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基于Iinux的家庭网关配置系统的设计与实现

作　者: 李玉龙
导　师: 李庆
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: Linux 家庭网关 配置系统 Cgi Ajax
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
引　用: 1次
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内容摘要


随着社会信息化和网络化不断的发展,用户不仅对家居自动化和信息化程度的要求越来越高,而且对家用设备控制的灵活性,操作的方便性以及开发的易维护性提出了更高的要求。这些要求的实现都离不开家庭网络,而家庭网关作为家庭内部网络与家庭外部广域网进行通信的门户,自然也成了研究的重点。技术日新月异,家庭网关的功能也越来越复杂,这些功能的正常实现需要去维护大量的设备控制参数。如何管理和维护这些参数,开发出一套更有效率,易维护和易扩展的家庭网关是目前研究的热点之一。解决这些问题,对于产品推向市场具有极大的竞争意义。因此,本文主要围绕着如何实现一套更灵活、方便、易维护和易扩展的家庭网关配置系统展开讨论和研究。本文首先对家庭网关国内外的研究现状对了分析和总结,分析了目前现有解决方案的优缺点。分析结果表明：家庭网关系统开发过程中普遍存在着三大问题：参数配置效率低、维护不便、扩展性不好。为此,本文针对这些问题提出了新的解决方案,主要从配置文件格式以及管理算法两个方面进行改进,改进后的方案改善了系统的性能,参数配置效率高、扩展性好、易维护。在上述研究基础上,本文详细论述了新的配置系统设计方案,主要包含三大模块：Web模块、命令行模块和配置库模块。前两个模块属于最上层的应用层,其中命令行模块使得用户可以通过命令方式管理设备参数,Web模块使用了AJAX技术,结合CGI,使得页面异步更新,解决了页面数据传输的效率问题。配置层属于核心层和中间层,改进了参数管理算法,并对上层提供管理设备参数的API接口。层次性的设计方便了系统的扩展,可以动态增加模块,体现了良好的扩展性。本文最后论述了如何在此基础上进行后期开发的步骤,主要包括：修改配置文件,增加Web页面和CGI程序。改进后的系统是以MINI2440开发板为硬件平台,用c语言实现,在linux环境下移植和调试运行的。最后针对以上存在的三个问题,测试主要分为三个部分：维护性测试、扩展性测试以及性能测试。测试结果表明：改进后的配置系统不仅改善了系统的性能,而且也方便了后期的开发和维护。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题来源、研究背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 论文主要工作和创新  13-14
  1.4 论文组织结构  14-15
第2章 家庭网关配置系统技术分析及改进  15-26
  2.1 家庭网关拓扑结构  15
  2.2 家庭网关管理方式  15-17
    2.2.1 命令行管理方式  16
    2.2.2 Web网络管理方式  16
    2.2.3 Tro69管理方式  16-17
  2.3 主流家庭网关Lan侧配置系统分析  17-21
    2.3.1 基于Xml的参数配置流程  18
    2.3.2 基于文本的参数配置流程  18-19
    2.3.3 存在的问题  19-21
  2.4 改进措施  21-25
    2.4.1 配置文件改进  21-22
    2.4.2 配置算法改进  22-23
    2.4.3 改进的配置系统解决方案  23-25
    2.4.4 优点  25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 家庭网关配置系统设计与实现  26-42
  3.1 项目需求分析  26
  3.2 配置系统总体设计  26-28
  3.3 核心配置库设计与实现  28-33
    3.3.1 设计思路  28-29
    3.3.2 配置文件格式设计  29
    3.3.3 程序设计  29-33
  3.4 基于配置库的Web网络模块设计与实现  33-37
    3.4.1 嵌入式Web服务器的选择  33-34
    3.4.2 Web框架设计  34-37
  3.5 基于配置库的命令行配置模块设计与实现  37
  3.6 系统环境搭建与移植  37-41
    3.6.1 搭建linux开发环境  37-38
    3.6.2 程序移植  38-41
  3.7 本章小结  41-42
第4章 基于该配置系统的后期开发和功能扩展  42-46
  4.1 CGI程序开发  42-44
    4.1.1 CGI工作原理  42
    4.1.2 CGI程序工作流程  42-43
    4.1.3 CGI程序设计  43
    4.1.4 页面交互  43-44
  4.2 Web页面开发  44-45
  4.3 配置文件修改  45
  4.4 本章小结  45-46
第5章 系统测试与分析  46-55
  5.1 测试环境  46-47
    5.1.1 操作系统和开发板  46-47
    5.1.2 网络环境  47
  5.2 维护性测试  47-48
  5.3 扩展性测试  48-49
  5.4 性能测试  49-51
    5.4.1 测试方法  49-50
    5.4.2 测试结果与比较  50-51
  5.5 页面传输效率测试  51-54
    5.5.1 传统模式  51-53
    5.5.2 改进模式  53-54
    5.5.3 比较  54
  5.6 本章小结  54-55
第6章 总结与展望  55-57
  6.1 全文工作总结  55-56
  6.2 下一步工作展望  56-57
参考文献  57-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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