基于SOPC的智慧家居異構(gòu)網(wǎng)關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的發(fā)展，智慧家居正在逐步進(jìn)入我們的生活，讓我們的生活變得舒適、高效和方便。智慧家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化，讓用戶可以更加方便有效的管理和控制家居?，F(xiàn)在智慧家居設(shè)備品種繁多，并且存在著多種通信協(xié)議，面對(duì)這種狀況很難實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備之間的互聯(lián)互通。因此，針對(duì)這種情況，本文對(duì)智慧家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行研究，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的家庭網(wǎng)關(guān)。主要的研究工作如下：
　　（1）本文先

2、對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展和現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，以及對(duì)本文家庭網(wǎng)關(guān)用到的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上給出家庭網(wǎng)關(guān)的總體方案。
　?。?）網(wǎng)關(guān)硬件方面：基于SOPC技術(shù)，采用altera公司的Nios II軟核，在EP4CE15F芯片上實(shí)現(xiàn)了家庭異構(gòu)網(wǎng)關(guān)硬件部分的設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。同時(shí)對(duì)FPGA外圍接口電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，如FLASH、SDRAM、以太網(wǎng)模塊等，從而構(gòu)建整個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)的硬件平臺(tái)。該方案充分發(fā)揮了 IP軟核易重構(gòu)、易

3、移植的特點(diǎn)以及FPGA可編程的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)嵌入式硬件不易移植和不易擴(kuò)展的缺點(diǎn)。
　?。?）網(wǎng)關(guān)軟件方面：本文實(shí)現(xiàn)了家電設(shè)備中較流行的兩種通信協(xié)議ZigBee和藍(lán)牙的協(xié)議轉(zhuǎn)換，把它們轉(zhuǎn)換成較通用的有線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP，使得設(shè)備之間統(tǒng)一協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備之間的互聯(lián)互通。因此在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)ZigBee和藍(lán)牙的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行定義，然后在網(wǎng)關(guān)的硬件平臺(tái)上移植μClinux操作系統(tǒng)，并對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，在