智能家居中间件系统的设计与实现

发布时间：2020-03-24 08:31

【摘要】：智能家居是物联网的一个重要的应用领域。但在智能家居领域,由于不同的厂商所研发的智能家居设备使用的通信方式可能不一样(WiFi、Bluetooth、Zigbee、Z-Wave、PLC和以太网等等),导致设备之间不能够实现互联互通。并且需要一种方法对智能家居设备进行实时发现。另外,每一个厂商的设备需要一个应用APP进行控制,导致需要安装大量的智能家居应用APP,使得控制界面不统一且显得繁琐。对于以上问题,本文采用一种独立于不同的通信方式,独立于不同的操作系统,同时能够发现智能设备,并能够自动生成统一的控制界面的中间件技术(Alljoyn中间件技术),设计了基于Alljoyn的瘦客户端设备,解决以上问题。主要工作如下:(1)研究对比国内外的中间件的研究现状,讨论了Alljoyn中间件技术的优势。(2)进行瘦客户端硬件芯片选型。(3)根据需求,完成Alljoyn瘦客户端的硬件设计、制作、测试。(4)完成瘦客户端MCU上Alljoyn瘦应用程序软件的设计、移植、编写以及调试。实现了设备服务的广播与被发现、瘦客户端设备连接到家庭网络中,并能将瘦客户端设备具有的控制面板的界面元数据广播给控制端,以呈现统一的设备管理界面,同时使瘦客户端设备具备恢复出厂设置、重启、设置网络密匙和选定语言等功能,另外使标准客户端具备显示通知信息的功能。(5)将瘦客户端硬件连接到空调,并在标准客户端AlljoynOn APP的协助下完成对整个系统主要功能的测试实验。实验结果表明,以上设计的基于WiFi的Alljoyn瘦客户端设备,实现了让传统家电设备接入到家庭Alljoyn总线中,对自身服务进行广播,与Alljoyn标准客户端进行通信,广播控制界面元数据的功能。另外通过Alljoyn标准客户端应用能对该瘦客户端设备进行发现、访问、配置、生成统一控制界面并控制的操作。能够较好的解决以上提出的问题。
【图文】：

中间件,设备,平台,传输技术

图 1.1 用户有时需要为了控制家里的设备而安装很多 APP为了让 IoT 设备可以彼此相互通信和交互，而无需考虑品牌、平台、操作系统或基础传输技术，许多 IoT 中间件平台被开发出来了，，比如由 AllSeen 联盟提出的 Alljoyn 服务框架、Upnp、Jini、HAVi 等等。对物联网来说，中间件是必不可少的组件，这种软件介于操作系统和应用程序之间。除了其他任务外，中间件常常提供消息传递服务，那样不同的应用程序就可以彼此联系起来。并且比如像 Alljoyn中间件通过瘦客户端设备支持不同的通信方式。通过 Alljoyn 中间件的 ControlPanel 服务也可实现多设备的统一界面管理。1.2 国内外物联网中间件技术1.2.1 国外发展情况（1）AlljoynAllJoyn 得到 AllSeen 联盟的支持，这个联盟的成员包括以高通为代表的许多

总线,逻辑,瘦客户端,路由

本文采用后一种方法。QCA4002 WiFiModuleMCU（Alljoyn瘦客户端）TCP/IP SPIGPIO/ADC/PWM/I2C...瘦客户端图 3.3 基于 QCA4002 WiFi 平台的 Alljoyn 系统方案可知，瘦客户端软件框架中没有 Alljoyn 路由，基于要与智能家居系统中其他设备通信必须借助 Alljoyn Alljoyn 标准客户端的路由可以连接多个瘦客户端设备通信，如图 3.4，不同的逻辑总线可以通过各段逻一段虚拟总线[58]，如图 3.5，虚拟总线对于开发人员就，如图 3.6，从而各段逻辑总线上的客户端可以在虚拟
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU855;TP391.44;TN929.5

【参考文献】