基于嵌入式系统的智能家居网的分析.doc

基于嵌入式系统的智能家居网的分析采用专门铺设的线缆布网，数据传输速率相当高，可达到10Mbits或 100Mbits 能够传输、数据、视频和家电控制信息，主要用于基于个人电脑的有线局域网和高速因特网它的优势在于技术己经十分成熟，以太网的组网设备在市场上可以很方便地买到其缺点是以太网组网成本较高，对维护者的技术水平要求也较高、需要专门布线、通过采用专用总线的形式来组建智能家居系统，如Lon-Work总线、它的优点是抗干扰能力强，技术成熟；缺点是需要重新铺设线路 家庭网络无线通讯方式主要集中于红外线和无线射频两种技术的应用、红外技术是由红外线数据标准协会提出并推行的、这种通信方式使用 850nm的红外光来传输数据和语音、采用该技术的设备无需专门申请特定频率的使用执照，体积小、功率低，耗电量很低红外技术的传输速率可达16Mbits，特别适合于传输容量较大的数据文件和多媒体信息流、红外技术只能实现点到点的连接，这虽然会使数据传输所受到的干扰较少，但却无法灵活的构成网络另外，红外技术必须在视线可达的范围内定向传输，中间不能有任何阻挡，并容易受到光线干扰，同时要求通信设备的位置相对固定，无法用于移动设备。

红外遥控的主要问题是红外线无法穿透墙壁，应用受到空间的限制，因此只适合作为家庭网络的辅助通讯媒体 2 智能家居网络的构成 从组成结构上划分，智能家庭网络可包括如下四个部分：（1） 宽带接入 它为家庭内部网络提供与外部网路的高速双向互连， 可以提供实时、可靠的数据传输服务目前可以选用的宽带接入技术有 xDsL、FTTH、ISDN 等 （2）中央控制器它是家庭网络的核心设备，不仅为家庭内部网络环境和外部网络环境提供了连接，还提供了路由选择、内外部子网之间的协议转换等服务 （3）信息家电网络它是指家庭内部网络环境，将家庭内部的信息家电互连组网对于消费用户而言该网络应该是不可见、无需配置的 （4）信息家电信息家电是融合了计算机技术、数字通信技术的消费电子产品，是 3C 技术融合的产物，以利用信息家电网络主动或被动交互信息来完成产品功能为主要特征，相互之间可以协同完成特定任务，并且通过家庭中央控制器可以接入外部网络 从功能的方面看， 智能家居系统由两部分组成：嵌入式家庭智能应用终端、嵌入式智能家庭内网通信模块 （即信息家电网络和宽带接入），嵌入式智能家庭网关 3 智能家居网关 智能家居网关（Residential Gatea）技术是智能家居中的关键技术。

家庭网关技术主要解决各种信息家电之间的信息传输，以保证把家庭外部连接传入的信息传输到相应的家电上去，同时可以把家庭内部信息传输到外部连接上 家庭网关在家庭内部提供不同类型、不同结构子网的桥接能力，使这些子网内的信息家电可以相互通信；在家庭外部，通过 Internet 将各种服务商连接起来以提供实时、双向的宽带接入，同时还提供防火墙的能力，阻止外界对家庭内部信息设备的非法访问和攻击在家庭网关的设计上，可以采用代理（Agent）技术，即以不同的私有互联协议连接到采用不同技术构成的网络，并将整个控制算法分解成针对不同情况的控制代理这样把对各种信息家电的控制通过代理的方式转移到家庭网关上，在信息家电上只要增加一个网络接口，从而形成一种胖服务器一瘦客户机的体系结构这时家庭网关就演化成一种家居服务器，它除了完成家庭网关所具有的一切功能，还拥有丰富的软硬件资源，通过家居服务器可以实现与各种信息家电联系 这样整个家庭网络就形成了一种以家居服务器为核心的智能家居体系结构 4 嵌入式家庭网关实现 目前家庭网关和外界连接的平台主要有两个：用于语音传输的网和 Internet，前者主要借助音频拨号实现一些简单的控制，它的数据传输能力和应用都比较有限，后者是真正的全球化信息交互平台，具有大量的数据传输能力和丰富的应用功能。

Interment 为各种网络互连提供了统一的标准 TCPIP，它具有完全的开放性和无限的可扩展性，而且家庭网络和 TCPIP 网络的差异只在于复杂度、 实时性和网络容量等方面，他们完全可以作为层次化网络体系中相邻的两层，无需中间层的介入所以，家庭网络直接接入运行 TCPIP 协议的局域网和广域网是合理的，也是可行的 家庭网关的演变大致经历了三个不同的阶段：一是传输介质与设备对象一一对应，设备之间各不相关；二是不同用途的专用网关开始相互衔接，不同协议与不同传输介质的家庭网关开始相互结合；三是家庭网关一体化，功能集中、平台无关、鲁棒和高性能等等 家庭网关的硬件架构，包括微处理器、内存以及输入输出装置等微处理器采用以ARM7TDMI为核心的sam-sung3C4510B，内存使用两片DRAM，每片 16M，一共 32M；还有 ROM、flash，分别是1M和 4M；其他是各种接口 ：USB、串口、网口等 5 结语 通过详细了解智能家居、嵌入式系统的发展历史以及目前国内外的发展趋势，阅读和研究大量的智能家居、嵌入式系统的标准和相关文献，对基于 3C4510B微控制器芯片设计出功能完善的智能家居系统的网关系统以及在此基础上成功组建的家庭网络进行了深入的研究。

但是在智能家居系统的布局布线合理性上存在一些问题，没能集成语音识别技术这是的不足之处，需要进一步的研究 参考文献 1高小平.中国智能家居的现状及发展趋势．低压电器，201X（4） 2 郭兵.现代新兴家居一智能化住宅．平原大学学报，2001（2） 3 李国忱.智能住宅的建设与发展．城市开发，201X（6） 4胡家伦.上海智能化住宅小区的发展．住宅科技，201X（10） 5俞阳.我国应加快发展智能住宅小区步伐．中国科技论坛，201X（1） 。