基于ARM的嵌入式家庭网关的设计与实现

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高科技产品开始不断走进日常生活之中,家庭信息化将成为必然趋势。家庭信息化就是通过一种设备将家庭中所有家用电器及电子设备连接至一起,形成一个智能化的家庭网络,这样就可以通过互联网访问控制家庭电器设备。目前家庭中正是缺少这种设备(嵌入式家庭网关),使得家电设备无法形成智能化的家庭网络。嵌入式家庭网关是组成家庭网络,实现各种家电设备互联的核心设备和平台。嵌入式家庭网关主要特点是,面向特定应用,对安全性、可靠性要求高,以及成本低等。目前国内外已经研发出多种家庭网关,但成本较高,不适合一般家庭使用。同时采用文件方式对数据进行处理,使得数据容易被修改,删除,替换等,数据安全性得不到保障。基于上述情况,本文介绍了一种新的基于ARM-Linux开发平台,低成本安全性高的家庭网关设计方案。本设计中使用ARM和Linux作为家庭网关软硬件平台,采用嵌入式数据库进行家庭网关数据管理,提高数据安全性。同时介绍一种基于nRF24L01的无线家庭网络组建方案。本文围绕如何实现低成本高性能的嵌入式家庭网关,对设计过程中的关键问题展开研究。首先对嵌入式系统及嵌入式家庭网关研究背景、现状、发展趋势进行分析,阐述本文的研究意义。其次,搭建家庭网关开发平台,包括设计家庭网关硬件及软件开发平台。对其核心硬件进行研究,设计家庭网关硬件电路;对U-Boot, Linux等进行研究,搭建软件开发平台,包括Linux操作系统移植,以及根文件系统的制作。再次,设计嵌入式家庭网关软件。对嵌入式网络服务器BOA、CGI以及嵌入式数据库SQLite展开研究,实现家庭网关功能。最后测试嵌入式家庭网关的功能,对本文设计的嵌入式家庭网关进行分析,并介绍今后下一步的研究工作。
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