基于嵌入式系统的智能家庭网关研究

智能家居的目标是利用现代的通讯、网络、微电子、嵌入式等技术来提高人们的生活质量,使家庭变得更舒适、安全和有效。而作为智能家庭网络结构中的门户和管理者,智能家庭网关的地位至关重要。它直接决定了家庭网络的设计所能达到的高度和服务水平。考虑到稳定性和可扩展性,本设计中采用uC/OS-Ⅱ操作系统和32位ARM微处理器LPC2210为基础进行智能家庭网关的研究。设计了面向智能小区智能家庭网络整体结构,重点研究了家庭网关的实现方案。在系统实现上研究了操作系统uC/OS-Ⅱ在ARM上的移植,以及在这基础上的驱动的实现。并重点研究了在uC/OS-Ⅱ操作系统下的嵌入式TCP/IP协议栈的开发,以及该协议栈在家庭网关尤其是监控服务机制上的应用。论文共分七章,具体为:第一章论述了课题的背景、课题内容、论文工作及安排;第二章对主流的一些家庭网络及互联技术进行了分析和比较,给出了家庭组网的参考;第三章描述了基于家庭网关的智能家居的系统构建,详细阐述了智能家庭网关的系统体系方案;第四章论述了嵌入式的硬件背景;第五章重点描述uC/OS-Ⅱ操作系统在ARM上的移植以及驱动的实现。并简单论述了基于操作系统的多任务应用程序的设计。第六章给出了基于嵌入式的智能家庭网关监控服务的构建,这是本文的重点,重点论述了嵌入式TCP/IP的协议栈的各个协议层的开发以及流程,并在此协议栈的基础上给出了家庭网关监控服务的方案及应用。最后对本文进行了简单的总结以及后续工作,并给出了心得体会。