数字家庭网络环境下的远程控制系统设计与实现

摘要

本论文主要论述了数字家庭远程控制系统的设计与实现及其在数字家庭中的应用场景和意义。本文首先介绍了数字家庭的发展现状以及我们对数字家庭的理解和提出的整体解决方案，然后介绍了解决方案中数字家庭服务平台和数字家庭智能终端(D-Box)的概念和意义，从而引出了远程控制系统的概念和意义，最后重点介绍了远程控制系统的设计与实现。这一部分从设计思路和技术选型入手说明了如此设计的原因，从而得出了系统的总体结构，然后介绍了实现远程控制系统所需要的相关技术和理论，最后介绍了远程控制系统的各个模块以及数字家庭服务平台与远程控制系统的结合。
　　 数字家庭远程控制系统所要解决的问题是IP协议下任意子网中两点之间通信的问题。IP网络被划分为很多子网，然后由子网组成更大的网络。拥有公共IP的计算机可以被所有计算机访问，而只有私有IP的计算机只能通过NAT转换访问拥有公共IP的计算机，且不能直接被局域网之外的计算机访问(除非做了NAT映射)。远程控制系统利用直接连接、NAT穿透和转发三种方式，在不修改网络设备(路由器和防火墙等)设置的基础上，解决任意子网中两点间通信的问题。系统由远程控制服务器和通信客户端组成，通信客户端包括两类：访问控制程序和D-Box。为远程控制服务器设计的CIO库采用了自Linux2.6内核推出的epoll I/O模型，为的是尽量最大化单机的吞吐率和伸缩性。
　　 数字家庭远程控制系统在数字家庭实验性应用环境中取得了很好的使用效果，且运行稳定，基本实现了设计目标，但如果要转入实际应用，还需要考虑通信安全和搭建远程控制服务器集群的问题。