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基于嵌入式网关的家电互联技术的研究与应用

作　者: 蒋柱葱
导　师: 谢云
学　校: 广东工业大学
专　业: 电路与系统
关键词: 智能家电互联互通嵌入式家庭网关嵌入式Web服务器boa linux操作系统
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 54次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
Contents  10-13
第一章绪论  13-18
  1.1 研究背景、内容与意义  13-14
    1.1.1 研究背景  13
    1.1.2 研究内容  13-14
    1.1.3 研究意义  14
  1.2 智能家电互联互通国内外发展状况与趋势  14-17
    1.2.1 发展状况  14-16
    1.2.2 发展趋势  16-17
  1.3 本文章节安排  17-18
第二章基于嵌入式网关的家电互联的技术基础  18-23
  2.1 嵌入式家庭网关  18-19
    2.1.1 嵌入式家庭网关功能  18-19
    2.1.2 嵌入式家庭网关优点  19
  2.2 嵌入式家庭网关web服务器  19-20
  2.3 目前国内外无线协议  20-22
    2.3.1 短距离无线协议比较  20-21
    2.3.2 国内外家庭网络技术标准化比较  21-22
  2.4 小结  22-23
第三章基于嵌入式网关家电互联系统分析设计  23-35
  3.1 基于嵌入式网关的家电互联系统结构图  23-24
  3.2 基于嵌入式网关的家电互联系统硬件结构  24-32
    3.2.1 硬件平台的选择  24
    3.2.2 硬件平台总体图  24-25
    3.2.3 嵌入式家庭网关硬件设计  25-32
      3.2.3.1 S3C2440处理器  27
      3.2.3.2 存储单元  27
      3.2.3.3 其他外围设备  27-32
      3.2.3.4 Mini2440开发板  32
  3.3 嵌入式家庭网关软件系统  32-34
    3.3.1 嵌入式家庭网关软件选择  32-33
    3.3.2 嵌入式家庭网关软件体系  33-34
  3.4 嵌入式系统开发环境介绍  34
  3.5 本章小结  34-35
第四章嵌入式家庭网关软件系统设计  35-50
  4.1 嵌入式软件系统开发环境建立  35-36
    4.1.1 交叉编译平台  35
    4.1.2 交叉编译工具链  35-36
  4.2 引导Bootloader分析  36-37
    4.2.1 引导程序的概念  36
    4.2.2 Bootloader启动过程  36-37
  4.3 移植Linux2.6.18内核到S3C2440开发板  37-38
    4.3.1 内核的编译  37
    4.3.2 内核的烧写  37-38
  4.4 linux下的网络和串口编程  38-41
    4.4.1 linux的socket编程  38-39
    4.4.2 linux的串口操作  39-41
  4.5 家庭网络通信协议的研究与实现  41-49
    4.5.1 家电指令的设计  41-42
    4.5.2 通信协议设计  42-46
    4.5.3 设备管理  46-48
    4.5.4 通信控制流程  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章智能家电嵌入式Web远程控制设计  50-58
  5.1 嵌入式Web服务器概述  50-52
  5.2 基于Web的智能家电操作管理的优点  52
  5.3 嵌入式Web服务器原理  52-55
    5.3.1 嵌入式Web服务器的工作流程  53
    5.3.2 嵌入式Web服务器的实现  53-55
  5.4 CGI应用程序的实现  55
  5.5 测试  55-57
  5.6 本章小结  57-58
总结与展望  58-60
参考文献  60-62
攻读硕士学位期间发表的论文  62-64
致谢  64-65
附录  65-69

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