智能家居中信息家电组网关键技术研究
|
摘要
信息家电将计算机技术、通信技术融入传统的家用电器管理和控制之中。作为一类具有网络功能的信息终端,可主动发布、获取和处理相关信息,实现传统家电智能化。智能家居系统中信息家电组网技术的研究是智能家居领域研究的热点之一,其重要性直接关系着人们小康、富裕的步伐和生活水准。
本文在总结和比较信息家电国内外技术和应用发展现状的基础上,探讨了未来信息家电网络的发展趋势;基于信息家电系统的功能需求和涉及的关键技术,分析了目前主流的信息家庭网络协议的特点和应用;通过对智能家居中的家庭内部联网技术的深入理解,分析比较了主流的信息家电内部组网技术,选择短距离无线技术,特别是蓝牙技术作为信息家电组网的关键技术进行研究。在全面阐述蓝牙无线通信技术和蓝牙技术协议的基础上,将蓝牙技术、嵌入式技术以及Internet技术相结合,融入信息家电,提出了一套基于蓝牙技术的信息家电网络无线组网方案。
为了实现信息家电内部网络与外部网络之间的联系和信息交互,在信息家电内网和外网之间需要提供信息家电网关,用于管理和控制各种信息家电设备。信息家电网关是智能家居系统的核心部件,根据信息家电网关的功能需求,分析了信息家电网关的组成,阐述了信息家电网关的协议架构,设计了信息家电网关中基于DSP技术的关键模块——蓝牙模块和以太网接口模块等。在此基础上,对基于蓝牙技术和DSP技术的信息家电网关的硬件进行了详细设计。
The information appliance has incorporated this computer technology and communition technology into home appliance mange and control. Having information terminal of network function.It offer to issue and procure and deal with correlation information.that realize intelligentize of tradition appliance. Study on the information appliance network is hot in family expenses intelligent system.It isimportant that affect the people well-to-do and rich step and standard of living.
This paper summarizes the evolution of Information Appliance on inland and overseas. Discussing the developmental current of information appliance composing network in the future, based on the information appliance system function requirement and the key technology involed. Analyzing the characteristics and application of the main home network protocols, Comprehend home network technology in the smart home, Analyzing and Comparing the information application of the main home network. we select the short-haul wireless technology as key technologies study based on the information appliance composing network, Especially bluetooth technology. We analysis bluetooth technology thoroughly, and give solutions on composing a home network based on the bluetooth technology. These solutins are based on the ideas of using Bluetooth technology .Information Appliance technology , Embeded technology and Internet technology .
It need the information appliance gateway,In order to realizing the in-house net and exterior net communication,Manage and Control all kinds of information appliance. The information appliance gateway is hard-core of the smart home system, Bases function requirement of The information appliance,Expatiating the protocol frame of information appliance gateway,Designing the key module of information appliance gateway based on DSP technology-- bluetooth module and Ethernet module and so on.Hardware design in detail to the information appliance gateway based on bluetooth technology and DSP technology.
本文在总结和比较信息家电国内外技术和应用发展现状的基础上,探讨了未来信息家电网络的发展趋势;基于信息家电系统的功能需求和涉及的关键技术,分析了目前主流的信息家庭网络协议的特点和应用;通过对智能家居中的家庭内部联网技术的深入理解,分析比较了主流的信息家电内部组网技术,选择短距离无线技术,特别是蓝牙技术作为信息家电组网的关键技术进行研究。在全面阐述蓝牙无线通信技术和蓝牙技术协议的基础上,将蓝牙技术、嵌入式技术以及Internet技术相结合,融入信息家电,提出了一套基于蓝牙技术的信息家电网络无线组网方案。
为了实现信息家电内部网络与外部网络之间的联系和信息交互,在信息家电内网和外网之间需要提供信息家电网关,用于管理和控制各种信息家电设备。信息家电网关是智能家居系统的核心部件,根据信息家电网关的功能需求,分析了信息家电网关的组成,阐述了信息家电网关的协议架构,设计了信息家电网关中基于DSP技术的关键模块——蓝牙模块和以太网接口模块等。在此基础上,对基于蓝牙技术和DSP技术的信息家电网关的硬件进行了详细设计。
The information appliance has incorporated this computer technology and communition technology into home appliance mange and control. Having information terminal of network function.It offer to issue and procure and deal with correlation information.that realize intelligentize of tradition appliance. Study on the information appliance network is hot in family expenses intelligent system.It isimportant that affect the people well-to-do and rich step and standard of living.
