基于ARM-Clinux的无线家庭网关设计

基于嵌入式Linux的家庭网关的研究与实现的开题报告

基于嵌入式Linux的家庭网关的研究与实现的开题报告一、选题背景近年来，随着互联网的广泛普及，越来越多的家庭开始使用智能家居，如智能门锁、智能灯泡、智能摄像头等，这些智能设备需要接入互联网才能正常工作。

然而，互联网的广泛应用也带来了许多安全风险，如黑客攻击、数据泄露等，因此家庭网络安全备受关注。

家庭网关作为保障家庭网络安全的一种重要手段，可以起到隔离内外网络、过滤网络攻击等作用。

目前市场上已经有一些家用路由器支持网关功能，但是这些路由器一般功能较为单一，不能够满足用户需要。

Linux作为一种开源的操作系统已经被广泛应用于许多领域，因其开放性和可定制性受到了许多开发者的喜爱。

嵌入式Linux则是把Linux内核和相关的工具链嵌入到嵌入式硬件中，并结合应用程序和库文件构成的一种嵌入式系统。

嵌入式Linux具有高度的可定制性和灵活性，可以根据用户的需求进行定制，因此非常适合用于开发家庭网关。

二、研究目的本文旨在基于嵌入式Linux开发一种家庭网关，并对其进行研究和改进，以提高其安全性和易用性。

具体研究目的如下：1.设计一种基于嵌入式Linux的家庭网关系统，实现网络通信和数据管理功能。

2.探究家庭网关的安全性问题，设计一种能够应对常见攻击的安全机制。

3.优化家庭网关的用户界面，使用户能够方便地使用和管理网关系统。

三、研究内容本文主要研究内容包括以下几个方面：1.嵌入式Linux系统的构建：在嵌入式硬件上构建基于Linux内核的操作系统，并将必要的应用程序和库文件嵌入到系统中。

2.家庭网关系统的设计：设计一种具有网络通信和数据管理功能的家庭网关系统，支持多种网络协议，能够实现局域网和互联网之间的数据传输和管理。

3.家庭网关的安全机制设计：针对常见的网络攻击手段，设计一种安全机制，包括网络访问控制、数据加密和防火墙等。

4.家庭网关用户界面的优化：设计一种简单、易用、直观的用户界面，使用户能够方便地使用和管理网关系统。

基于ARM的家庭网络系统解决方案.

基于ARM的家庭网络系统解决方案0．引言家庭网络化是社会信息化的重要组成部分。

家庭网络系统可实现各种智能家电、安全设备等的连接和管理，向人们提供方便、灵活和高效的网络服务。

目前家庭网络系统主要有两种解决方案：基于PC和基于嵌入式系统[1]。

在以PC作为家庭网络核心的解决方案中，PC提供家庭网络与Internet之间的连接，并通过控制外设提供各种服务。

PC的优势是功能强大灵活，拥有众多软件支持，软件升级方便。

但是PC并不是专门为家庭网络设计，所以在应用0．引言家庭网络化是社会信息化的重要组成部分。

家庭网络系统可实现各种智能家电、安全设备等的连接和管理，向人们提供方便、灵活和高效的网络服务。

目前家庭网络系统主要有两种解决方案：基于PC和基于嵌入式系统[1]。

在以PC作为家庭网络核心的解决方案中，PC提供家庭网络与Internet 之间的连接，并通过控制外设提供各种服务。

PC的优势是功能强大灵活，拥有众多软件支持，软件升级方便。

但是PC并不是专门为家庭网络设计，所以在应用中存在一些局限：功耗较大；成本较高，如果考虑24小时运行，则对硬盘、电源、主板等很多部件有更高的要求，成本进一步增加；同家庭网络的交互与控制行为被限制在键盘、鼠标与显示器附近的一个小区域内，移动性差，很不方便；实时性能不能满足某些特殊应用的要求。

采用嵌入式家庭网络系统解决方案可以很好地解决上面的问题。

同基于PC的系统相比，嵌入式系统的硬件和软件都是针对特定应用高效设计的，稳定可靠，可长时间运行；功耗非常低；设备成本和运行成本较低；体积小，可分布性强；可工作于恶劣的环境中；如果运行专门的实时操作系统，则具有优秀的实时性能。

本文第1节描述家庭网络系统的结构，第2节实现一种基于ARM和嵌入式Linux的原型系统，包括硬件平台和软件平台的设计。

第3节介绍系统的功能和运行机制。

第4节给出结论。

1．系统结构我们的家庭网络系统主要包括三方面功能：网络通讯、媒体娱乐和家庭控制[2]。

基于ARM-Linux平台的无线网络功能设计与实现

ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｗｏｔｒｋｄｅｖｉｃｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｎＬｉｎｕｘｓｙｓｔｅｍ，ａｓｃｈｅｍｅｉｓ
１引言
近年来，嵌入式系统越来越广泛应用于人们生活的方方面面。在很多的应用场景下，嵌入式设备需要与外界进行网
络通信。传统的有线组网方案对设备的移动性和灵活性限制
相应的驱动例程，使控制从用户例程转移到驱动例程，完成相关操作后返回用户例程。Ｌｉｎｕｘ的内核部分与设备驱动之间通过接口的形式进行标准化的互操作。对于每一类设备，如块设备、字符设备和
很大，越来越多的嵌入式设备需要采用无线网络进行数据传
输。嵌入式ＡＲＭ微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个
网络设备都存在相应的通用接口以供硬件为内核提供相关服
务。有了这些通用接口，内核就可以采用相同的方式来处理
可裁减性和可定制性，并且对硬件设备具有丰富的支持，因而在嵌入式开发中得到了广泛的应用。基于以上，本文分析
ｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎｏｎＡＲＭ —Ｌｉｎｕｘｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｃａｒｄｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｗｏｔｒｋｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｉｓｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｔｏｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｕｎｃｆｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｃａｒｄ；ｃｒｏｓｓｃｏｍｐｉｌｅ；ｄｒｉｖｅｒｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ

基于ARM和uClinux的家庭网关系统.

