智能家居系统嵌入式网关设计详述

　　智能家居系统基本任务之一，就是能够通过Internet网络对各类电器实现操作控制。由于主要家居电器本身就由220V供电，因此利用电力线 实现设备监控是一种非常有效的方式。面向服务于智能家居系统的嵌入式网关设计，着重阐述了设计思路、芯片选型，以及电力线通信模块及其协议设计等关键技 术，并实现了以太网到电力线协议转换的软硬件设计。基于Internet网络，对连接于电力线的多类家用电器进行实际测试，结果表明系统运行稳定，监控功 能可靠，相关技术具有很好的实用价值。

　　智能家居系统，既涉及到家庭中各种高端信息设备的互联互通，也涉及到对家庭中各种照明、安防、电 器和基础设施之间的联网以及相互间的自动控制，最终为用户提供一种安全、舒适且方便的智能化和信息化生活空间。其一个基本的功能要求就是能通过电话线或因 特网实现对各种家用设备（如空调、热水器）的远程使用和操作控制。

　　“智能家居系统嵌入式网关设计”必须立足于满足需求，选择最佳技术方案，以自主技术为基础，充分考虑国内外家庭网络目前的发展现状和已有的标准（或规范） ，开发具有自主知识产权的家庭网络及其产品，并构筑安全、可靠且实用的家庭局域网络。

　系统整体设计

　　家庭网关是智能家居系统的核心部分，各个不同协议子网之间的互联和信息共享都需要通过网关进行，而且网关还负责家庭局域网接入Internet。为适用 于普通的家庭用户，网关一般设计为嵌入式设备，并采用TCP/IP技术和高性能微处理器实现。家庭嵌入式网关应该能够实现CAN现场总线、Zigbee无 线通信和电力线载波等多种通信协议，同时具有Internet、GPRS和GSM等多类接口，以支持各类数据的传输。用户可通过有线和无线的以太网，以及 通过手机短信等多种方式，实现授权行为下的*浏览和家庭智能设备控制。

　　如冰箱、空调、微波炉、洗衣机和热水器等主要家居电器一般都需要 220v市电供电，即这类设备本身就接在电力线上，因此不必再用CAN总线或Zigbee无线通信的方式进行监控，而是直接采用电力线载波数据针对上述设 备进行传输监控，就是一种比较好的方式。鉴于一个完整的智能家居系统嵌入式网关，其功能一般也非常复杂，因此本设计主要致力于实现嵌入式网关的对外 Internet接口部分，以及嵌入式网关的对内接口部分，即电力线载波通信模块的硬件设计及软件实现，同时预留CAN接口以及串行接口，以便将来升级网 关功能，使其支持经过CAN总线通信的三表设备，以及经过Zigbee通信的低功耗传感器设备。