基于linux的嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn)

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1、4L務(wù)大峰碩士研究生學(xué)位論文基于的嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn)學(xué)生姓名王達(dá)嘗學(xué)科、專業(yè)信息與通信工程研究方向嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)師董小偉北方工業(yè)大學(xué)研究生院北方工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研宄做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：一曰期：二年月曰學(xué)位論文使用授權(quán)書學(xué)位論文作者完全了解北方

2、工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研宄生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬北方工業(yè)大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文（保密的學(xué)位論文在解密后適用于本授權(quán)書）。□保密論文注釋：經(jīng)本人申請，學(xué)校批準(zhǔn)，本學(xué)位論文定為保密論文，密級：，期限：年，自年月日起至年月日止，解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。本人簽名：土日期：？導(dǎo)師簽名：

3、—日期召北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于的嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn)摘要隨著人們對生活品質(zhì)要求的日益提高，智能家居逐步成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)之一。智能家居系統(tǒng)以家居自動化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化為主要特征，其目的是讓用戶高效、合理、便捷地管理家居環(huán)境，并自動提供安全防護(hù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控。針對智能家居系統(tǒng)中多種通信技術(shù)之間互聯(lián)困難的問題，本論文對系統(tǒng)中的核心組網(wǎng)設(shè)備即家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行研究，提出了一種可擴(kuò)展且支持多協(xié)議轉(zhuǎn)換的家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。主要研究工作如下：在家庭網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)方面，首先針對系統(tǒng)組網(wǎng)問題，通過分析比較現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式

4、，提出了一種基于分級網(wǎng)關(guān)的可擴(kuò)展的家庭網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模型。接下來針對網(wǎng)關(guān)硬件平臺設(shè)計(jì)問題，通過分析比較現(xiàn)有的家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，提出了一種主從式架構(gòu)的嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)模型，并給出了基于微處理器的網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求，研究了嵌入式操作系統(tǒng)中網(wǎng)口、串口驅(qū)動移植的配置方法，以及環(huán)境下通信和通信，并給出了具體實(shí)現(xiàn)過程。在主網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)方面，針對現(xiàn)有異構(gòu)接入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換存在的問題，提出了一種基于子網(wǎng)關(guān)分層轉(zhuǎn)換，主網(wǎng)關(guān)集中控制的易于擴(kuò)展的智能家居組網(wǎng)模式。針對異構(gòu)設(shè)備互通和互操作問題，采用中間件機(jī)制，提出了一種基于統(tǒng)一接口訪問

5、的方法，并設(shè)計(jì)了家庭設(shè)備控制模型和設(shè)備控制協(xié)議。子網(wǎng)關(guān)將不同協(xié)議轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一協(xié)議，主網(wǎng)關(guān)對信息匯總處理，整個(gè)系統(tǒng)采用接口模式進(jìn)行編程，使業(yè)務(wù)邏輯之間依賴性減少，達(dá)到了松耦合的目的，提高了主網(wǎng)關(guān)在多協(xié)議處理下的可擴(kuò)展性。平臺實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方法的正確性、有效性和先進(jìn)性。針對在遠(yuǎn)程管理家居設(shè)備時(shí)不同控制終端通信困難的問題，在本文設(shè)計(jì)的家庭網(wǎng)關(guān)軟硬件基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)智能家居管理平臺的原型。管理平臺主要以應(yīng)用服務(wù)架構(gòu)為核心，使用服務(wù)通信技術(shù)，提出了一種不同控制終端與設(shè)備節(jié)點(diǎn)通信的流程設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)優(yōu)勢在于可以保證數(shù)據(jù)在不同控制

6、平臺之間的通信，又能夠減輕網(wǎng)關(guān)服務(wù)器處理數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，有效地降低了智能家居系統(tǒng)對家庭網(wǎng)關(guān)硬件性能的要求。關(guān)鍵詞：智能家居，異構(gòu)接入，松耦合，協(xié)議轉(zhuǎn)換，北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，，，，，，北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄基于的嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的研宄與實(shí)現(xiàn)選題背景與研宄意義智能家庭網(wǎng)關(guān)的研宄現(xiàn)狀論文組織結(jié)構(gòu)智能家庭網(wǎng)關(guān)協(xié)議分析與研宄智能家居網(wǎng)絡(luò)通信方式通信技術(shù)分析技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議架構(gòu)運(yùn)行機(jī)制藍(lán)牙通信技術(shù)分析藍(lán)牙技術(shù)概述藍(lán)牙體系結(jié)構(gòu)藍(lán)牙通信模型串口通信技術(shù)分析串口技術(shù)概述串口通信過程通信技術(shù)分析連接的建立和終

7、止本章小結(jié)智能家庭網(wǎng)關(guān)平臺硬件分析與設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)組網(wǎng)模式智能家居系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)分析智能家庭網(wǎng)關(guān)模型比較與選取智能家庭網(wǎng)關(guān)整體設(shè)計(jì)智能家庭網(wǎng)關(guān)硬件平臺的選取本章小結(jié)智能家庭網(wǎng)關(guān)軟件分析與設(shè)計(jì)多協(xié)議融合方法協(xié)議轉(zhuǎn)換藍(lán)牙協(xié)議轉(zhuǎn)換智能家庭網(wǎng)關(guān)平臺搭建：層次控制體系結(jié)構(gòu)分析通用易擴(kuò)展接入控制模型智能家庭核心網(wǎng)關(guān)軟件體系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能家居網(wǎng)絡(luò)管理體系業(yè)務(wù)請求及應(yīng)答過程核心控器多進(jìn)程環(huán)境下編程設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)化北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文線程死鎖生產(chǎn)者一消費(fèi)者模式線程池的引用本章小結(jié)：智能家庭網(wǎng)關(guān)平臺實(shí)體展示及結(jié)果評測智能家庭網(wǎng)關(guān)整體展示系統(tǒng)整體性

8、能分析通過訪問服務(wù)器性能分析網(wǎng)關(guān)的性能實(shí)驗(yàn)分析本章小結(jié)總結(jié)與展望取得的研宄成果與創(chuàng)新點(diǎn)存在問題及未來工作展望辨想申請學(xué)位期間的研宄成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文：北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論選題背景與研究意義如今，伴隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，移動通信、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、智能嵌入式硬件以及移動終端日漸普及，為物