基于ARM和uClinux的家庭网关系统
本文以ARM核的32位嵌入式微处理器作为硬件平台，结合无线通信技术，通过移植嵌入式操作系统mClinux，并在其上开发相应的驱动程序、应用程序和嵌入式Web服务器，实现了一个方便、实用的家庭网关。

系统的硬件设计
系统结构及工作原理
家庭网关的系统结构如图1所示,它以三星公司的32位RISC处理器S3C44B0X 为核心，通过外扩存储器(Flash / SDRAM)、蓝牙模块、液晶显示屏、小键盘、以太网接口模块、电话语音控制模块和红外收发模块等来构建硬件平台，并可实现多种控制方式。

图1 家庭网关系统结构图
1) 在本地用键盘及显示器进行控制：系统设有16按键和一块128×32点阵的液晶显示器，便于用户在本地进行状态的设置和查询，如数据查询、电器控制等。

2) 在本地的红外遥控：通过具有自学习功能的红外遥控模块，能实现室内家电的红外遥控。

3) 远程的电话语音控制：这是一种基于公共电话交换网(PSTN)的电话远程控制，用于电话的指令控制，如远程控制家电、电话报警等。

4) 基于Internet的远程控制：采用浏览器端/服务器端结构(B/S结构)，用户可直接用Windows自带的IE浏览器作为客户端程序，以达到随时随地进行远程控制的目的。

无线通信技术是实现家庭网络最理想的技术，它可以省去在家庭内部重新布线的麻烦。

在本家庭网关的设计中，采用蓝牙模块作为无线通信模块与底层的各功能模块相互通讯。

硬件电路组成
本系统的硬件设计主要包括以S3C44B0X嵌入式微处理器为核心所搭建的基本硬件平台，以及蓝牙通信、电话语音控制和红外遥控等模块的硬件设计。

基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计

嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。

针对人们对高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境的要求，提出了以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设计。

1 智能家居控制器的总体设计Arm-Linux嵌入式系统以其在性能、体积及功耗等方面的优势在智能家居领域得到越来越广泛的应用。

系统采用基于ARM的嵌入式linux方案，系统分为五层分别为硬件层，系统引导层，系统层，应用支撑层及应用层。

如图1所示应用层在Qtopia图形系统、SQLite 数据库等的支撑下完成了电话报警、照明控制、安防控制、门禁控制以及网络浏览等应用。

2 系统硬件的设计CPU处理器选用Samsung S3C2440A，其主频为400 MHz，资源丰富功能强大。

内存为64M SDRAM，数据总线32bit，时钟频率高达100MHz。

存储器为128 M掉电非易失NANDFLASH。

LCD显示部分为具有4线电阻式触摸屏接口的35英寸真彩色液晶屏。

网卡芯片为DM9000可自适应10／100 M网络，通过RJ45连接头可连接控制器至路由器或者交换机。

智能家居控制模块通过RS485总线与主控制器进行通信。

其硬件结构图如图2所示。

3 软件平台的构建开发环境选取的是虚拟机Vmware6．5+fedora9Linux系统+arm-linux-gcc 4．3．2编译器。

系统与软件的编译采取交叉编译的方式进行。

表1是构建控制系统所需移植开发的一些主要软件。

Uboot是专门针对嵌入式Linux系统设计的开源bootloader，其任务是初始化处理器及外设硬件资源并引导操作系统。

内核为linux2.6.3 2，这版提供了更多的驱动程序以及API，调用起来更加的方便。

在内核中要添加对帧缓存frambuffer的支持，图形系统需要它的支持。

文件系统使用Yaffs2，以配合2 K每页的大页存储器。

根文件系统选用Busvbox1．13．3，配置编译完之后会生成bin和sbin目录以及linuxrc文件，从而系统就具备了系统以及文件管理的相关命令。

基于ARM和Linux的嵌入式网关的设计与实现

宿主机上对应用程序进行交叉编译，生成可以在目标板上执行的代码。制作交叉编译器
然后再将ｃｅｔ过网口下载到ＡＭｌｎ通ｉＲ开发板上。同时在服务器端编辑编译ｓｒｒｅｖｅ程序，置好双方的ｉ地址之后就可以执行配ｐ应用程序实现开发板和主机之间的通讯。实验证明，我们可以在服务器端接收到来自ｚｇｅ协调点的数据信息。ｉｅＢ测试成功后我们还需要将客户端应用程序ｃｅｔｌｎ添加到ｒｄｓ件系统中，ｉａｉｍｋ文然后再将其压缩的映像文件ｒｍｉ．下载烧写到ａｄｓｇｋｚ开发板的ｆｓ。同时，们还需要修改系ｌｈ上ａ我统脚本／ｔｒ．ｓｉ使开发板能够在系统启ｅ／ｓｉｔｃｃｙｎ，动后自动加载无线网卡驱动和客户端应用程序ｃｅｔｉｌｎ。５结束语和通用计算机不同，嵌入式系统是面向应用、产品和用户的。本文就是结合实际需求，以应用为基础，细介绍了嵌入式设备一详网关开发设计和实现的整体过程，并在实际项目中得到了检验，希望能对其他嵌入式系统产品的开发有一定的借鉴意义。
（、１中国海洋大学信息科学与技术学院，山东青岛２６０２中国海洋大学海洋遥感所，６１０、山东青岛２６０）６１０
摘要：文设计实现了一款基于ＡＭ和Ｌｎｘ本Ｒｉｕ的嵌入式网关，开发系统的软硬件平台及开发环境的搭建进行了介绍，对特别是对Ｌｎｘ下的串口程序开发和ｓｃｅ网络编程部分进行了重点分析。ｉｕｏｋｔ关键词：Ｒ嵌入式Ｌｎｘ网关；ＡＭ；ｉ；ｕ交叉编译；串口；网络编程

