基于IPv6的智能家居网络研究

论文摘要

随着家电技术的进步和信息技术的普及,出现了家庭信息网络、智能家居的概念。愈来愈多的家庭迫切需要在家中随时随地就可以访问外界的信息源,或者在家庭外部控制家中的家电,甚至在家庭内实现智能化。Ipv6的出现使得这种理想更加迅速的成为现实。Ipv6地址空间充足,可以为地球上每个家电都分配一个全局Ipv6地址,使设备连接到Internet上,从而解决了由于Ipv4地址短缺给构建智能家庭网络系统构成的瓶颈。同时Ipv6地址和服务的自动配置能力强,使得在家庭信息网络中添加家电设备时几乎不需要做任何配置。加上它的安全性高、对移动性的支持及QoS支持使得Ipv6的智能家居时代已经到来。本文首先阐述了课题来源和意义,详细的分析了智能家居在国内外的研究现状,缺乏统一明确的国际标准是限制智能家居系统发展的主要因素,针对这一问题以及IPv6协议在构建家庭信息网络方面的优势提出了基于IPv6的智能家居系统是未来智能家居的发展方向。接着详细的分析了IPv6协议特点、编址和过渡技术以及其对家电网络的支持。根据家庭网络类型以及设备的种类把家庭网络划分成高速A/V网络、数据通讯网、低速家电控制网络。三个网络通过家庭网关互联,每一子网可以使用不同的物理媒体和通讯协议,家庭网关兼容所有的通讯协议。并分别对每个子网进行详细设计,在家庭网络的技术实现上,我们根据家居环境的特点,采用了蓝牙技术、IEEE1394技术和无线编码技术相结合的混合网络构建方案,并采用Jini技术对家庭网络进行集成。然后分析了家庭网关的体系结构和功能以及安全性,详细的设计了家电控制网络,把它分解成家电信息登记、家电状态查询和家电控制三个部分来实现,利用WinSockets类实现了基于C/S架构的家电本地/远程控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源和意义
• 1.2 国内外研究现状的分析
• 1.2.1 接入技术
• 1.2.2 高层互联协议
• 1.2.3 家居系统的发展和现状
• 1.3 IPv6智能家居的提出
• 1.4 本课题研究的内容和论文安排
• 第二章 Ipv6网络与智能家居
• 2.1 IPv6的特点与编址
• 2.1.1 IPv6的特点
• 2.1.2 IPv6编址
• 2.1.3 IPv6地址类型
• 2.2 IPv6的应用与过渡技术
• 2.2.1 双协议栈技术
• 2.2.2 隧道技术
• 2.2.3 NAT-PT技术
• 2.3 IPv6对网络家电的支持
• 第三章 家庭网络设计
• 3.1 家庭网络的类型和特点
• 3.2 家庭网络设备
• 3.3 家庭网络的组成
• 3.4 家庭网络的设计与实现
• 3.4.1 家庭网络的总体架构
• 3.4.2 混合网络和子系统设计
• 3.4.3 家庭网络的集成
• 第四章 家庭网络服务器端的设计与实现
• 4.1 家庭网关的体系结构
• 4.2 家庭网关的功能
• 4.2.1 Internet接入
• 4.2.2 连接异构的子网
• 4.2.3 实现家电管理功能
• 4.2.4 实现控制代理功能
• 4.3 本地/远程控制服务器端的设计与实现
• 4.3.1 WinSockets类简介
• 4.3.2 服务器端的设计与实现
• 4.4 家庭网关的安全技术
• 4.4.1 家庭网络安全解决方案
• 4.4.2 各类家庭网络安全技术介绍
• 4.5 IPv6接入方案
• 第五章 家电控制网络应用系统实现
• 5.1 家电控制网络
• 5.2 家电控制服务
• 5.2.1 家电信息登记系统
• 5.2.2 家电状态查询系统
• 5.2.3 家电控制系统
• 5.3 家电信息登记协议
• 5.3.1 家电信息登记协议报文格式
• 5.3.2 家电信息登记协议过程描述
• 5.4 家电控制协议
• 5.4.1 控制协议报文格式
• 5.4.2 控制协议系统描叙
• 5.5 小文件传输协议
• 5.6 家电控制网络传输协议报文格式
• 5.7 本地/远程控制客户端的实现
• 5.8 校验问题
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 有待完善和改进的地方
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文及所取得的研究成果