基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计

第３０卷第９期２０１０年９月

文章编号：１００１—９０８１（２０１０）０９—２５４１—０４

计算机应用

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ

Ｖ０１．３０Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．２０１０

基于ＡＲＭ９的嵌入式无线智能家居网关设计

满

莎１，杨恢先２，彭友２，王绪四２

（１．湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭４１１１０５；２．湘潭大学材料与光电物理学院，湖南湘潭４１１１０５）

（ｓｓ０４０８＠１６３．ｃｏｎ）

摘要：针对传统智能家居系统中多种无线通信技术之间互联的困扰，设计了一个新的两种无线通信技术直连的智能家居网关。该网关以ＡＲＭ９２０Ｔ嵌入式处理器￥３Ｃ２４４０Ａ为核心，ＡＲＭＬｉｎｕｘ为实时操作系统，采用新兴的Ｚｉｇｂｅｅ与Ｗｉ—Ｆｉ融合的通信技术，以满足家庭远程监控、家庭安防和家电控制的个性化需求。在ＡＲＭ９处理器上构建嵌入式Ｗｅｂ服务器，通过扩展ｗｉ—Ｆｉ模块与Ｚｉｇｂｅｅ模块实现家庭内部无线网络的建立以及与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的连接，并给出了硬件组成结构和软件实现流程。实验结果表明，该网关在丢包率与时间响应方面优于有线网关和ｗｉ—Ｆｉ一蓝牙网关，适合在智能家居系统中应用。

关键词：Ｚｉｇｂｅｅ；Ｗｉ—Ｆｉ；￥３Ｃ２４４０Ａ；Ｗｅｂ服务器；智能家居中图分类号：ＴＰ３９３．０２

文献标志码：Ａ

ｏｎ

Ｄｅｓｉｇｎｏｆ

ｅｍｂｅｄｄｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｓｍａｒｔｈｏｍｅｇａｔｅｗａｙｂａｓｅｄ

ＭＡＮＳｈａｌ．ＹＡＮＧＨｕｉ—ｘｉａｎ２．ＰＥＮＧＹｏｕ２．ＷＡＮＧＸｕ－ｓｉ２

ＡＲＭ９

（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ

Ｈｕｎａｎ４１１１０５，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｆａｃｕｌｔｙ＂ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ

ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ

ｓｍａｒｔ

ｒｅｌｅａｓｅｈｏｍｅ

ｔｈｅ

ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

ｎｅｗ

ａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ

ｂｅｔｗｅｅｎ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

ｏｎ

Ｈｕｎａｎ

４１１１０５，Ｃｈｉｎａ）

ｉｎ

ｐｒｏｂｌｅｍ

ｋｉｎｄｓｈｏｍｅ

ｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｇａｔｅｗａｙ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎ

ｔｗｏ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ

ｓｙｓｔｅｍ，ａ

ｄｉｒｅｃｔ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｉｓｇａｔｅｗａｙｗａｓｂａｓｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

ＡＲＭ９２０Ｔｅｍｂｅｄｄｅｄｐｒｏｃｅｓｓｏｒ￥３Ｃ２４４０Ａ，ＡＲＭＬｉｎｕｘ

ａｎｄ

ｎｅｗｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｃｏｍｂｉｎｉｎｇＺｉｇｂｅｅａｎｄＷｉｒｅｌｅｓｓ—Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（Ｗｉ—Ｆｉ），ｗａｓ

ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄ

ＳＯ

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ｔｏ

ａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｏｂｊｅｃｔｉｖｅ

ｏｆｒｅｍｏｔｅ

ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｈｏｍｅｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｈｏｍｅａｐｐｌｉａｎｃｅｓ

ｏｎ．Ａｎｅｍｂｅｄｄｅｄ

Ｗｅｂ

ｓｅｒｖｅｒｗａｓ

ｂｕｉｌｔｉｎＡＲＭ９ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｔｈｅａｎｄｔｈｅ

ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

ｔｏ

Ｗｉ—Ｆｉ

ｍｏｄｕｌｅａｎｄＺｉｇｂｅｅｍｏｄｕｌｅｗｅｒｅｅｘｐａｎｄｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ

ｈａｒｄｗａｒｅ

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ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ

Ｉｎｔｅｍｅｔ，ａｎｄｔｈｅ

ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ

ａｒｅ

ｐｒｏｃｅｓｓ

ｗｅｒｅｓｈｏｗｎｔｏｏ．Ｔｈｅ

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｈｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｐａｃｋｅｔｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｉｓｎｅｗｇａｔｅｗａｙｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｏｔｈｅｒｇａｔｅｗａｙｓｌｉｋｅ

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ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄｉｔ

ｃａｎ

ｂｅａｐｐｌｉｅｄ

ｔｏ

ｔｈｅｓｍａｒｔｈｏｍｅｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｚｉｇｂｅｅ；Ｗｉｒｅｌｅｓｓ—Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（Ｗｉ—Ｆｉ）；￥３Ｃ２４４０Ａ；Ｗｅｂｓｅｒｖｅｒ；ｓｍａｒｔｈｏｍｅ

０

引言

随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信技术和

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