智能家居綜合網(wǎng)關研究與實現(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用，智能家居系統(tǒng)成為了人們關注的焦點。面對巨大商機，各個智能家電廠商紛紛推出了自己的面向物聯(lián)網(wǎng)的智能家電終端設備。但是目前家電廠商推出的家電設備，一種電器對應一種控制協(xié)議，不利于家電終端的統(tǒng)一管理與控制，加之時下WiFi設備終端如智能手機，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備來集中管理家電終端的需求。
　　 基于上述背景，本文設計實現(xiàn)了一種能夠集中管

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

3、12種家電終端設備，通過對他們所具備的功能及可控參數(shù)等的分析，總結(jié)出了家電設備終端控制具有的共性特征，基于此設計了用于集中管理與控制智能家電設備終端的家電終端控制協(xié)議，網(wǎng)關通過該協(xié)議與家電終端通信，實現(xiàn)了一種協(xié)議控制多種家電的目的。同時本文設計了用于用戶接入網(wǎng)關的用戶接入?yún)f(xié)議，協(xié)議集管理與數(shù)據(jù)透傳為一體，便于實現(xiàn)和操作。
　　 網(wǎng)關實現(xiàn)時選用飛思卡爾i.MX27為核心芯片搭建硬件平臺。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，采用較少的芯片搭建系統(tǒng)硬件平臺，降低成本和功耗。軟件平臺基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，完成系統(tǒng)定制和驅(qū)動集成。本文在一般軟件架構(gòu)的基礎上加入了業(yè)務網(wǎng)關層來實現(xiàn)對用戶接口協(xié)議和智能家電終端控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換，提高了網(wǎng)關的實時響應能力和可擴展能力。
　　 測試結(jié)果表明，本文設計的智能家居網(wǎng)關能夠使用戶利用各種終端實現(xiàn)對家電的集中控制與管理，滿足了物聯(lián)網(wǎng)大背景下，用戶遠程控制和訪問家電終端的需求。本文設計的智能家居綜合網(wǎng)