、d 的 HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开，让 Android 不至过度依赖 Linux kernel，以达成 kernel independent 的概念，也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。HAL stub 是一种代理人（proxy）的概念，stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数（operations），并由 Android runtime 向 HAL 取得 stub 的 operati
27、ons，再 callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 stub（代理人）。Runtime 只要说明“类型”，即 module ID，就可以取得操作函数。编程语言Android 是运行于 Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore 取代FFmpeg 等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU
28、GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。bionic/libc/kernel/ 并非标准的kernel header files。Android 的 kernel header 是利用工具由 Linux kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。目前Android 的 Linux kernel控制包括安全（Security），存储器管理（Memory Management），程序管理（Process Management），网络堆栈（Network Sta
29、ck），驱动程序模型（Driver Model）等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具 Repo来初始化源码。Repo 是 Android 用来辅助Git工作的一个工具。2.2.2 My Eclipse程序开发平台My Eclipse企业级工作平台（My Eclipse Enterprise Workbench ，简称My Eclipse）是对EclipseIDE的扩展，利用它我们可以在数据库和JavaEE的开发、发布以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。它是功能丰富的JavaEE集成开发环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完整支持HTML, Struts, J
30、ava Android, CS , Javascript, Spring , SQ , Hibernate。My Eclipse 是一个十分优秀的用于开发Java, J2EE的 Eclipse 插件集合，My Eclipse的功能非常强大，支持也十分广泛，尤其是对各种开源产品的支持十分不错。My Eclipse目前支持Java Servlet, AJAX, Java Android, JSF, Struts, Spring, Hibernate,EJB3,JDBC数据库链接工具等多项功能。可以说My Eclipse是几乎囊括了目前所有主流开源产品的专属eclipse开发工具。1根据官方最新消息
31、，My Eclipse 2013已经正式发布！My Eclipse 20132支持HTML5、JQuery和主流的Javascript 库。随着My Eclipse 2013支持Html5，你可以添加音频、视频和API元素到你的项目，从而为移动设备创建复杂的Web应用程序。你甚至还可以通过HTML5 可视化设计器设计令人难以置信的用户界面。同时，随着My Eclipse 2013支持JQuery，你可以通过插件提升性能，并添加动画效果到设计中。在结构上，My Eclipse的特征可以被分为7类：1JavaEE模型2 WEB开发工具3EJB开发工具4应用程序服务器的连接器5 JavaEE项目部署服务6数据库服务7 MyEclipse整合帮助对于以上每一种功能上的类别，在Eclipse中都有相应的功能部件，并通过一系列的插件来实现它们。MyEclipse结构上的这种模块化，可以让我们在不影响其他模块的情况下，对任一模块进行单独的扩展和升级。简单而言，MyEclipse是Eclipse的插件，也是一