基于ARM-linux的智能家居控制系统的设计

工业技术随着物联网技术的迅速发展，在智慧城市的建设潮流当中，智能家居作为智慧城市建设的其中一项核心技术在当今也让很多进行高科技研发的公司涉及其中。

目前在国内市场上的智能家居品牌很多，但国内品牌和国际品牌各家的产品都有自己的特点和优劣，没有统一的技术规范，设计的智能家居产品往往存在系统不简洁，功能不齐全、不适合，扩展性不强等缺点。

不管什么品牌的智能家居产品，关键是要适合自己的需求。

整个系统使用的模块越多，复杂程度越高，价格也越昂贵[1-3]。

该文讲述的智能家居的实现方案，结合了传感器技术、无线通信技术和嵌入式等技术，具有室内环境监控、指纹识别门禁、电器设置自动化控制以及远程人机交互的功能。

本文首先介绍了系统硬件设计，然后描述系统软件设计流程，最后重点讨论针对本方案的嵌入式LI N U X系统平台的搭建过程。

经过测试，该系统具有良好的稳定性和扩展性，与传统方案相比，可根据不同的需求快速成型。

1 系统硬件设计硬件的系统设计，遵循高内聚的设计原则。

M C U外设控制节点作为整个硬件系统的主控，负责对传感量进行处理并且对外设驱动模块做出反应。

A R M-L I N U X主控服务系统作为整个系统的数据网络中心节点[4]，负责完成P C或者手持设备软件与M C U外围设备软件间的数据中继和转发。

整体硬件平台的设计如(图1)所示。

1.1 MCU外设控制节点硬件模块的主控芯片采用S T C89C52R C单片机[5]。

传感器模块负责对家居环境的物理量进行采集；外设驱动模块对家居的家具等实物进行操作；无线传输模块负责进行硬件节点与A R M-LINUX主控服务器间进行数据传输。

1.1.1 传感器模块传感器模块采用A M2302数字温湿度传感器、GY-30数字光强传感器，实时采集家居内的环境条件，同时采用F M-180模块作为指纹识别的解决方案。

A M2302数字温湿度传感器，采用单总线接口进行控制，单总线接口DATA用于单片机与A M2302之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次通讯时间为5ms左右。

基于嵌入式Linux的物联网家庭集成网关系统的设计与应用

基于嵌入式Linux的物联网家庭集成网关系统的设计与应用甘政宇摘要：随着互联网的普及以及物品实体的智能化，物联网逐渐深入大众生活。

而家庭用户作为当代中国互联网中最广泛的基层单元之一，其在物联网市场中的地位不容忽视。

家庭网络服务器作为家庭内网的网关，上承互联网云端的数据交互与边缘计算任务，下接家庭内部物联网、物联网的组建与数据交互任务，在物联网体系中起着重要的作用。

而当前主流的家庭网络路由器普遍不支持大多数物联网节点直接接入，作为家庭物联网控制中心的物联网服务器需另外购置，且家庭物联网节点仅支持单跳通信，使节点部署距离受到路由器信号强弱的制约，造成组网成本高、节点覆盖范围有限、功耗增加的问题。

本文结合嵌入式Linux服务器技术，设计与实现了一种物联网家庭集成网关系统。

包括提出了6LoWPAN网络物联网节点IPv6互通机制，开发了基于B.A.T.M.A.N.adv路由协议的IEEE802.11模块以及6LoWPAN边缘路由器功能的IEEE802.15.4模块，采用了基于RFID射频识别技术的鉴权分级化管理措施等。

经过家庭环境下的应用验证，该系统具有低成本、体积小、功耗低、易用性强的特点，其既能将家庭互联网及物联网网关集成于一体，又能直接在物联网节点和互联网终端之间运行HTTP/MQTT等应用层通信协议，并支持多跳通信，大幅度提升物联网节点部署范围而无需信号中继设备，从而降低了家居物联网组网成本与网络架构复杂程度。

关键词：物联网；嵌入式Linux；家庭服务器；集成网关一、引言二、基于嵌入式Linux下的物联网家庭集成网关系统框架基金项目：东北大学大学生创新训练计划自筹项目（191094）；中央高校基本科研业务专项资金资助（N182410001）。

