智能家庭網(wǎng)關的嵌入式軟件設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著全球自然資源的不斷減少和環(huán)境壓力的日益增大，社會對節(jié)能減排、保護環(huán)境以及可持續(xù)性發(fā)展的要求越來越高，發(fā)展智能電網(wǎng)來緩解日益凸顯的能源短缺與環(huán)境問題已成為一種重要的解決方案。智能用電作為建設堅強智能電網(wǎng)的重要一環(huán)，體現(xiàn)了電力工業(yè)本質(zhì)的思路已逐漸從“如何供應”轉(zhuǎn)變到“如何使用”。在用電側節(jié)能減排，盡可能提高不同設備的能源利用效率，同時提高供電服務質(zhì)量，成為我國在內(nèi)的世界各國進行智能用電建設的主要策略。基于能耗管理的智能家居系統(tǒng)應運而生，

2、其中，智能家庭網(wǎng)關作為核心設備，一方面將家庭內(nèi)部的智能家電設備、安防設備有機的組織在一起進行統(tǒng)一管理與控制，另一方面應用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)對智能家電的遠程控制。這樣，不僅給用戶提供了更加安全和便捷的居住環(huán)境，而且可以引導用戶錯峰使用大功率用電設備，為降低電力負荷起到了很大作用。
　　綜合考慮智能家居及職能家庭網(wǎng)關相關技術的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并結合人們的生活需求，本文提出一種基于能耗管理的智能家居系統(tǒng)并對其中智能家庭網(wǎng)關的設計與實現(xiàn)進行

3、了詳細闡述。文章中指出智能家庭網(wǎng)關是家庭內(nèi)部網(wǎng)絡與外部服務器及Internet交互的關鍵設備，其硬件平臺選用ARM系列產(chǎn)品LPC3240作為主芯片；以太網(wǎng)物理層芯片選用功耗低、體積小、波形穩(wěn)定且成本低的KSZ8041NL，網(wǎng)關與服務器之間的通信采用自定義的明文協(xié)議；智能控制模塊完成與底層設備的交互，包括智能插座控制器、智能家電控制器和無線安防控制器，其內(nèi)部均包含有支持RF433MHz自定義協(xié)議的芯片CC1101，利用射頻技術實現(xiàn)家庭內(nèi)部

4、無線設備組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)關的嵌入式軟件開發(fā)采用Linux系統(tǒng)下 Eclipse開發(fā)工具，軟件架構采用多任務、單進程、多線程的方案，主進程服務中包括socket通信線程、命令解析線程、即時任務處理線程、串口通信線程、鬧鐘計時任務線程，文章對本方案中各服務的設計與實現(xiàn)進行了詳盡的介紹并展示了其程序流程圖。最后通過對網(wǎng)關進行黑盒測試，驗證其功能均可順利實現(xiàn)，完全滿足需求分析中提到的功能。除此之外，通過對本系統(tǒng)在樣板間使用時的能耗狀態(tài)進行測試