基于KNX總線的智能家居網(wǎng)關(guān)

Hans漢斯HansJournalofWirelessHans漢斯/10.12677/GuangweiWang1,ShengliLu2,DangfengPang2,RongrongWu12EngineeringTrainingCenter,/AbstracttligentBuilding,integratingnetworkcodesignofsmarthomegatewaybasedonKofthemaincontroller,theKN王光偉1，盧勝利2，龐黨峰2，武榮榮1/10.12677/智能家居起源于國外，在國內(nèi)已有十幾年的發(fā)展時(shí)間了。目前智能家居行業(yè)尚無統(tǒng)一的國際國內(nèi)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，不能充分納入眾多無線終端設(shè)備和以太網(wǎng)終端設(shè)備，以構(gòu)成基于互聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制2.1.KNX總線技術(shù)KNX是家居和樓宇控制領(lǐng)域唯一的開放式國際議是簡化了的OSI模型協(xié)議規(guī)范，采用五層結(jié)構(gòu)，由采用雙絞線組網(wǎng)。KNX采用CSMA/CA技術(shù)檢測和避免當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)2.2.智能家居網(wǎng)關(guān)組成現(xiàn)場總線技術(shù)的引入促使智能家居控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向快速發(fā)展，智能信息處理與智能控制也成為構(gòu)建智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[3]。嵌入式系統(tǒng)因集成度高、可靠性強(qiáng)、使用靈活，在智能家居控制設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用[4]，基于KNX總線的智能家居網(wǎng)關(guān)由ARM9微處理器S3C2440通過以太網(wǎng)接口傳輸至PC機(jī)乃至互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行處理；智能終端設(shè)備的請求通過無制器。傳感器將家庭環(huán)境信息上傳到主控制器，執(zhí)行器接受總線信息并根據(jù)主控制器的控制信息使相應(yīng)智能家居網(wǎng)關(guān)是家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部以太網(wǎng)和各種無線網(wǎng)絡(luò)交換信息的中轉(zhuǎn)站，網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)主要KNX3.1.主控制器件設(shè)計(jì)提供了很好的硬件支持。智能家居網(wǎng)關(guān)硬件計(jì)KNX模塊接口電路、以太網(wǎng)接口電路3.2.以太網(wǎng)接口制器，大大簡化了以太網(wǎng)模塊的設(shè)計(jì)[5]。因此系統(tǒng)選擇了10/100Mbps兼容的自適應(yīng)以太網(wǎng)控制芯片3.3.KNX模塊步收發(fā)器，TP-UART-IC為UART提供多種服務(wù)完成主控制器與KNX智能家居網(wǎng)絡(luò)的通信，通過總線、S3C2440連接如圖3所示。TP-UART-IC主要特性：TP-UART-IC由UATR數(shù)字接口和模擬電路通知微處理器進(jìn)行處理；TP-UART-IC提供的服務(wù)主要有：復(fù)位服務(wù)、請求通信狀態(tài)服FigureFigure3.Theconnection3.4.無線網(wǎng)通信模塊4.1.軟件系統(tǒng)層次架構(gòu)的各種信息，便于查詢和控制；硬件驅(qū)動(dòng)層完成以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)、無線網(wǎng)驅(qū)動(dòng)、串口驅(qū)動(dòng)、SD卡驅(qū)動(dòng)等為4.2.應(yīng)用軟件主程序設(shè)計(jì)主控制器軟件流程如圖5所示。主控制器啟動(dòng)之后，首先完成軟硬件的初始化，同時(shí)打開串口和開4.3.TP-UART-IC通信程序驗(yàn)證正確后，KNX報(bào)文數(shù)據(jù)包經(jīng)串口發(fā)4.4.以太網(wǎng)通信程序NYNY數(shù)Figure4.Thelevelarchitectureofmaincontrol???YYFigure5.Themaincontroller4.5.無線通信程序決大量智能終端并發(fā)訪問，服務(wù)器資源有限的問題[8]，使只有經(jīng)服務(wù)器授權(quán)過的用戶才能與服務(wù)器智能家居是目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景，而智能家居網(wǎng)關(guān)作為智能家居網(wǎng)絡(luò)與外[2]文翔.