基于6LoWPAN的智能家居網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)居住環(huán)境和生活質(zhì)量的要求也逐漸提高，個(gè)人電腦和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了人們的生活方式，各種家電設(shè)備也在朝數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，智能家居逐漸成了一個(gè)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。智能家居網(wǎng)關(guān)作為智能家居系統(tǒng)的核心部分，即負(fù)責(zé)與家庭內(nèi)部智能設(shè)備的通信，又負(fù)責(zé)與外部互聯(lián)網(wǎng)的連通，并為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的信息交互提供轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)為遠(yuǎn)程管理控制家庭內(nèi)部設(shè)備提供統(tǒng)一的交互界面。
　　本文先介紹了智能家居網(wǎng)關(guān)的研究

2、背景、研究意義，然后根據(jù)網(wǎng)關(guān)的基本功能需要提出了雙芯片結(jié)構(gòu)的智能家居網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)方案，最后基于6LoWPAN完成了網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本文的研究重點(diǎn)有三個(gè)方面:網(wǎng)關(guān)連接家居設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)、雙芯片結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)內(nèi)部IPv6通信機(jī)制、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)管理服務(wù)。
　　(1)網(wǎng)關(guān)連接家居設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)關(guān)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用6LoWPAN技術(shù)與家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)通信，外部網(wǎng)絡(luò)通過以太網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng)，本文先研究了6LoWPAN協(xié)議，然后結(jié)合開源無(wú)線傳感網(wǎng)操作

3、系統(tǒng)Contiki系統(tǒng)，在昂寶公司的8051單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了Contiki系統(tǒng)的移植，并為網(wǎng)關(guān)與家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)間的通信設(shè)計(jì)了應(yīng)用協(xié)議，包括加網(wǎng)離網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)通信格式。網(wǎng)關(guān)外部網(wǎng)絡(luò)采用了開源路由器系統(tǒng)OpenWrt系統(tǒng)，本文先分析了其原理，然后移植到了tiny6410開發(fā)板上，至此網(wǎng)關(guān)具備了家用路由器的功能。
　　(2)雙芯片結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)內(nèi)部IPv6通信機(jī)制。本文網(wǎng)關(guān)采用了雙芯片結(jié)構(gòu)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊用來(lái)處理家居內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通信，網(wǎng)關(guān)主模塊用來(lái)

4、處理外部網(wǎng)絡(luò)的通信，兩個(gè)模塊間通過串口連接，網(wǎng)關(guān)主模塊采用linux中虛擬網(wǎng)卡技術(shù)，通過SLIP協(xié)議在兩個(gè)模塊間傳輸IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文，由于家居設(shè)備采用了6LoWPAN協(xié)議，所以網(wǎng)關(guān)與家居設(shè)備可直接通過IPv6協(xié)議通信而不需要協(xié)議轉(zhuǎn)換，這是6LoWPAN的優(yōu)勢(shì)所在。
　　(3)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)管理服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理家居設(shè)備，本文基于第三方物聯(lián)網(wǎng)云存儲(chǔ)服務(wù)器yeelink，在網(wǎng)關(guān)主模塊上設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)監(jiān)視程序和控制命令接收程序。數(shù)據(jù)監(jiān)視程序負(fù)責(zé)