基于ARM7的嵌入式系统在智能家庭网络网关中的应用以及嵌入式ucLinux的研究

摘要

本文研究了作为家庭网络核心的家庭网关,在嵌入式芯片及嵌入式系统上的实现方案.文中提出了智能家庭网关的整体设计方案(包括硬件和软件),对家庭内部网络(local net)的各个接口进行了设计.课题研究基于嵌入式上的ucLinux系统,故其中在系统方面重点研究了ucLinux的运行机制,分析了ucLinux在s3c4510b芯片上的启动过程,进行了在芯片上bootloader方案的设计和分析.在家庭网关的监控服务实现方面,重点研究了用Browser十WEB Server十CGI和监控软件十应用服务器十通信接口驱动两种技术共同实现用户对家庭网络的监控.设计采用了DCPDU等多种协议,以及完成了在目前条件下监控软件十应用服务器十现场总线技术的基础工作.

目录

摘要

Abstract

关键词

引言

第一章绪论

1.1现代智能家居系统的背景

1.2现代家庭网络的构成

1.3家庭网关

1.4几种嵌入式操作系统的比较

1.5本章小结

第二章网关主要接口通信理论

2.1 X10传输技术

2.1.1背景

2.1.2 X-10技术传输理论

2.2 GSM SMS背景及相关原理

2.2.1 GSM、SMS和GSM调制解调器的出现和应用

2.2.2 SMS业务原理及相关协议

第三章系统的方案设计及其实现

3.1智能家庭网络模型

3.2系统硬件方案

3.3 X10系统及其与网关的连接

3.4 RF(射频)接收口

3.5 GSM接口

3.6 LCD接口和键盘接口

3.7三表自动抄表接口方案

3.7.1自动抄表系统的基本原理

3.7.2自动抄表接口驱动设计方案

3.8系统监控软件方案

3.9本章小结

第四章嵌入式系统的硬件背景

4.1嵌入式系统的定义

4.2嵌入式系统的构成和特点

4.3 ARM体系结构

4.3.1ARM核系列的特性

4.3.2ARM7TDMI核的主要技术及特点

4.3.3ARM对代码编写的要求

4.4 Samsung4510b的硬件细节

4.5本章小结

第五章基于嵌入式的ucLinux的研究

5.1标准Linux的运行机制

5.1.1标准Linux的启动机制

5.1.2标准Linux的内存管理(MMU)机制

5.1.3标准Linux的进程管理简述

5.2嵌入式Linux研究

5.2.1嵌入式Linux与标准Linux的差异及特点

5.2.2嵌入式Linux的文件系统及硬件相关

5.2.3嵌入式Linux的构成

5.3ucLinux的运行机制研究

5.3.1 ucLinux的NOMMU特殊处理

5.3.2 ucLinux的裁减

5.3.3 ucLinux的进程管理

5.3.4 ucLinux的其他小型化措施

5.3.5 ucLinux的网络接口系统

5.3.6 ucLinux进程通信子系统

5.3.7 ucLinux的多进程处理

5.3.8 ucLinux在s3c4510b上启动过程的研究

第六章家庭网关监控服务解决方案

6.1监控程序设计方案

6.1.1 Browser-web-cgi实现方案

6.1.2串口通信

6.1.3 CGI编程

6.2 Socket编程

6.3对家庭网络节点——家电的控制服务

6.3.1智能节点信息注册系统

6.3.2智能节点查询系统

6.3.3智能节点控制系统

第七章总结和展望

致谢

参考文献