This paper summarizes the evolution of Information Appliance on inland and overseas. Discussing the developmental current of information appliance composing network in the future, based on the information appliance system function requirement and the key technology involed. Analyzing the characteristics and application of the main home network protocols, Comprehend home network technology in the smart home, Analyzing and Comparing the information application of the main home network. we select the short-haul wireless technology as key technologies study based on the information appliance composing network, Especially bluetooth technology. We analysis bluetooth technology thoroughly, and give solutions on composing a home network based on the bluetooth technology. These solutins are based on the ideas of using Bluetooth technology .Information Appliance technology , Embeded technology and Internet technology .
It need the information appliance gateway,In order to realizing the in-house net and exterior net communication,Manage and Control all kinds of information appliance. The information appliance gateway is hard-core of the smart home system, Bases function requirement of The information appliance,Expatiating the protocol frame of information appliance gateway,Designing the key module of information appliance gateway based on DSP technology-- bluetooth module and Ethernet module and so on.Hardware design in detail to the information appliance gateway based on bluetooth technology and DSP technology.
引文
[1] Lawton George. New technologies take the network home [J] Computer.1999.32(3):11-14.
[2] Filman,R.E.Embeded Internet system come home [J] Computer.2001,40(5):52-53.
[3] Christensen..H.I. Intelligent Home Appliances,Jan 1,2006.
[4] D.Valtchev and I.Frankov, Sevice gateway architecture for a smart home,IEEE Communications magizine, Volume:40 issue:4,2002(4):126-132.
[5] Specification of the Bluetooth System ProfilesVersion1.1 2001(2).
[6] Bluetooth Denystified. Nathan M.McGraw Hill,人民邮电出版社影印,2001.
[7] Satio T,Tomoda I,Takabatake Y,et al.Home gateway architecture and its implementation[J].IEEE Transactions on Consumer Electronices,2000,46(4):1 161-166.
[8] Haartsen J C.The Bluetooth radio system J .IEEE Personial Communication,2000(7):54-56.
[9] Nathan J M ,McGraw Hill .Blooth Demystified . [M] (影印本)
[10] BehrouzA.Forouzan Data Communications and Networking [M] (影印本)
[11] Http://.c114.net
[12] http://www.uclinux.org.
[13] 杨士元,智能家庭网络技术及其应用 [M] 北京 电子工业出版社 2002.8,12-37.
[14] 杨士元,e-home 在中国 [J] 单片机与嵌入式系统应用。2002.6.
[15] 叶朝辉,杨士元,智能家庭网络系统的研究 [J] 计算机应用及研究 2001.9.
[16] 谢宇俊,杨士元,分布式智能家庭网络系统的研究 [J] 计算机工程与应用 2002.2.
[17] 黄玉芬,硕士学位论文,基于嵌入式系统的家庭网络控制系统,大连海事大学,2004.9
[18] 肖健华,伍健庭,蓝牙技术与智能家居系统设计[J] 无线电工程 2004.2
[19] 廖惜春,蓝牙技术在智能家居系统中的应用[J] 电测与仪表 2004.11.
[20] 魏振春,韩江洪,张建军,张利,智能家居控制系统的设计[J] 合肥工业大学学报(自然科学版)2005.7.
[21] 卢伟国,硕士学位论文,蓝牙家庭网关及其在智能家居系统中的应用研究,重庆大学,2003.5
[22] 康习勇,硕士学位论文,蓝牙技术在智能家居系统中的应用研究,辽宁工程技术大学,2005.5
[23] 段玲琳,硕士学位论文,《智能家居中蓝牙网络及其调度算法研究》,合肥工业大学,2005.4.
[24] 吴丽珍 智能家庭网络控制系统的研究与设计[J] 计算机应用研究 2005.3.
[25] 马文华,彭景芹,基于 X-10 电力线载波技术的远程智能家居系统的研究[J] 微计算机信息 2005.4.
[26] 黄浠,王平,网络家居智能系统的设计[J] 福建师范大学学报(自然科学版) 2005.3.
[27] 范长胜,李志鹏,郭艳玲,网络智能型家居服务器核心模块设计[J] 机电工程技术 2006.3.
[28] 唐冬,黄智伟,嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计[J] 南华大学学报(理工版) 2003.12.