作者简介：甘政宇（2000-），男，广东广州人，东北大学，研究方向：物联网应用与云计算。

图2IEEE802.11网卡信息三、物联网家庭网关集成系统设计（一）基于嵌入式Linux 下的树莓派服务器中枢（二）感知汇入层iwconfig #罗列所有网卡信息找到IEEE802.11协议网卡iwconfig wlan0mode ad-hoc #切换无线网卡工作模式到Ad-hoc 模式iwconfig wlan0essid IOThome #设置ESSID iwconfig wlan0channel auto #自动寻找最优信道并设置iwconfig wlan0up #启动IEEE 802.11网卡iwconfig wlan0add #设置网卡地址（IPv6）图1物联网家庭集成网关系统总体框架batctl if add wlan0ifconfig wlan0up ifconfig bat0upifconfig bat0add （网络地址）mkdir SPI ;cd SPIgit clone https:///lthiery/SPI-Py.git cd SPI-Pysudo python setup.py install图3Raspbian系统内编译器版本信息图4CC2530芯片模式图表1RC522引脚连接表图5引脚连接模式图cd ..git clone https:///mxgxw/MFRC522-python.git cd MFRC522-python import RPi.GPIO as GPIO import time import MFRC522#创建MFRC522对象MIFAREReader =MFRC522.MFRC522()print("Waiting for Cards ..")try:while 1:(status,TagType)=MIFAREReader.MFRC522_Request (MIFAREReader.PICC_REQIDL)#获取Card 的UID(status,uid)=MIFAREReader.MFRC522_Anticoll()#判断是否获得UIDif status ==MIFAREReader.MI_OK:#打印UID 到控制台print("UID:"+str(uid[0])+str(uid[1])+str(uid[2])+str(uid[3]))time.sleep(3)except KeyboardInterrupt:GPIO.cleanup()（三）两网数据交互层su -#初始化超级权限root 环境./configure #配置相关设置make #由makefile 文件编译源代码make install #安装已经编译完成的sdcc 图66LoWPAN协议栈模型图10Ping 延迟测试数据统计表图8测试网络组网结构图四、系统测试（一）基于B.A.T.M.A.N.adv 协议的IEEE 802.11模块测试图76LoWPAN 网络下的SLIP协议处理流程图9数据交互通畅性测试Ping方案示意图中枢服务器端命令：ip6tables -A INPUT -p ALL -m mac --mac-source E3:4D:A2:83:D4:42-j DROP#丢弃从物联网节点B 传入的数据包物联网节点B 命令：ip6tables -A INPUT -p ALL -m mac --mac-source 94:A7:8E:32:2D:7B -j DROP#丢弃从中枢服务器传入的数据包五、结语参考文献：[1]Luo Sixing,Zhou Youping,Xiao Dong.method to imple-ment the 6lowpan edge router on OpenWrt [J].Envi-ronmental technology,2017(01):36-39.[2]Huang Zucheng,Yuan Feng,Li Yin.The application of wireless sensor network based on ipv6-based low pow-er wireless personal area network in smart street lamp[J].Computer application,2014(10):3029-3033.[3]Chang Yingliang.Research and implementation of In-ternet of things gateway based on embedded Linux [D].2014.[4]Gao Jian,Research and optimization of B.A.T.M.A.N.routing protocol based on wireless Mesh network [D].Wuhan university of technology,2013.[5]H ayder A. A.Al-Kashoash,Harith Kharrufa,Yaarob Al-Nidawi,Andrew H.Kemp.Congestion control in wireless sensor and 6LoWPAN networks:toward theInternet of Things.DOI:10.1007/s11276-018-1743-y.[6]Teo,Kar Hoey,Subramaniam,Shamala,Sinniah,Gopinath R ao.Node Mobility Support Between Multi-hop 6LoWPAN Networks Based on Proxy Mobile IPv6.DOI:10.1007/s 11277-015-2820-5.[7]Recio Igor,Isidro Calvo,J.M.Gil-García,López Asier.Building IoT Applications with Raspberry Pi and Low Power IQRF Communication Modules.DOI:10.3390/electronics5030054.图11物联网节点A的路由表。

基于ARM-Linux的智能家居网络终端的设计与实现

智能家居安全监控系统应运而生，网络通讯和图像处理技术为实现家庭安居监控系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。通
过在家中设置好预先监控点，世界任何地方，可以通过网络或直接通过手机，可随时随地了解自己家庭概况，保安全。在都就确
ＪＮｉＩＫｎ
（．ｐｒｍｅｔｆｍｐｔｒＳｉｎｅＷｕａｉｅｓｔ，ｕａ３０４Ｃｈｎ；．ｐｒｎｆｍｐｔｒＴｅｈｏｏｙａｄＡｐｌａｉｎ１ＤｅａｔｎｏＣｏｕｅｃｅｃ，ｈｎＵｎｖｒｙＷｈｎ４０７，ｉａ２ＤｅａｔｔｏｉｍｅＣｏｕｅｃｎｌｇｎｐｉｔ，ｃｏＷｕａｎｔｕｅｏｃｎｌｇ，ｕａ３０４Ｃｈｎ）ｈｎＩｓｉｔｆｈｏｏｙＷｈｎ４０７，ｉａｔＴｅ
ＩＮ１０— Ｏ４ＳＳ９３４０
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ＣｍｕＫｏｌｄｅａｄＴｃｎｌｙ电脑知识与技术ｏｐ￣ｒｎｗｅｇｎｅｈｏｇｏ
Ｖｏ．，．，ｒｈ２０Ｐ１２６３１８１６Ｎｏ７Ｍａｃ０１，Ｐ．６１ —１１，６１
基于ＡＲＬｎｘ的智能家居网络终端的设计与实现Ｍ— ｉｕ

