基于6LoWPAN的智能家居網(wǎng)關研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對居住環(huán)境和生活質(zhì)量的要求也逐漸提高，個人電腦和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了人們的生活方式，各種家電設備也在朝數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，智能家居逐漸成了一個研究的熱點領域。智能家居網(wǎng)關作為智能家居系統(tǒng)的核心部分，即負責與家庭內(nèi)部智能設備的通信，又負責與外部互聯(lián)網(wǎng)的連通，并為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡的信息交互提供轉(zhuǎn)換功能，同時為遠程管理控制家庭內(nèi)部設備提供統(tǒng)一的交互界面。
　　本文先介紹了智能家居網(wǎng)關的研究

2、背景、研究意義，然后根據(jù)網(wǎng)關的基本功能需要提出了雙芯片結構的智能家居網(wǎng)關總體設計方案，最后基于6LoWPAN完成了網(wǎng)關的設計和實現(xiàn)。本文的研究重點有三個方面:網(wǎng)關連接家居設備和外部網(wǎng)絡的技術、雙芯片結構的網(wǎng)關內(nèi)部IPv6通信機制、網(wǎng)關數(shù)據(jù)管理服務。
　　(1)網(wǎng)關連接家居設備和外部網(wǎng)絡技術。網(wǎng)關內(nèi)部網(wǎng)絡采用6LoWPAN技術與家居設備節(jié)點通信，外部網(wǎng)絡通過以太網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng)，本文先研究了6LoWPAN協(xié)議，然后結合開源無線傳感網(wǎng)操作

3、系統(tǒng)Contiki系統(tǒng)，在昂寶公司的8051單片機上實現(xiàn)了Contiki系統(tǒng)的移植，并為網(wǎng)關與家居設備節(jié)點間的通信設計了應用協(xié)議，包括加網(wǎng)離網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)通信格式。網(wǎng)關外部網(wǎng)絡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)關具備了家用路由器的功能。
　　(2)雙芯片結構的網(wǎng)關內(nèi)部IPv6通信機制。本文網(wǎng)關采用了雙芯片結構，網(wǎng)關節(jié)點模塊用來處理家居內(nèi)部網(wǎng)絡的通信，網(wǎng)關主模塊用來

4、處理外部網(wǎng)絡的通信，兩個模塊間通過串口連接，網(wǎng)關主模塊采用linux中虛擬網(wǎng)卡技術，通過SLIP協(xié)議在兩個模塊間傳輸IPv6數(shù)據(jù)報文，由于家居設備采用了6LoWPAN協(xié)議，所以網(wǎng)關與家居設備可直接通過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)關數(shù)據(jù)管理服務。為實現(xiàn)統(tǒng)一管理家居設備，本文基于第三方物聯(lián)網(wǎng)云存儲服務器yeelink，在網(wǎng)關主模塊上設計了數(shù)據(jù)監(jiān)視程序和控制命令接收程序。數(shù)據(jù)監(jiān)視程序負責