本文關(guān)鍵詞：基于6LoWPAN的智能家居網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,人們對居住環(huán)境和生活質(zhì)量的要求也逐漸提高,個(gè)人電腦和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了人們的生活方式,各種家電設(shè)備也在朝數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,智能家居逐漸成了一個(gè)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。智能家居網(wǎng)關(guān)作為智能家居系統(tǒng)的核心部分,即負(fù)責(zé)與家庭內(nèi)部智能設(shè)備的通信,又負(fù)責(zé)與外部互聯(lián)網(wǎng)的連通,并為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的信息交互提供轉(zhuǎn)換功能,同時(shí)為遠(yuǎn)程管理控制家庭內(nèi)部設(shè)備提供統(tǒng)一的交互界面。本文先介紹了智能家居網(wǎng)關(guān)的研究背景、研究意義,然后根據(jù)網(wǎng)關(guān)的基本功能需要提出了雙芯片結(jié)構(gòu)的智能家居網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)方案,最后基于6LoWPAN完成了網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本文的研究重點(diǎn)有三個(gè)方面：網(wǎng)關(guān)連接家居設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)、雙芯片結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)內(nèi)部IPv6通信機(jī)制、網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)管理服務(wù)。(1)網(wǎng)關(guān)連接家居設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)關(guān)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用6LoWPAN技術(shù)與家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)通信,外部網(wǎng)絡(luò)通過以太網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng),本文先研究了6LoWPAN協(xié)議,然后結(jié)合開源無線傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)Contiki系統(tǒng),在昂寶公司的8051單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了Contiki系統(tǒng)的移植,并為網(wǎng)關(guān)與家居設(shè)備節(jié)點(diǎn)間的通信設(shè)計(jì)了應(yīng)用協(xié)議,包括加網(wǎng)離網(wǎng)管理,數(shù)據(jù)通信格式。網(wǎng)關(guān)外部網(wǎng)絡(luò)采用了開源路由器系統(tǒng)OpenWrt系統(tǒng),本文先分析了其原理,然后移植到了tiny6410開發(fā)板上,至此網(wǎng)關(guān)具備了家用路由器的功能。(2)雙芯片結(jié)構(gòu)的網(wǎng)關(guān)內(nèi)部IPv6通信機(jī)制。本文網(wǎng)關(guān)采用了雙芯片結(jié)構(gòu),網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊用來處理家居內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通信,網(wǎng)關(guān)主模塊用來處理外部網(wǎng)絡(luò)的通信,兩個(gè)模塊間通過串口連接,網(wǎng)關(guān)主模塊采用linux中虛擬網(wǎng)卡技術(shù),通過SLIP協(xié)議在兩個(gè)模塊間傳輸IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文,由于家居設(shè)備采用了6LoWPAN協(xié)議,所以網(wǎng)關(guān)與家居設(shè)備可直接通過IPv6協(xié)議通信而不需要協(xié)議轉(zhuǎn)換,這是6LoWPAN的優(yōu)勢所在。(3)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)管理服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理家居設(shè)備,本文基于第三方物聯(lián)網(wǎng)云存儲(chǔ)服務(wù)器yeelink,在網(wǎng)關(guān)主模塊上設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)監(jiān)視程序和控制命令接收程序。數(shù)據(jù)監(jiān)視程序負(fù)責(zé)將家居設(shè)備的數(shù)據(jù)通過http請求上傳到y(tǒng)eelink服務(wù)器,并采用linux的cron工具周期執(zhí)行上傳任務(wù),用戶通過瀏覽器或官方提供的移動(dòng)端APP程序可遠(yuǎn)程訪問yeelink服務(wù)器上家居智能設(shè)備的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控�？刂泼罱邮粘绦蛲ㄟ^比對服務(wù)器與本地?cái)?shù)據(jù),來決定是否需要向家庭設(shè)備發(fā)送設(shè)置參數(shù)的IPv6控制命令報(bào)文,從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備的功能。
【關(guān)鍵詞】：智能家居網(wǎng)關(guān) 雙芯片結(jié)構(gòu) OpenWrt Contiki yeelink
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TP393.05
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• CONTENTS10-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 課題的主要工作及章節(jié)安排15-16
• 第二章 智能家居網(wǎng)關(guān)總體方案設(shè)計(jì)16-21
• 2.1 智能家居系統(tǒng)概述16
• 2.2 家居網(wǎng)關(guān)功能分析16-18
• 2.2.1 感知接入方式16-17
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)17
• 2.2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控17-18
• 2.3 智能家居網(wǎng)關(guān)的總體方案設(shè)計(jì)18-20
• 2.3.1 網(wǎng)關(guān)總體結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3.2 智能家居網(wǎng)關(guān)平臺總體硬件結(jié)構(gòu)19
• 2.3.3 智能家居網(wǎng)關(guān)平臺軟件架構(gòu)19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 智能網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-46
• 3.1 IEEE802.15.4技術(shù)簡介21-24
• 3.1.1 IEEE802.15.4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
• 3.1.2 IEEE802.15.4幀格式22-24
• 3.2 6LoWPAN技術(shù)簡介24-29
• 3.2.1 6LoWPAN的主要功能24-25
• 3.2.2 6LoWPAN的實(shí)現(xiàn)25-29
• 3.3 Contiki系統(tǒng)分析29-32
• 3.4 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)32-45
• 3.4.1 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊硬件平臺33-34
• 3.4.2 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊軟件設(shè)計(jì)34-40
• 3.4.3 Contiki系統(tǒng)移植40-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 智能網(wǎng)關(guān)主系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-64
• 4.1 智能網(wǎng)關(guān)主系統(tǒng)硬件平臺46-47
• 4.2 智能網(wǎng)關(guān)主系統(tǒng)軟件系統(tǒng)47-59
• 4.2.1 OpenWrt系統(tǒng)分析48-52
• 4.2.2 OpenWrt系統(tǒng)的構(gòu)建52-59
• 4.3 網(wǎng)關(guān)主系統(tǒng)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的通信方式59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)管理服務(wù)64-72
• 5.1 yeelink簡介64-66
• 5.2 網(wǎng)關(guān)管理服務(wù)設(shè)計(jì)66-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)測試72-75
• 總結(jié)與展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文78-80
• 致謝#@@

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：307128