支持多种无线协议的家庭网关的设计与实现

发布时间：2023-05-06 03:31

　　随着物联网技术的发展,智能家居等新型应用逐渐进入我们的生活,为生活带来了很大的便利。但是现在智能家居领域还处于逐渐完善的阶段,存在着一些问题,其中一个难题就是智能家居产品种类太多,通信接口没有统一标准,而现有网关兼容性不强,用户选取不同厂商的产品需要配备对应的网关及控制软件,增加了智能家居系统构建的难度和复杂性,因此设计与实现能够兼容多种不同通信接口的网关成为解决问题的关键。基于上述背景,本文提出并实现了一种多协议家庭网关解决方案,它能够支持异构协议智能家居产品间的互通信,经由该系统用户可以方便地对所有节点进行统一管理。首先,对比分析了主流智能家居无线通信协议的优缺点,选取了其中最具代表性的ZigBee、低功耗蓝牙和LoRaWAN协议,并对这三种无线通信协议共存的可行性进行了分析。然后,针对现有家庭网关兼容性不强的问题,提出本文的解决方案。方案包括以下两个方面:硬件方面,选择通用的嵌入式ARM处理器,采用能够支持协议中主流版本的通信模块,并预留标准的通用通信接口,便于以后的扩展。软件方面,移植主流的Linux操作系统,软件设计采用分层思想,各层相互独立并向上提供接口,便于添加新的通信协...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究概况
    1.3 论文的主要研究内容与论文结构
2 无线通信协议的分析
    2.1 智能家居主流无线通信协议的比较分析
    2.2 本网关支持的通信协议
    2.3 本网关支持的通信协议的共存分析
    2.4 本章小结
3 多协议网关总体方案及开发平台
    3.1 多协议网关总体方案设计
    3.2 多协议网关硬件平台的设计与实现
    3.3 多协议网关软件平台的搭建
    3.4 本章小结
4 多协议网关软件的设计与实现
    4.1 多协议网关软件总体设计
    4.2 数据传输及存储协议帧设计
    4.3 多协议网关模块化设计与实现
    4.4 本章小结
5 多协议网关系统测试
    5.1 系统测试环境搭建
    5.2 系统功能测试
    5.3 系统性能测试
    5.4 测试结果比较分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得成果



本文编号：3808936