面向物联网智能家居网关的设计与实现

摘要

本文介绍了一款基于STM32单片机、DM9000以太网控制器和LwIP协议栈的智能家居网关通信系统的设计。该系统设计主要用于检测家中各类传感器的工作状态,当家中出现危险状况时系统能够自主控制并解除家中危险,并且将传感器检测到的实时数据上报给用户,实现用户对家中电器的控制。硬件方面,该系统由供电模块、时钟模块、SWD仿真模块、SRAM模块、按键模块、报警模块、网络通信模块、USB转串口模块等组成。该网关系统的主控芯片采用功能强大、价格低廉、基于RAM32位CortexTM-M3的STM32F103ZET6,它主要负责对家居环境参数的检测、智能控制;网络通信模块采用DM9000作为主控芯片,由时钟电路、RJ45网络变压器组成,该芯片主要实现TCP/IP协议中的PHY和MAC层。软件方面,智能家居网关采用Keil开发环境,采用LwIP网络协议栈为运行环境,结合C语言共同完成网络通信的软件控制工作。Keil开发环境用来编辑程序、编译程序、烧录程序以及调试程序;LwIP协议栈短小精悍,小型轻量,可以实现无操作系统运行,并且LwIP协议栈对主控芯片的资源占用很少,适合在低端嵌入式设备中使用。