蓝牙家庭网关及其在智能家居系统中的应用研究

智能家居系统是智能建筑发展的一个重要方向，也是当前研究的热点。国内外对家居系统的研究基本上处于起步阶段，因而在这一领域的国际标准尚未成熟。随着网络技术的普及和嵌入INTERNET技术的发展，智能家居系统已由开始时以PC为控制中心逐渐转向以嵌入式家庭网关为核心的嵌入式系统领域。因此如何设计一个高性能的家庭网关是解决智能家居系统的关键所在。 本文以作者在蓝牙无线技术研究参与的网关项目为基础，在此基础上对原有设计项目做了技术细节上的改进，提出了一种新的家庭网关实现方式。在硬件上，该家庭网关内嵌了以太网控制器芯片，实现对以太网的直接接入，其传输速度较之以往的内置MODEM的PPP拨号方式有了很大的提高。同时，家庭网关中内置了蓝牙模块芯片，解决了家庭内部无线技术组网。以蓝牙无线技术构建的家庭局域网，不仅免去了传统的线缆铺设，而且在数据传输上不存在方向性，有效速率能达到712Kbps。在软件上，为了满足网络通信的需要，编写了精简的TCP/IP协议栈。在应用层选用HTTP、FTP协议,将网关设计成一个具有WEB功能的服务器。网关中开辟了一个EEPROM的存储器，用来存储少量的网页信息。另外，在网关上实现了网关程序CGI解决了远程的客户端通过浏览器直接和网关服务器的交互。基于该网关实现的智能家居系统提供本地和远程两种控制方式。本地集中控制采用家庭PC机和网关相结合，PC上的应用程序提供统一的操作界面完成网关端数据信息的接收并将信息存到数据库中。此外，家庭PC被配置成一台JSP WEB服务器，该服务器通过JDBC-ODBC桥访问数据库获取设备的信息完成远程控制终端浏览器的访问请求的响应。 论文中作者不仅给出了蓝牙家庭网关的硬件设计和软件实现的主要思想（I2C总线的访问技术、TCP/IP协议栈实现、网卡控制器芯片的驱动程序、WEB服务器实现和蓝牙模块的驱动等），同时对基于该智能蓝牙网关的家居系统做了一些探讨和分析。最后，作者应用VB和JSP软件编写了家居控制主操作界面程序和服务器端脚本程序完成对智能家居系统的本地集中控制和远程控制的过程仿真。