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

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算的發(fā)展，智慧家居正在逐步進入我們的生活，讓我們的生活變得舒適、高效和方便。智慧家居系統(tǒng)實現(xiàn)家居設(shè)備的自動化、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，面對這種狀況很難實現(xiàn)家電設(shè)備之間的互聯(lián)互通。因此，針對這種情況，本文對智慧家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)關(guān)進行研究，在原有的基礎(chǔ)上進行改進，設(shè)計一種支持多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的家庭網(wǎng)關(guān)。主要的研究工作如下：
　?。?）本文先

2、對家庭網(wǎng)關(guān)的國內(nèi)外發(fā)展和現(xiàn)狀進行分析和研究，以及對本文家庭網(wǎng)關(guān)用到的相關(guān)技術(shù)進行介紹，在此基礎(chǔ)上給出家庭網(wǎng)關(guān)的總體方案。
　　（2）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芯片上實現(xiàn)了家庭異構(gòu)網(wǎng)關(guān)硬件部分的設(shè)計，并對系統(tǒng)進行了仿真和驗證。同時對FPGA外圍接口電路進行設(shè)計，如FLASH、SDRAM、以太網(wǎng)模塊等，從而構(gòu)建整個家庭網(wǎng)關(guān)的硬件平臺。該方案充分發(fā)揮了 IP軟核易重構(gòu)、易

3、移植的特點以及FPGA可編程的特點，彌補了傳統(tǒng)嵌入式硬件不易移植和不易擴展的缺點。
　　（3）網(wǎng)關(guān)軟件方面：本文實現(xiàn)了家電設(shè)備中較流行的兩種通信協(xié)議ZigBee和藍牙的協(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)議標準，實現(xiàn)家電設(shè)備之間的互聯(lián)互通。因此在軟件設(shè)計時，首先對ZigBee和藍牙的數(shù)據(jù)格式進行定義，然后在網(wǎng)關(guān)的硬件平臺上移植μClinux操作系統(tǒng)，并對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序進行設(shè)計，在