家庭智能網(wǎng)關(guān)在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用，其借助現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，聯(lián)動家中各種智能設(shè)備，為人們帶來各種多樣化、個性化的服務(wù)。下面，小編就為大家介紹一下家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案。

家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案采取的研究方法、技術(shù)路線

本次家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案采取的是基于改進(jìn)UDP協(xié)議的智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)方案，采用單片機(jī)PIC來控制以太網(wǎng)模塊，無需操作系統(tǒng)支持，以適合項(xiàng)目預(yù)期及低成本、低功耗、實(shí)時性好、擴(kuò)展性強(qiáng)的要求。

項(xiàng)目基本功能的實(shí)現(xiàn)是在兩個主要控制芯片PIC單片機(jī)和Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口，采用改進(jìn)的U+DP協(xié)議，完成大部分的控制信息的傳輸。

家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案項(xiàng)目硬件設(shè)計(jì)

單片機(jī)PIC主要負(fù)責(zé)對Etnernet網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行讀寫及復(fù)位控制。

Ethernet是一個高度集成的以太網(wǎng)芯片，能簡單的實(shí)現(xiàn)即插即用并兼容NE2000、掉電等特性。它將封裝好的以太網(wǎng)幀進(jìn)行處理并通過網(wǎng)絡(luò)接口和雙絞線進(jìn)行傳輸。

Ethernet有復(fù)位及讀寫控制管腳，需要通過相應(yīng)的地址端口和數(shù)據(jù)端口對Ethernet中的寄存器進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在實(shí)際硬件連接中，將P0.8-P0.12作為地址端口，P0.16-P0.23作為數(shù)據(jù)端口，P0.7作為復(fù)位引腳對RTL8019進(jìn)行復(fù)位，P0.13作為讀引腳控制以太網(wǎng)模塊從相應(yīng)數(shù)據(jù)端口讀數(shù)據(jù)，P0.14作為寫引腳控制以太網(wǎng)模塊往相應(yīng)數(shù)據(jù)端口寫數(shù)據(jù)。

家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)

軟件的設(shè)計(jì)是在Agilent公司的ADS1.2開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行的。最重要的部分就是完成UDP包的發(fā)送、處理及接收。

操作類型占用1個字節(jié)，00h代表初始化建立握手請求，01h代表初始化建立握手應(yīng)答，02h代表發(fā)送請求，03h代表發(fā)送響應(yīng)，其他值默認(rèn)保留。操作對象占用2個字節(jié)，在服務(wù)器端，它接收到的UDP數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)容中的操作對象即為對應(yīng)客戶端的端口號;在客戶端，它接收到的UDP數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)容中的操作對象則為自身的端口號。操作內(nèi)容即為具體的實(shí)現(xiàn)操作，占用40個字節(jié)。

針對數(shù)據(jù)內(nèi)容的安全性問題，采用了RC4算法對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行加密解密。它是一個可變密鑰長度、面向字節(jié)操作的流密碼，其基本思想為：首先初始化一個長度為256的S數(shù)組：依次對S【0】，S【1】，…，S【255】賦0到255的8位數(shù)值，輸入可變長度密鑰，根據(jù)密鑰內(nèi)容及長度建立臨時數(shù)組T。然后根據(jù)數(shù)組T的內(nèi)容置換S數(shù)組;最后將S數(shù)組按一定的方式轉(zhuǎn)化成密鑰流q。在發(fā)送端，依據(jù)密鑰流q對原始數(shù)據(jù)“data”進(jìn)行異或，即加密。在接收端，輸入與發(fā)送端一樣的密鑰，運(yùn)用和發(fā)送端同樣的算法生成相同的密鑰流對已加密的數(shù)據(jù)“datam”進(jìn)行異或，即完成數(shù)據(jù)解密。

數(shù)據(jù)包的解析過程是封裝的逆過程，系統(tǒng)接收到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀后，首先檢驗(yàn)它的校驗(yàn)和，如果校驗(yàn)和出現(xiàn)錯誤就丟棄該數(shù)據(jù)包，命令發(fā)送方重新發(fā)送。否則繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)包的類型，確定是IP數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的格式進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn)，最后再經(jīng)過一次拆包獲取UDP數(shù)據(jù)報(bào)的內(nèi)容來決定下一步的工作，并發(fā)送一個確認(rèn)數(shù)據(jù)包。

以上就是家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)解決方案的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠幫助到大家。

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文章：智能化家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

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