[29] 陈良银,李志蜀,刘轶,汪洁,智能家居系统的设计与实现[J] 新疆大学学报(自然科学版) 2005.2.
[30] 黄布毅,刘国梅,郑安平,嵌入式家庭网络中央控制器的开发[J] 郑州轻工业学院学报(自然科学版) 2004.5.
[31] 刘挺,蓝牙服务发现协议的分析与运用[J] 计算机工程 2002.6.
[32] 姚南,蓝牙技术与智能家居[J] 工程设计 CAD 与智能建筑 2002.1.
[33] 张家瑞,吴成东,马斌,高治军,面向对象的蓝牙分布式智能家居网络[J] 电子产品世界2004.7.
[34] 孙修善,DSP 在智能家居自动化系统中的应用[J] 信息技术2003.9.
[35] 马建仓,罗亚军,赵玉亭,蓝牙核心技术及应用[M] 北京 科学出版社 2005.
[36] 家庭网络标准产业联盟章程[EB/OL].http://www.itophone org/zhang cheng.asp.
[37] RTL8019AS 用户手册,REALTEK 半导体公司,2000.
[38] 周正,陈静,蓝牙芯片 ROK 1011007 在语音系统中的应用[J] 电子技术应用 2004.7.
[39] 刘洁,基于 ARM-Clinux 无线家庭网关设计[J] 电子技术应用 2007.6.
[40] 于红岩 硕士学位论文,嵌入式信息家电无线网关研究与实现,昆明理工大学 2005.3
[41] 张开羽 硕士学位论文,嵌入式家电信息化网络平台的研究与设计,昆明理工大学2006.3
[42] 孙晓宇 信息家电的研究与设计 2005 大连理工大学硕士学位论文
[43] 王风华 硕士学位论文,基于嵌入式 Internet 技术的智能设备控制系统的研究,山东科技术大学 2005.3
[44] 雷小俊 硕士学位论文,基于嵌入式技术的家庭网关的研究与实现,大连理工大学2005.11
[45] 吴明津 硕士学位论文,基于 IPV6 的嵌入式家庭网关的研究,武汉理工大学 2006.4
[46] 李刚 楼宇自控[M] 北京 北京赛迪电子出版社 2005
[47] 朱铭锆,赵勇,甘泉。DSP 应用系统设计[M] 北京 电子工业出版社 2002
[48] 谢希仁 计算机网络(第四版)[M] 北京 电子工业出版社 2004
[49] 刘艳萍 DSP 技术原理及应用教程[M] 北京 北京航空航天大学出版社 2005
[50] 曾兴雯 扩展频谱通信及其多址技术[M] 西安 西安电子科技大学出版社 2004
[51] 张禄林 蓝牙协议及其实现[M] 北京 人民邮电出版社 2001
[2] Filman,R.E.Embeded Internet system come home [J] Computer.2001,40(5):52-53.
[3] Christensen..H.I. Intelligent Home Appliances,Jan 1,2006.
[4] D.Valtchev and I.Frankov, Sevice gateway architecture for a smart home,IEEE Communications magizine, Volume:40 issue:4,2002(4):126-132.
[5] Specification of the Bluetooth System ProfilesVersion1.1 2001(2).
[6] Bluetooth Denystified. Nathan M.McGraw Hill,人民邮电出版社影印,2001.
[7] Satio T,Tomoda I,Takabatake Y,et al.Home gateway architecture and its implementation[J].IEEE Transactions on Consumer Electronices,2000,46(4):1 161-166.
[8] Haartsen J C.The Bluetooth radio system J .IEEE Personial Communication,2000(7):54-56.
[9] Nathan J M ,McGraw Hill .Blooth Demystified . [M] (影印本)
[10] BehrouzA.Forouzan Data Communications and Networking [M] (影印本)
[11] Http://.c114.net
[12] http://www.uclinux.org.
[13] 杨士元,智能家庭网络技术及其应用 [M] 北京 电子工业出版社 2002.8,12-37.
[14] 杨士元,e-home 在中国 [J] 单片机与嵌入式系统应用。2002.6.
[15] 叶朝辉,杨士元,智能家庭网络系统的研究 [J] 计算机应用及研究 2001.9.
[16] 谢宇俊,杨士元,分布式智能家庭网络系统的研究 [J] 计算机工程与应用 2002.2.
