智能家居綜合網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，作為物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)成單元和一種重要應(yīng)用，智能家居系統(tǒng)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。面對(duì)巨大商機(jī)，各個(gè)智能家電廠商紛紛推出了自己的面向物聯(lián)網(wǎng)的智能家電終端設(shè)備。但是目前家電廠商推出的家電設(shè)備，一種電器對(duì)應(yīng)一種控制協(xié)議，不利于家電終端的統(tǒng)一管理與控制，加之時(shí)下WiFi設(shè)備終端如智能手機(jī)，平板電腦等的廣泛使用，使我們有了利用目前的智能用戶終端設(shè)備來(lái)集中管理家電終端的需求。
　　 基于上述背景，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種能夠集中管

2、理和控制家電設(shè)備終端的智能家居綜合網(wǎng)關(guān)，用戶可以使用WiFi或者以太網(wǎng)絡(luò)靈活接入網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電終端的控制。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)具備WiFi連接功能，考慮到模塊的可重用性及操作簡(jiǎn)便性，本文首先設(shè)計(jì)了一款旨在滿足網(wǎng)關(guān)連接WiFi需求的UART-WIFI模塊，模塊通過(guò)串口與網(wǎng)關(guān)通信，滿足了用戶通過(guò)WiFi接入網(wǎng)關(guān)的需求，模塊還可以用于普通嵌入式設(shè)備連接WiFi網(wǎng)絡(luò)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)于家電設(shè)備的集中管理和控制，本文選取了目前家庭中常見(jiàn)的

3、12種家電終端設(shè)備，通過(guò)對(duì)他們所具備的功能及可控參數(shù)等的分析，總結(jié)出了家電設(shè)備終端控制具有的共性特征，基于此設(shè)計(jì)了用于集中管理與控制智能家電設(shè)備終端的家電終端控制協(xié)議，網(wǎng)關(guān)通過(guò)該協(xié)議與家電終端通信，實(shí)現(xiàn)了一種協(xié)議控制多種家電的目的。同時(shí)本文設(shè)計(jì)了用于用戶接入網(wǎng)關(guān)的用戶接入?yún)f(xié)議，協(xié)議集管理與數(shù)據(jù)透?jìng)鳛橐惑w，便于實(shí)現(xiàn)和操作。
　　 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)時(shí)選用飛思卡爾i.MX27為核心芯片搭建硬件平臺(tái)。芯片及模塊選型充分考慮到了系統(tǒng)成本，在滿足系

4、統(tǒng)功能需求的同時(shí)，采用較少的芯片搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái)，降低成本和功耗。軟件平臺(tái)基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，完成系統(tǒng)定制和驅(qū)動(dòng)集成。本文在一般軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上加入了業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)層來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶接口協(xié)議和智能家電終端控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換，提高了網(wǎng)關(guān)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力和可擴(kuò)展能力。
　　 測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的智能家居網(wǎng)關(guān)能夠使用戶利用各種終端實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的集中控制與管理，滿足了物聯(lián)網(wǎng)大背景下，用戶遠(yuǎn)程控制和訪問(wèn)家電終端的需求。本文設(shè)計(jì)的智能家居綜合網(wǎng)