基于Linux的嵌入式家庭网关的研究与实现

基于Linux的嵌入式家庭网关的研究与实现随着物联网的快速发展，家庭网络设备变得越来越智能化和复杂化。

作为连接家庭内外网络的关键设备，家庭网关的功能要求也越来越高。

而基于Linux的嵌入式家庭网关成为了一种常见的解决方案，因其开源、灵活、可定制等特点而备受关注。

在本文中，我们将探讨基于Linux的嵌入式家庭网关的研究与实现。

首先，我们将介绍嵌入式系统和Linux操作系统的基本概念。

嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，常用于嵌入到其他设备中，并具有特定的功能和限制。

Linux操作系统是一种自由和开放源代码的操作系统，广泛应用于各种设备和领域。

接下来，我们将详细讨论嵌入式家庭网关的需求和功能。

家庭网关作为家庭网络与外部网络之间的桥梁，需要具备路由功能、网络安全功能、设备管理功能等。

同时，由于家庭网关需要连接多种设备和协议，其开放性和可扩展性也非常重要。

然后，我们将介绍基于Linux的嵌入式家庭网关的实现方法。

基于Linux的嵌入式系统可以通过定制Linux内核、移植软件包和编写驱动程序来实现家庭网关的功能。

同时，开源社区提供了丰富的软件资源和开发工具，可以极大地简化开发过程。

最后，我们将讨论基于Linux的嵌入式家庭网关的应用前景。

随着物联网的普及和家庭网络设备的增多，基于Linux的嵌入式家庭网关将发挥越来越重要的作用。

它可以为家庭用户提供更安全、更稳定、更智能的网络环境，同时也为企业提供了更多商机。

综上所述，“基于Linux的嵌入式家庭网关的研究与实现”是一个具有重要意义的课题。

通过深入研究和实践，我们可以更好地理解嵌入式系统、Linux操作系统和家庭网关的原理和应用。

同时，我们也可以为推动物联网的发展和智能家居的普及做出贡献。

论文-基于ARM的无线智能家居管理系统设计

基于ARM的无线智能家居管理系统设计摘要：从人类发明计算机的那一时刻，信息技术的发展就在不断地飞跃，直到21世纪信息技术几乎普及到了每一个人的身上。

生活水平不断提高的同时，人们对生活质量的追求也不断提高。

智能家居在现代生活中的地位自然更加受人青睐。

通过介绍一款基于S3C2440为核心的ARM9中央处理器所实现的嵌入式智能家居管理系统的搭建。

该系统主要是基于开源操作系统linux上实现的。

为了更好地进行远程监控，我们自己也设计了一个嵌入式的Web接口，用户可以通过互联网，对家里进行远程监控。

对于室内环境的设计，主要是基于一个开发板上的各种传感器的处理来完成的。

在开发板上，主要通过用Zigbee和GPRS建立的无线模块和ARM9处理器进行无线连接处理，从而实现了对每一个家电的智能化管理和控制。

这样的智能化管理可以对家里各种电器智能化管理，延长家电使用寿命，节能与环保也是实验的关键，也是未来智能家居发展的大方向。

关键字：智能家居；ARM9；远程监控；ZigbeeDesign of Wireless Smart Home System Based on ARMPAN Wenxiang(Zhejiang University of Technology Information College, Hangzhou 310023) Abstract:From the moment the human invention of the computer, the development of information technology in constantly leap. Until the 21st century, information technology spread to almost everyone's body.Rising living standards, while the quality of life also has constantly pursued. Smart House in modern life more favored by the people naturally. By introducing a build based on ARM9 S3C2440 as the core to achieve the central processor embedded intelligent smart house management system.The system is realized on the open source operating system which is called Linux. In order to perform remote monitoring, we also designed an embedded Web Interface. Users can conveniently remote monitor via the Internet. For the design of the indoor environment, we are primarily based on a development board to complete the processing of various sensors. On the development board, mainly handled through wireless connection established with Zigbee and GPRS wireless module and our ARM9 processor. On this way, it can extend the life of appliances. There is also the key to energy conservation and environmental protection lies in our experiment and also the future direction of development of smart house.Keywords: smart house; ARM9 ;Remote Monitoring ; Zigbee1引言：“智能家居进入寻常百姓家，让老百姓都能拥有智能家居”。

基于ARM的无线家庭网关的设计

（ 3）远程电话语音控制。这是一种基于公共 � � 需要有动态 RAM ，而 S3C4 4B0 提供的 8 的电话交换网（ PST N ）的电话远程控制，用于电话的 C 远远不能满足要求，因而需要在外部总线指令控制，如远程控制家电等。笔者的设计是基于 I 的接入，从而实现远程控制家庭智能网络的功能。无线网关系统硬件构成方案基于 I 的接入以实现远程控制家庭智上扩展 SD R AM 。解压缩后的操作系统将驻留在内存内。考虑到实际应用的需求，设计中选择了三星的 D K4 S2 81 6 32 D ，它的数据宽度是 1 6 位，由4 个 B 组成，存储容量为 1 6 M B。
网关的构成、工作原理、硬件的构成方案，以及基于蓝牙无线技术家庭信息网络的组建、蓝牙核心组成部分的结构和功能；然后介绍了基于嵌入式操作系统 �CL 关键词：无线家庭网关； �CL 中图法分类号：N 914. 53 ；3 C44B0 文献标识码： A 了基于软硬件平台的嵌入式蓝牙无线家庭网关的具体功能实现。
嵌入式无线家庭网关的硬件实现
系统的构成及工作原理家庭网关是家庭信息网络的核心部分，通过
图1 无线家庭网关结构图
从图 1 的无线家庭网关结构可以看出，通过
收稿日期： 2006- 05 -15 . 作者简介：叶庆云（ 195 7- ），女，湖北武汉人，武汉理工大学信息工程学院副教授 . 基金项目：武汉市科技攻关资助项目（ 105 -6 5 0091） .
随着我国经济的持续高速发展，以及网络技术和信息家电的飞速发展，步入 21 世纪后，现代人对家居环境的追求有了在观念上的根本的转变。从开始的一味追求物质层面的宽松环境、豪华装饰向追求精神层面的安全快捷的服务、开放的信息交互等软环境转变。越来越多的家庭要求建立家庭网络，这直接推动了家庭网络的发展。作为家庭网络中的门户和管理者，家庭网关的地位至关重要的。它直接决定了家庭网络所能达到的服务高度和水平。家庭网关是位于现代家庭内部的一个网络设备，它的作用是使家庭用户连接到 I 的服务，或者使这些智能设备相互之间实现通信。简单地说，家庭网关是使家庭内部多种智能设备之间实现联网，以及从家庭内部到外部网络实现互联的一座桥梁。从技术角度说，家庭网关在家庭内部，以及从内部到外部实现桥接 / 路由、协议转换、地址管理和转换，承担防火墙的职责，并提供可能的 IP 等业务。笔者是基于 A M 7 内核的 A M N G 公司的 3 C44B0 + �CL 的组合作为家庭网关的软硬件设计平台，在此基础上利用蓝牙无线技术展开无线家庭网关的设计。

