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基于IPv6的信息家电远程控制系统的设计与实现

胡元晖  
【摘要】:随着嵌入式以及信息网络技术的迅速发展,物联网应用优势凸显。作为物联网的应用之一,智能家居的概念也逐渐进入了人们的生活。所谓智能家居,是以当前的住宅为基础构建对智能的家庭设施与家庭日常事务进行管理的系统,它可以为人们提供一个更为舒适、友好的居住环境。本文提出了一种通过远程控制信息家电的方式来实现智能家居的方法。 信息家电(Information Appliance)是指将网络通信技术和微型的操作系统加入到日常的家用电器之中,使之具有网络连接功能和实时处理信息的能力的家用电器。随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式芯片的体积微型化,价格低廉化,在家电产品中内置各种嵌入式芯片和处理器,可以使家电设备具有网络接入和处理信息的能力。信息家电系统将各个智能化的信息家电接入到网络中,并采用相应的控制系统使用户可以对他们进行实时控制。在整个信息家电系统中,控制系统是最为关键的部分。它发挥着两方面的作用:一方面,它是家庭内部的信息家电的与用户进行信息交互的统一接口,它负责接收来自用户的需求命令并将处理后的结果返回给用户。另一方面,它负责对信息家电的统一管理,将命令经过处理后传输给各家电控制模块,并采集家电状态信息返回。 IPv6是继IPv4之后的下一代Internet协议,随着IPv4地址的濒临枯竭,IPv6的实施成为必然。相较于IPv4,IPv6有着2128个地址空间,同时,在可移动及安全性方面也存在着优势。IPv6所能提供的巨大的地址空间使得家庭中的每个家电都可以获得一个IP地址。因此,将IPv6应用到信息家电系统中,既是时代的需求,也是信息家电系统得到发展的一个良好契机。 本文重点研究了基于IPv6的远程控制系统的设计及实现方法:首先,硬件平台采用32位的ARM9嵌入式微处理器S3C2410,然后向上面移植能够很好支持IPv6的嵌入式操作系统内核linux-2.6.39及嵌入式WEB服务器Boa,再在其上开发应用程序,就构建了一个Browser+Webserver (Boa)+CGI程序的信息家电网络控制系统。论文首先对IPv6协议进行了详细分析。其次详细阐述了系统开发环境的构建过程,包括主机和目标板的配置、交叉编译环境的安装、虚拟环境下Linux系统的安装以及相关服务的配置。然后阐明了远程家电控制系统的总体设计方案及软硬件的实现方法。最后构建了一个IPv6的测试网络,对整个信息家电控制系统进行了联网测试。测试的结果表明系统可以稳定有效地运行。


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