基于嵌入式网关的家电互联技术的研究与应用

论文摘要

随着智能控制技术、信息技术的飞速发展,家电自动化和智能化成为了一种趋势。智能家电网络包括智能家电网关、外部网和局部网、家电,安防设备等。在家庭信息化网络技术体系中,家庭与互联网的连接需要一个家庭网络中央控制器（家庭网关）。家庭网关对外与Internet网络连结,对内通过家庭内部局域网将家电互联互通进行集中管理控制。家庭网关作为智能家电网络化的核心设备,管理或控制家中家电的网络访问。本文主要研究了基于嵌入式网关的家电互联技术的研究与应用。主要研究内容如下：1、介绍了智能家电互联互通的主要研究内容、意义、发展趋势及相关的技术基础。2、根据嵌入式家庭网关对硬件的要求,对目前市场上各种处理器进行比较,选择了三星S3C2440处理器,扩展了外围设备构成硬件系统,并且对嵌入式家庭网关软件结构进行了设计。3、总结了linux、VxWorks、μC/OS-II与Wince等操作系统,裁剪移植嵌入式linux操作系统构成家庭网关嵌入式系统,实现了bootloader、内核的裁剪与移植等。4、本文对常见网络协议TCP/IP协议,socket,串口等编程进行了研究,且对目前白色家电进行研究分析,总结出各自的特点,然后设计实现了家庭网络通信协议。5、研究了嵌入式Web服务器原理,根据需要移植了嵌入式Web服务器boa,通过对嵌入式家庭网关的需求分析,确定了B/S模式的开发思路,以实现对家电进行远程控制。通过反复的实验测试,实现了本文嵌入式家庭网关的功能。最后,对本文进行了总结和展望,提出了下一步将要进行的研究工作,使嵌入式家庭网关家电互联互通系统功能越来越完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、内容与意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究内容
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 智能家电互联互通国内外发展状况与趋势
• 1.2.1 发展状况
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 本文章节安排
• 第二章 基于嵌入式网关的家电互联的技术基础
• 2.1 嵌入式家庭网关
• 2.1.1 嵌入式家庭网关功能
• 2.1.2 嵌入式家庭网关优点
• 2.2 嵌入式家庭网关web服务器
• 2.3 目前国内外无线协议
• 2.3.1 短距离无线协议比较
• 2.3.2 国内外家庭网络技术标准化比较
• 2.4 小结
• 第三章 基于嵌入式网关家电互联系统分析设计
• 3.1 基于嵌入式网关的家电互联系统结构图
• 3.2 基于嵌入式网关的家电互联系统硬件结构
• 3.2.1 硬件平台的选择
• 3.2.2 硬件平台总体图
• 3.2.3 嵌入式家庭网关硬件设计
• 3.2.3.1 S3C2440处理器
• 3.2.3.2 存储单元
• 3.2.3.3 其他外围设备
• 3.2.3.4 Mini2440开发板
• 3.3 嵌入式家庭网关软件系统
• 3.3.1 嵌入式家庭网关软件选择
• 3.3.2 嵌入式家庭网关软件体系
• 3.4 嵌入式系统开发环境介绍
• 3.5 本章小结
• 第四章 嵌入式家庭网关软件系统设计
• 4.1 嵌入式软件系统开发环境建立
• 4.1.1 交叉编译平台
• 4.1.2 交叉编译工具链
• 4.2 引导Bootloader分析
• 4.2.1 引导程序的概念
• 4.2.2 Bootloader启动过程
• 4.3 移植Linux2.6.18内核到S3C2440开发板
• 4.3.1 内核的编译
• 4.3.2 内核的烧写
• 4.4 linux下的网络和串口编程
• 4.4.1 linux的socket编程
• 4.4.2 linux的串口操作
• 4.5 家庭网络通信协议的研究与实现
• 4.5.1 家电指令的设计
• 4.5.2 通信协议设计
• 4.5.3 设备管理
• 4.5.4 通信控制流程
• 4.6 本章小结
• 第五章 智能家电嵌入式Web远程控制设计
• 5.1 嵌入式Web服务器概述
• 5.2 基于Web的智能家电操作管理的优点
• 5.3 嵌入式Web服务器原理
• 5.3.1 嵌入式Web服务器的工作流程
• 5.3.2 嵌入式Web服务器的实现
• 5.4 CGI应用程序的实现
• 5.5 测试
• 5.6 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录