EIB家庭网关的研究与开发

论文摘要

信息技术飞速发展，社会不断进步，人们对智能化和节能家用电器的需求日益凸现，智能家庭网络系统应运而生。智能家庭网络技术综合了操作系统、Internet接入、微电子等多门学科，使家用电器构成一个协同工作和方便管理的网络。家庭网关是智能家庭网络的关键设备，是家庭网络设备与Internet沟通的桥梁。本文选取在欧洲占主导地位的KNX／EIB系统作为研究对象，在深刻剖析外部通讯机制的基础上，提出基于PC和嵌入式的EIB设备Internet接入的两种方案，并设计开发相关产品。在智能家庭网络的发展成为社会潮流的趋势下，进行全面而具有开拓性的工作，为行业的发展积累经验，提供新的思路和方法。针对以上目标，本文首先结合设备服务主动化趋势阐述了家庭网关的发展现状，并采用UML语言对EIB网关建模，然后从以下几个方面对EIB网关进行系统的研究：以外部消息接口和物理外部接口为重点，深刻剖析了KNX／EIB协议外部通讯机制，提出以EMI 1和PEI 16为软硬件通讯协议的外部应用通讯方案，为EIB网关的研究与设计提供了理论基础。开发了基于i386架构的EIB网关模块，提供了KNX／EIB总线设备的远程监控的PC接入方案。EIB网关在KNX／EIB总线上主要是协议转换单元和监控模块，该模块结合Linux和KNX／EIB的优点，良好的网络特性和稳定性。面向家庭应用追求稳定性高、能耗低和功能专一的特点，设计了基于s3c2410架构的嵌入式EIB网关。结合ARM Linux 2.6内核技术，在详细讨论UART模块、中断和内存映射的基础上，设计了嵌入式EIB设备Internet接入方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 家庭网关
• 1.1.2 设备服务主动化
• 1.1.3 嵌入式操作系统
• 1.2 课题意义
• 1.3 论文结构
• 第二章 EIB网关建模
• 2.1 UML概述
• 2.2 静态视图建模
• 2.3 动态视图建模
• 2.3.1 个案分析
• 2.3.2 用例视图建模
• 2.3.3 状态机视图建模
• 2.3.4 序列图建模
• 2.4 本章小结
• 第三章 KNX/EIB 协议外部通讯机制
• 3.1 外部消息接口
• 3.1.1 层访问管理
• 3.1.2 应用接口层
• 3.2 物理外部接口
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 串行PEI通讯
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于i386架构的 EIB 网关设计
• 4.1 硬件设计
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 应用程序设计
• 4.2.2 i386架构下 PEI 16 设备驱动
• 4.3 测试
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于s3c2410架构的嵌入式 EIB 网关设计
• 5.1 硬件设计
• 5.1.1 CPU
• 5.1.2 Flash
• 5.1.3 Internet接入模块
• 5.1.4 DB9串行接口
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 内核移植
• 5.2.2 交叉编译环境的建立
• 5.2.3 文件系统的建立
• 5.2.4 驱动移植
• 5.2.5 Web服务器的移植
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 未来发展方向
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士期间的其它成果
• 攻读硕士期间参与的项目
• 致谢