基于ARM和μC／OS-Ⅱ的无线家庭网关设计

收模块。
嵌入式操作系统的存在需要有一定量的动态
且适合普通用户的家庭网关。方案如下：
ｌｌ
电话语音控制接口
红外信号发射器红外信号接收器
基于ＡＲＭ架构的３位微处理器２
ＳｍｓｎａｕｇＳＣ４３４ＢＯＸ
一
蓝牙模块ＩＥｈｒｅｔｎ模块ｌｅ
Ｒ０１０ＪＴ８０ＯＫ１７ＪＲＬ２ｌ０
文献标志码
Ａ
随着信息家电和通信技术的飞速发展，能智
化、通信的家电产品越来越多，来越普及，么可越那将其接入Ｉｔｎｔ行远程控制即将成为现实，ｎｒｅ进ｅ这就要求在家庭内部构建网络，图１示。家庭网如所
维普资讯
第８卷
第１０期
２００８年５月
科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖｏ． ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＮｏ．０１８１
Ｍａ０ｙ２０８
１７ —８９２０）０２０ —３６１１１（０８１—７２０
ＳｉｎｅＴｅｈｏｏｙａｄＥｎｉｅｒｎｃｅｃｃｎｌｇｎｇｎｅｉｇ
容量为２ＭＢ，系统上电或复位后从此获取指令并开
始执行，此将Ｆａｈ存储器配置到ＲＭ／ＲＭ／因ｌｓＯＳＡ
ＦＬＨｎ０。ＡＳＢａｋ
红外遥控模块：室内家电的控制采用传统的对红外遥控方式，种控制方式使用较为普及，术这技非常成熟，以在系统中添加了红外发射模块和接所

基于ARM的无线家庭网关的设计

基于ARM的无线家庭网关的设计
叶庆云;陈华兵
【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》
【年(卷),期】2006(028)007
【摘要】设计了一个基于ARM7TDMI内核的微处理器S3C44B0X的无线家庭网关;详细介绍了蓝牙无线家庭网关的构成、工作原理、硬件的构成方案,以及基于蓝牙无线技术家庭信息网络的组建、蓝牙核心组成部分的结构和功能;然后介绍了基于嵌入式操作系统μCLinux的无线蓝牙家庭网关应用程序的开发流程;最后介绍了基于软硬件平台的嵌入式蓝牙无线家庭网关的具体功能实现.
【总页数】5页(P112-116)
【作者】叶庆云;陈华兵
【作者单位】武汉理工大学,信息工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,信息工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TN914.53
【相关文献】
1.基于ARM-μClinux的无线家庭网关设计 [J], 刘洁;张晓虎
2.基于ARM的三种无线家庭网关的设计方案及比较分析 [J], 袁康敏
3.基于ARM和μC/OS-Ⅱ的无线家庭网关设计 [J], 汪爱丽;石反修
4.基于ARM7嵌入式微处理器无线家庭网关的研究与实现 [J], 蒋益锋;楼竞;胡琳
娜
5.基于ARM和ZigBee技术的智能家庭网关设计 [J], 娄德成;刘明;杨海挺
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基于嵌入式Linux的家庭网关的研究与实现

电子科技大学
硕士学位论文
基于嵌入式Linux的家庭网关的研究与实现
姓名：***
申请学位级别：硕士
专业：计算机应用技术
指导教师：***
20070422
电子科技大学硕士学位论文
Ｌｉｎｕｘ与生俱来的优秀网络血统，更为今后的发展铺平了一条宽广平坦的大路。

同时，Ｌｉｎｕｘ具有更小、更稳定、价格更低等优势。

正是嵌入式操作系统的特殊要求为Ｌｉｎｕｘ在嵌入式系统中的发展提供了广阔的空间，使得Ｌｉｎｕｘ成为嵌入式操作系统中的新贵。

目前家庭网关采用嵌入式Ｌｉｎｕｘ才刚刚起步，还处于研究阶段，有很大的研究和发展空间。

本课题所应用环境如图１所示，家庭网关通过小区接入服务器连接Ｉｎｔｅｒａｃｔ，可以在接入服务器上安装防火墙，进一步加强了安全性，同时还可通过Ｉｎｔｅｒａｃｔ进行远程控制等。

