基于嵌入式的智能家居网关的设计(Linux,SQLite数据库,C语言)(精品)☆

摘  要：随着生活水平的提高，人们对家电设备的要求也在提高，家电上网成为必然趋势。但是所有家电都独立接入Internet，将会导致IP地址资源的极大浪费，并导致家电开发的成本上升、性价比下降，同时给用户对家电的管理也带来不便。因此，使用一种能够管理所有家电的智能网关就显得必要了。
智能家居网关的主要功能是：用户管理、家电管理、遥控家电、监听家电等等。本设计完成的智能家居网关主要采用LINUX操作系统、SQLite数据库、BOA web服务器、CGI技术等等，采用C语言编程实现。本设计所实现的功能均已在实验室环境下验证通过。

关键词：智能家居，网关，嵌入式LINUX，C语言
 
毕业设计（论文）外文摘要

The Intelligent lives Gateway Design Based On Embedded
Abstract: With the improvement of living standards, people’s requirements of the electrical appliances equipments are also improved. The electrical appliances surfer becomes the inevitable trend. But if all electrical appliances independently turn on Internet, will cause the IP address resources the enormous waste. And causes the electrical appliances development the cost rise, the performance-to-price ratio to drop, at the same time, the management of household electrical appliances to users has also brought the inconvenience. Therefore, used an intelligent gateway which can manage all electrical appliances is essential.
The Intelligent Lives Gateway's main function is user management, management of electrical appliances, electrical appliances appliances control, electrical appliances monitor and so on. To complete the design of the Intelligent Lives Gateway mainly to use the LINUX operating system, SQLite database, BOA web server, CGI technology, Uses the C language programming to realize. This design realizes the function has confirmed under the laboratory environment passes .

Keywords: Intelligent Lives， Gateway， Embedded LINUX， C Language

课题的研究意义
本课题的研究即可以推动整个社会的进步又会带来具大商机。
据有关方面分析，到2010年我国大中城市将有60%的住宅实现智能化，来推动家居数字化、建筑智能化产品和技术的发展。目前，全球智能家居领域市场是500亿美元左右，而我国每年有近100亿美元的市场。随着奥运会在北京的举行，我国的智能家居产业面临巨大机遇和挑战，“数字奥运”，“数字北京”的口号刺激着我国智能家居产业的飞速发展，舒适、安全、方便和高效率的居家生活将是人们永恒的追求，家庭智能化将是大势所趋，未来几年，我国的家居市场将会迅速崛起。(优秀毕业设计:www.2bysj.cn) (咨询qq:306826066 非此咨询qq均为非法网站)
同时，随着电子技术在现实生活中的广泛应用，人们越来越感受到电子产品为生活所带来的各种便利，特别是在20世纪80年代，智能家居的出现更为人们享受生活提供了一个广阔的平台。
 
本课题的内容包括两个方面：硬件系统、软件系统。
硬件系统：实现一个网关的功能，需要围绕ARM9处理器组成一个最小系统，这个系统除了处理器ARM9外，还要有随机存储器RAM、外部存储器NAND FLASH、网络通信芯片CS8900A等等。
软件系统：包括操作系统平台、网络接口驱动、用户程序等等。
本智能家居网关的软件系统共分为四个子系统：
（1）用户管理系统，用于身份验证、增加用户、删除用户、修改用户密码；
（2）家电管理系统，用于增加家电、删除家电；
（3）遥控家电系统，用于列出所有智能家电，并可以控制各个家电；
（4）监听系统，用于改变网关的IP地址、监听家电发来的数据。

