基于嵌入式Linux的智能家居网关设计

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随着信息技术的不断发展更新,嵌入式系统已经具备了十分完善的网络功能。同时,新兴的物联网由于打破了传统的互联网体系并实现了物物相连,因此得到了巨大的关注并取得了飞速的发展。将这几种技术结合起来必将是未来信息产业发展的趋势。其中,智能家居就是这几种技术完美结合的案例之一。本文针对普通居住环境,提出了一种基于嵌入式Linux系统的智能家居网关方案。通过结合嵌入式系统、Internet网络技术和ZigBee技术,实现了一个简单的智能家居系统,并对智能家居网关的设计与实现进行了重点讨论。本文的研究主要集中在基于ARM处理器和Linux操作系统的智能家居网关软硬件的设计与实现。在智能家居网关上部署一个Web服务器,用户就可以在任何一台连网的PC上远程登陆并访问智能家居网关。用户登陆后可通过点击网页按钮向网关发送指令。同时,在网关上还设计了图形界面用来和本地用户实现交互,通过点击触摸屏上的按钮也可以向网关发送指令。网关收到用户指令后,再将指令转发给家庭ZigBee网络的协调器,最后由协调器将指令发送至终端节点,从而实现对终端节点所连接设备的控制。本文首先简要的概述了智能家居基本概念,并进一步阐述了智能家居国内外的发展现状和智能家居网关的发展趋势。然后确定了网关的总体设计方案及硬件设计方案。论文的重点是网关的软件设计,主要包括五方面的内容:(1)移植Linux操作系统到S5PV210处理器上,制作根文件系统,从而搭好嵌入式平台。(2)在嵌入式平台上编写应用程序实现网关的雏形。(3)在嵌入式平台上组建Web服务器从而提供HTTP服务,实现Internet访问。(4)在嵌入式平台上实现本地图形界面实现本地访问。(5)网关与ZigBee协调器的通信协议制定,实现嵌入式平台与ZigBee网络的通信。最终,测试证明本论文设计的基于嵌入式linux网关达到了预期设计目标。
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