图Ｉ家庭网关应用环境
１．２课题所做的主要工作
本课题来自国家信息产业部资助基金项目《入侵防御系统与防拒绝服务产品》。

项目开发的过程中要求在嵌入式设备上开发入侵防御系统与防拒绝服务产品，作者参与了基于ＭａｇｉｃＡＲＭ２４１０实验箱的嵌入式Ｌｉｎｕｘ移植和裁减工作，其ＤｅｖｉｃｅＡＲＭ２４１０核心板是广州致远电子有限公司开发的基于￥３Ｃ２４１０Ａ处理器的ＡＲＭ９板。

开发工作告一段落后出于对嵌入式领域技术的热爱，作者萌生了进一步研究开发的想法。

结合目前家庭网络的迅猛发展，选择了基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ构建家庭网关的研究方向。

课题涉及的主要工作如下：
（１）针对目前家庭网络技术发展的现状，分析嵌入式Ｌｉｎｕｘ的应用前景。

２。

基于ARM平台的家庭无线通信网络的设计与实现的开题报告

基于ARM平台的家庭无线通信网络的设计与实现的开题报告一、选题背景随着物联网的发展和家庭智能化的不断推进，越来越多的家庭开始关注家庭无线通信网络的建设。

同时，移动设备的普及使得越来越多的家庭希望通过无线网络实现设备间的连接和信息共享。

因此，基于ARM平台的家庭无线通信网络的设计与实现成为当前技术研究和市场需求的重要方向。

二、研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面：1. 基于ARM平台的家庭无线通信网络架构设计。

在研究无线通信网络的基本原理的基础上，设计出适合家庭场景的无线网络架构，包括网络拓扑结构、协议栈等。

2. 系统软硬件环境搭建。

构建ARM平台下的软硬件开发环境，选择合适的操作系统、编译器、开发工具等，利用开源软件库等资源开发嵌入式系统所需的驱动程序、应用程序和系统服务等。

3. 网络性能优化。

对家庭无线通信网络的吞吐量、延迟、稳定性等进行性能分析，提出网络性能优化策略，包括资源优化、路由优化、拥塞控制等。

4. 系统实现和测试。

在实现设计并调试无线通信网络之后，进行功能测试和性能测试，验证系统的可用性和稳定性。

三、研究意义本研究将为家庭无线通信网络的实现提供一种新的技术方案，并为家庭智能化的发展提供支持。

同时，本研究还可以推动嵌入式系统的开发和应用，对于提高国家的科技水平和产业竞争力也具有一定的意义。

四、研究方法本课题将采用理论研究与实验研究相结合的研究方法。

首先，对无线通信网络的基本原理进行理论研究和探索，设计出适合家庭场景的无线网络架构，并进行性能分析和优化策略的制定。

随后，在搭建相应的软硬件开发环境后，基于ARM平台开发出相应的嵌入式系统，并进行功能测试和性能测试，验证系统的可用性和稳定性。

五、论文结构安排本课题的论文将按照以下方式进行结构安排：第一章：绪论第二章：无线通信网络的基本原理第三章：基于ARM平台的家庭无线通信网络的架构设计第四章：系统软硬件环境搭建第五章：网络性能优化第六章：系统实现和测试第七章：结论与展望六、预期成果预计本研究将会有如下成果：1. 设计出一种适合家庭场景的无线通信网络架构，并通过实际测试验证其性能和可用性。

基于ARM-Linux的智能家居网络终端的设计与实现

基于ARM-Linux的智能家居网络终端的设计与实现
金鑫
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2010(006)007
【摘要】随着科技的不断进步,智能家居逐渐成为可能,而智能家居网络终端则是智能家居的关键.该文提出一种新的基于ARM-Linux的智能家居网络终端设计方案.首先先简要介绍了基于ARM-Linux平台的智能化家居设计方案.重点对基于ARM-Linux平台的智能家居网络终端的硬件组成及软件设计进行了详细的阐述.【总页数】3页(P1612-1613,1618)
【作者】金鑫
【作者单位】武汉大学计算机学院,湖北,武汉,430074;武汉职业技术学院计算机技术与软件工程学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP18
【相关文献】
1.基于ARM-LINUX的多网物联网关的设计与实现 [J], 吴伟坚;陈世国
2.基于Arm-Linux的嵌入式智能家居控制系统的设计 [J], 谭涛;徐晓辉;黄晓亮;王盟;温阳
3.基于ARM-linux的智能家居控制系统的设计 [J], 程世辉;刘桂玲;杨学涯;杨越;徐海涛
4.基于ARM-Linux的空调智能语音控制系统设计与实现 [J], 杨都; 张光旭; 赖东
锋; 叶铁英; 黄佳星
5.基于ARM-Linux平台的USB数据存储设计与实现 [J], 焦新泉; 袁小康; 储成群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于嵌入式Linux的无线家庭网关研究与实现

基于嵌入式Linux的无线家庭网关研究与实现发布时间：2021-05-08T02:15:02.238Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：王锟[导读] 嵌入式是以Linux做为基础的一种嵌入式作业系统，将Linux系统进行裁剪，使其小型化后固化在存储器或单片机中，并在特定的嵌入式场合中进行运用的专用Linux操作系统。

并且在家庭网关的运行平台中嵌入式Linux系统具有很多优势：丹佛斯（天津）有限公司天津 301700摘要：家庭网络中的一个重要组成部分就是家庭网关，它能够将运营商网络和用户家庭网络链接起来成为两者之间的一个枢纽，而这就是是运营商发展综合信息服务业务的过程中最为关键的一步。