[17] 黄玉芬,硕士学位论文,基于嵌入式系统的家庭网络控制系统,大连海事大学,2004.9
[18] 肖健华,伍健庭,蓝牙技术与智能家居系统设计[J] 无线电工程 2004.2
[19] 廖惜春,蓝牙技术在智能家居系统中的应用[J] 电测与仪表 2004.11.
[20] 魏振春,韩江洪,张建军,张利,智能家居控制系统的设计[J] 合肥工业大学学报(自然科学版)2005.7.
[21] 卢伟国,硕士学位论文,蓝牙家庭网关及其在智能家居系统中的应用研究,重庆大学,2003.5
[22] 康习勇,硕士学位论文,蓝牙技术在智能家居系统中的应用研究,辽宁工程技术大学,2005.5
[23] 段玲琳,硕士学位论文,《智能家居中蓝牙网络及其调度算法研究》,合肥工业大学,2005.4.
[24] 吴丽珍 智能家庭网络控制系统的研究与设计[J] 计算机应用研究 2005.3.
[25] 马文华,彭景芹,基于 X-10 电力线载波技术的远程智能家居系统的研究[J] 微计算机信息 2005.4.
[26] 黄浠,王平,网络家居智能系统的设计[J] 福建师范大学学报(自然科学版) 2005.3.
[27] 范长胜,李志鹏,郭艳玲,网络智能型家居服务器核心模块设计[J] 机电工程技术 2006.3.
[28] 唐冬,黄智伟,嵌入式智能家居系统网关无线收发模块设计[J] 南华大学学报(理工版) 2003.12.
[29] 陈良银,李志蜀,刘轶,汪洁,智能家居系统的设计与实现[J] 新疆大学学报(自然科学版) 2005.2.
[30] 黄布毅,刘国梅,郑安平,嵌入式家庭网络中央控制器的开发[J] 郑州轻工业学院学报(自然科学版) 2004.5.
[31] 刘挺,蓝牙服务发现协议的分析与运用[J] 计算机工程 2002.6.
[32] 姚南,蓝牙技术与智能家居[J] 工程设计 CAD 与智能建筑 2002.1.
[33] 张家瑞,吴成东,马斌,高治军,面向对象的蓝牙分布式智能家居网络[J] 电子产品世界2004.7.
[34] 孙修善,DSP 在智能家居自动化系统中的应用[J] 信息技术2003.9.
[35] 马建仓,罗亚军,赵玉亭,蓝牙核心技术及应用[M] 北京 科学出版社 2005.
[36] 家庭网络标准产业联盟章程[EB/OL].http://www.itophone org/zhang cheng.asp.
[37] RTL8019AS 用户手册,REALTEK 半导体公司,2000.
[38] 周正,陈静,蓝牙芯片 ROK 1011007 在语音系统中的应用[J] 电子技术应用 2004.7.
[39] 刘洁,基于 ARM-Clinux 无线家庭网关设计[J] 电子技术应用 2007.6.
[40] 于红岩 硕士学位论文,嵌入式信息家电无线网关研究与实现,昆明理工大学 2005.3
[41] 张开羽 硕士学位论文,嵌入式家电信息化网络平台的研究与设计,昆明理工大学2006.3
[42] 孙晓宇 信息家电的研究与设计 2005 大连理工大学硕士学位论文
[43] 王风华 硕士学位论文,基于嵌入式 Internet 技术的智能设备控制系统的研究,山东科技术大学 2005.3
[44] 雷小俊 硕士学位论文,基于嵌入式技术的家庭网关的研究与实现,大连理工大学2005.11
[45] 吴明津 硕士学位论文,基于 IPV6 的嵌入式家庭网关的研究,武汉理工大学 2006.4
[46] 李刚 楼宇自控[M] 北京 北京赛迪电子出版社 2005
[47] 朱铭锆,赵勇,甘泉。DSP 应用系统设计[M] 北京 电子工业出版社 2002
[48] 谢希仁 计算机网络(第四版)[M] 北京 电子工业出版社 2004
[49] 刘艳萍 DSP 技术原理及应用教程[M] 北京 北京航空航天大学出版社 2005
[50] 曾兴雯 扩展频谱通信及其多址技术[M] 西安 西安电子科技大学出版社 2004
[51] 张禄林 蓝牙协议及其实现[M] 北京 人民邮电出版社 2001