嵌入式系统在家庭网关中的应用研究

论文摘要

智能住宅伴随着计算机、通信、网络和控制技术的发展而出现,家庭网关作为智能住宅的核心设施把由信息家电、功能各异的传感器、PC及其外设等构成的家庭内部网络和小区局域网联系起来,进而接入国际互联网,实现信息共享、远程控制、集中管理等功能。随着新技术的出现,家庭网关的设计也被注入了新的活力,本文介绍的就是一种融合蓝牙技术的嵌入式家庭网关。蓝牙技术是一种用于各种固定与移动的数字化硬件设备之间的低成本、近距离的无线通讯连接技术,在家庭场合应用可以取代烦琐的电缆。主网关是家庭主网和家庭外部公共网络或社区网络的接口,是真正意义上的家庭网关,而子网关是作为一个“设备”接入到家庭主网中,它是家庭控制子网到家庭主网的接口。本文的家庭子网网关蓝牙模块采用CSR公司最近研发的第六代芯片BlueCore6,该芯片采用AuriStream技术,它是蓝牙处理语音传输方式的一个巨大突破,提供了更高的语音质量,并且功耗降低了40%,在远程控制方面采用PSTN(公共电话交换网)接入方式最为理想。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景来源
• 1.2 蓝牙技术发展现状
• 1.3 家庭网络发展现状
• 1.4 论文章节安排
• 2 蓝牙核心协议及操作系统μClinux
• 2.1 蓝牙技术概述
• 2.2 蓝牙协议（Protocol）
• 2.3 蓝牙剖面（Profile）
• 2.4 蓝牙连接过程
• 2.5 操作系统μClinux
• 2.5.1 μClinux 的内存管理
• 2.5.2 μClinux 内核变化和加载方式
• 2.5.3 μClinux 的文件系统
• 2.5.4 μClinux 的多进程处理
• 2.6 移植μClinux 到目标平台
• 2.7 本章小结
• 3 家庭网络组网总体方案设计
• 3.1 家庭网络系统结构
• 3.2 家庭主网
• 3.2.1 家庭主网的功能
• 3.2.2 家庭主网网关
• 3.3 家庭控制子网
• 3.3.1 家庭控制子网功能
• 3.3.2 家庭控制子网网关
• 3.4 移动控制终端
• 3.5 家电终端设备
• 3.6 设备描述文件
• 3.7 本章小结
• 4 基于蓝牙技术的嵌入式家庭网关研制
• 4.1 MCF5272 微处理器硬件平台
• 4.2 蓝牙模块
• 4.3 建立嵌入式开发环境
• 4.3.1 建立宿主机开发环境
• 4.3.2 背景调试模式（BDM）
• 4.4 设备硬件驱动设计
• 4.4.1 μClinux 编写驱动程序的几个要点
• 4.4.2 具体设备驱动编写步骤
• 4.4.3 蓝牙驱动部分的设计
• 4.5 家庭网关软件总体结构
• 4.5.1 主网关和子网关之间的通信
• 4.5.2 主网关程序软件设计与开发
• 4.5.3 子网关程序软件设计与开发
• 4.6 蓝牙技术实现家庭控制子网
• 4.6.1 蓝牙协议及其实现
• 4.6.2 移动控制终端及其实现
• 4.6.3 家电终端及其实现
• 4.7 互联网接入控制的实现
• 4.7.1 嵌入式 Web 服务器 Boa
• 4.7.2 Boa 配置
• 4.7.3 CGI 程序的实现
• 4.7.4 CGI 与 IAC 驻留进程通信
• 4.8 PSTN 接入控制的实现
• 4.9 基于日志文件系统的配置管理工具
• 4.9.1 JFFS 基本原理
• 4.9.2 JFFS 在MCF5272 硬件平台上的实现
• 4.10 本章小结
• 5 结论
• 5.1 本文的主要工作
• 5.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文