本文的论述对象为嵌入式家庭网关,对嵌入式系统的特点和开发设计的相关知识进行了简单概述,希望能够对家庭网关的开发和设计起到一定的指导作用。

关键词:嵌入式,Liunx系统,家庭网关,一、嵌入式Linux系统的优势嵌入式是以Linux做为基础的一种嵌入式作业系统，将Linux系统进行裁剪，使其小型化后固化在存储器或单片机中，并在特定的嵌入式场合中进行运用的专用Linux操作系统。

并且在家庭网关的运行平台中嵌入式Linux系统具有很多优势：1.1开发系统的成本较低由于家庭网关是直接面向用户的，这就使得设备成本成为了一个十分敏感的问题。

并且Linux的源代码都是公开的，它可以被任何人免费获取或对其进行修改。

并且GPL的驱动程序和应用软件大部分都是可以免费使用的，这也就进一步的降低了系统的开发成本。

而且我们可以根据自己的需求对Linux的内核进行定制，最小130KB左右的系统内核，也极大的减小了对flash存储空间的要求，使得硬件成本也能够得到节约。

1.2嵌入式系统支持多种硬件平台和设备驱动由于不同家庭网关芯片厂商所生产的处理器类型都不尽相同，比如Infineon生产的芯片大多是使用ARM架构，而Broadcom生产的芯片更多的又是使用MIPS架构。

基于ARM的数字化家园网关设计与实现的开题报告

基于ARM的数字化家园网关设计与实现的开题报告一、选题背景及意义随着智能家居的发展，数字化家庭已经成为未来的趋势。

数字化家庭是指利用各种信息技术和家庭自动化技术，使家庭生活更加舒适、智能、安全和节能的一种生活方式。

数字化家庭需要一个智能、可扩展、高可靠性、低功耗的家庭网络，作为家中各种设备的连接和控制中心，即家庭网关。

家庭网关是智能家居系统的重要组成部分，起到连接各种设备并统一管理的作用。

家庭网关需要完成的主要功能包括网络连接、设备管理、安全保障、服务媒介、本地存储和智能控制等。

本文选用基于ARM平台设计数字化家园网关，通过对数字化家庭的需求分析和功能模块设计，结合ARM技术，实现一个高效、可扩展、低功耗的智能家庭网关。

二、论文目标本文旨在研究数字化家庭网关的设计与实现，主要包括以下内容：1. 对数字化家庭的关键技术进行分析，包括家庭网关的功能需求、网络互联、数据传输和智能控制等方面。

2. 研究基于ARM的家庭网关的硬件平台架构和软件体系结构，采用开源系统，实现数字化家庭网关架构的设计与实现。

3. 实现数字化家庭网关的核心功能模块，包括网络连接、设备管理、安全保障、服务媒介、本地存储和智能控制等模块。

4. 针对数字化家庭的特点，设计相应的智能家居方案并进行实现，以验证网关的功能和效果。

三、主要内容及研究方法1.对数字化家庭的关键技术进行分析通过对数字化家庭的需求分析和市场调研，分析数字化家庭网关的功能需求、网络互联、数据传输和智能控制等方面的关键技术，以确定数字化家庭网关的主要功能模块和技术方案。

2.研究基于ARM的家庭网关的硬件平台架构和软件体系结构基于数字化家庭网关的功能需求和技术架构，研究基于ARM平台的家庭网关的硬件平台架构和软件体系结构，采用开源系统进行实现。

3.实现数字化家庭网关的核心功能模块实现数字化家庭网关的核心功能模块，包括网络连接、设备管理、安全保障、服务媒介、本地存储和智能控制等模块，以实现数字化家庭网关的基本功能。

基于ARM和Linux的智能家居网关设计的开题报告

基于ARM和Linux的智能家居网关设计的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，智能家居的应用越来越广泛。

智能家居网关作为智能家居系统中的核心控制设备，起着桥梁的作用，能够将不同的智能家居设备与云端系统相连接，并提供统一的接口进行控制和管理。

在实际应用中，智能家居网关需要具备处理器性能高、内存大、响应快、能耗低、稳定性强的特点，而ARM和Linux作为当前较为流行的处理器和操作系统，成为智能家居网关设计的理想选择。

二、选题意义智能家居网关是智能家居系统的核心设备，对于智能化生活的实现和智慧城市建设都具有重要意义。

基于ARM和Linux的智能家居网关设计，可以提升智能家居系统的整体性能和稳定性，同时也为智能家居的发展提供了更加广阔的应用前景。

三、选题目标本课题的主要目标是基于ARM和Linux开发一款智能家居网关，旨在实现以下几个方面的内容：1. 硬件设计：选择合适的CPU、内存、存储器、网络接口以及其他必要的硬件组件，搭建智能家居网关的硬件平台。

2. 系统移植：将Linux操作系统移植到ARM架构的平台上，并完成相关的驱动程序的开发。

3. 应用开发：基于Linux系统开发智能家居网关的应用程序，实现智能家居设备的控制和管理。

4. 系统调试：进行系统测试和性能优化，确保智能家居网关的稳定性和可靠性。

四、研究内容本课题主要研究基于ARM和Linux的智能家居网关设计，具体研究内容包括：1. ARM单板计算机的选型和硬件设计2. Linux操作系统的移植和配置3. 驱动程序的编写和调试4. 云端服务的集成和应用开发5. 系统测试和性能评估五、研究方法本课题的研究方法主要包括理论研究和实践操作两种方式：1. 理论研究：对ARM和Linux的相关理论和技术进行深入了解和分析，结合智能家居网关的应用需求，制定出相应的技术路线和方案。

2. 实践操作：通过选用合适的硬件平台，进行系统搭建、驱动开发、应用程序开发和系统调试等实际操作过程，不断优化和完善系统的性能和功能。