智能网关适配技术的研究与应用

摘要

智能网关是智能家居系统中的管理中心，网关服务软件通常通过分层设计，将每种通信协议的处理统一集中在业务逻辑的下层。但由于设备协议的多样性，实现同样功能但使用不同协议的设备所提供接口的不一致性给上层逻辑开发带来开发复杂度，使通信协议层与业务逻辑层耦合度加大；另外，由于智能家居系统具有动态性特点，其需求空间不断变化，周边设备随用户的需要而随时开启和关闭，这要求其服务的运行状态也随环境变化而动态调整。传统的智能家居服务软件并不能很好适应这一系统特性，且动态性无法在服务逻辑中很好地进行表达和管理，给服务逻辑添加了额外的负担，使其丧失了可重用性，增加了其开发复杂度。
　　为解决上述问题，本文提出一种适用于智能家居系统特点的网关服务软件体系结构，通过设计适配器构件和抽象数据类型封装通信协议的多样性和复杂性，从而向上层服务提供外围设备的抽象表示和功能接口；设计适配器构件相关管理单元，由系统根据外围设备实时状态对适配器构件实例进行创建与注销工作，上层服务无需关注和处理设备开启或关闭，从而只需专注于业务逻辑实现。另一方面，基于动态软件产品线和特征模型提出动态配置技术，根据外围设备特点，智能启动或关闭服务，从而根据不断变化的需求空间对智能家居系统动态重构。
　　适配器构件和抽象数据类型有效解除了服务和底层协议的耦合，外围设备的智能化注册、注销和系统的动态重构提高了服务的可重用性，降低其开发复杂度。实验证明，基于本文提出的技术可有效提高智能家居系统的开发效率、可扩展性和健壮性。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外相关研究现状

1.3 论文的主要工作

1.4 论文组织结构

第2章 智能家居系统分析

2.1 智能家居需求及应用场景

2.2 常用无线通信技术

2.3智能家居系统组成

2.4 本章小结

第3章 服务软件适配层分析与设计

3.1 体系结构概述

3.2 网关服务软件体系结构

3.3 服务器层

3.4 多路分解层

3.5 适配器层

3.6 本章小结

第4章 动态配置技术

4.1 动态配置技术

4.2 服务上下文与服务间通信

4.3 本章小结

第5章 工作流程及服务实例分析

5.1 工作流程分析

5.2 服务设计实例

5.3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间主要成果

附录B 攻读学位期间所参与的项目