课题的基本内容
本课题的基本内容为公司的XScale试验仪，移植裁剪Linux操作系统到该平台上使之能为我提供高效率的管理功能；在该拥有arm-Linux的平台上移植安装嵌入式WEB服务器BOA、嵌入式数据库SQLite，通过布线联网、大量的网络Socket编程、CGI动态网页技术，结果达到可以和家庭中拥有的各种智能家电联系组成内部网，再使之连入Internet和外部网联系，之后用户可以通过个人PC、PDA、膝上电脑等利用浏览器登录本网关，通过网关控制各个智能家电。其次我要使用英蓓特试验仪，移植裁剪LINUX操作系统到该平台上，在其上作出一个模拟的简单的家电来作为被控对象，以此来证明我的网关可以工作。
本智能家居网关系统共分为五个子系统：
（1）身份验证系统，用于检查用户身份的合法性；
（2）用户管理系统，用于增加用户、删除用户、修改用户密码；
（3）家电管理系统，用于增加家电、删除家电；
（4）智能家居系统，用于列出所有智能家电，并可以控制各个家电；
（5）监听系统，用于改变网关的IP地址、监听家电发来的数据。

系统特色
本系统描述了一个智能家居网关工作方式的解决方案，其特色有如下几点：
（1）本系统的构思来源于海尔集团的U-home项目，因此具有实际应用的价值。
（2）本系统安装方便，只要给其加电，并把其连入网络，便可以工作。
（3）操作简单是其又一特色，用户只要看到就会用。
（4）功能强大，系统可以根据用户的具体情况来定制，包括网关IP地址、家电数目、家电具体情况等等。
（5）可扩展性，用户可以把多台家电连入网络，接受网关的监控。

目    录
1  引言 1
1.1  课题的研究背景与意义 1
1.2  问题的定义及内容简介 2
1.3  问题的调研 3
1.4  可行性分析 3
1.5  论文各章简介 4
2  需求分析 5
2.1  硬件系统的需求 5
2.2  业务流分析 5
2.3  数据流分析 6
2.4  数据字典 8
3  硬件系统设计 11
4  软件系统设计 13
4.1  系统总体功能结构 13
4.2  系统数据模型设计 13
4.3  开发环境与运行环境设计 15
5  用户管理系统设计 17
5.1  用户管理系统的体系结构设计 17
5.2  用户管理系统的详细设计 17
5.3  此模块遇到的问题及解决方案 21
6  家电管理系统设计 23
6.1  家电管理系统的体系结构设计 23
6.2  家电管理系统的详细设计 23
6.3  此模块遇到的问题及解决方案 27
7  遥控家电系统设计 29
7.1  遥控家电系统的体系结构设计 29
7.2  遥控家电系统的详细设计 29
7.3  此模块遇到的问题及解决方案 31
8  监听系统设计 33
8.1  监听系统的体系结构设计 33
8.2  监听系统的详细设计 33
8.3  此模块遇到的问题及解决方案 34
9  家电举例 36
10  用户使用手册 39
10.1  系统功能简介 39
10.2  系统运行环境与系统安装 39
10.3  系统操作指南 39
11  系统评价 41
11.1  系统特色 41
11.2  系统存在的不足与改进方案 41
11.3  设计收获与心得 41
致  谢 42
参 考 文 献 43
 
参 考 文 献
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[2] 谭浩强，张基温，唐永炎.C语言程序设计教程.北京：高等教育出版社，1998
[3] 范永开，杨爱林.LINUX应用开发技术详解.北京：人民邮电出版社，2006
[4] 李玉波，朱志强，郭军.LINUX C编程.北京：清华大学出版社，2005
[5] Daniel J.Barrett. LINUX随身指南.南京：东南大学出版社，2006
[6] 黄斯伟.HTML完全使用详解.北京：人民邮电出版社，2006
[7] Craig Hollabaugh.嵌入式——LINUX硬件、软件与接口. 北京：电子工业出版社，2003
[8] 田泽.ARM7嵌入式开发实验与实践.北京：北京航空航天大学出版社，2006
[9] 何立民.单片机与嵌入式系统应用.北京：北京航空航天大学出版社，2001
[10] 杜春雷.ARM体系结构与编程.北京：清华大学出版社，2003
[11] 王田苗.ARM嵌入式处理器结构与应用基础（第2版）.北京：清华大学出版社，2003
[12] Raj Kamal.嵌入式系统——体系结构、编程与设计.北京：清华大学出版社，2005