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EIB家庭网关的研究与设计

作　者: 张洪梅
导　师: 赵海
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 智能家庭网络系统 KNX/EIB 外部消息接口物理外部接口
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 16次
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内容摘要

信息技术飞速发展,社会不断进步,人们对智能化和节能家用电器的需求日益凸现,智能家庭网络系统应运而生。智能家庭网络技术综合了操作系统、Internet接入、微电子等多门学科,使家用电器构成一个协同工作和方便管理的网络。家庭网关是智能家庭网络的关键设备,是家庭网络设备与Internet沟通的桥梁。本文选取在欧洲占主导地位的KNX/EIB系统作为研究对象,在深刻剖析外部通讯机制的基础上,提出基于PC和嵌入式的EIB设备Internet接入的两种方案。在智能家庭网络的发展成为社会潮流的趋势下,进行全面而具有开拓性的工作,为行业的发展积累经验,提供新的思路和方法。针对以上目标,本文首先结合设备服务主动化趋势阐述了家庭网关的发展现状,并采用UML语言对EIB网关建模,然后从以下几个方面对EIB网关进行系统的研究：以外部消息接口和物理外部接口为重点,深刻剖析了KNX/EIB协议外部通讯机制,提出以EMI和PEI 16为软硬件通讯协议的外部应用通讯方案,为EIB网关的研究与设计提供了理论基础。设计了基于i386架构的EIB网关模块,提供了KNX/EIB,总线设备的远程监控的PC接入方案。EIB网关在KNX/EIB总线上主要是协议转换单元和监控模块,该模块结合Linux和KNX/EIB的优点,具有良好的网络特性和稳定性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景  10-18
    1.1.1 宽带路由器(家庭网关)  10-15
      1.1.1.1 目前产业状况  10
      1.1.1.2 目前使用的终端设备  10-13
      1.1.1.3 家庭网络设备协议  13-15
      1.1.1.4 家庭网关设备发展展望  15
    1.1.2 设备服务主动化  15-17
    l.1.3 嵌入式操作系统  17-18
  1.2 研究家庭网关的实际意义  18-19
  1.3 论文框架  19-20
第2章 EIB网关建模  20-28
  2.1 UML(统一建模语言)概述  20-21
  2.2 静态视图建模  21-22
  2.3 动态视图建模  22-27
    2.3.1 个案分析  22-23
    2.3.2 用例视图建模  23-24
    2.3.3 状态机视图建模  24-26
    2.3.4 序列图建模  26-27
  2.4 小结  27-28
第3章 KNX/EIB协议外部通讯机制  28-42
  3.1 外部消息接口  28-33
    3.1.1 层访问管理  28-32
      3.1.1.1 协议层接口  28-29
      3.1.1.2 BAU应用程序模式  29
      3.1.1.3 EMI1的协议层访问  29-30
      3.1.1.4 EMI2的协议层访问  30-32
    3.1.2 应用接口层  32-33
      3.1.2.1 对象模型  32
      3.1.2.2 组对象服务器  32-33
      3.1.2.3 接口对象服务器  33
  3.2 物理外部接口  33-40
    3.2.1 概述  33-35
    3.2.2 串行PEI通讯  35-40
      3.2.2.1 PEI 16协议的设计  36-38
      3.2.2.2 FT 1.2协议  38-40
  3.3 小结  40-42
第4章在i386框架下设计EIB网关  42-64
  4.1 硬件设计  42-44
  4.2 软件设计  44-63
    4.2.1 应用程序设计  44-48
      4.2.1.1 总线服务函数  44-45
      4.2.1.2 外部应用程序与设备通讯  45-46
      4.2.1.3 网络处理单元  46-48
    4.2.2 i386架构下PEI 16设备驱动  48-63
      4.2.2.1 内核编程  48
      4.2.2.2 应用程序接口  48-50
      4.2.2.3 与硬件通讯  50-51
      4.2.2.4 时间控制  51-52
      4.2.2.5 时间冲突与互斥  52-53
      4.2.2.6 硬件驱动的设计  53-63
  4.4. 小结  63-64
第5章研究总结及未来发展方向展望  64-66
  5.1 研究项目总结  64
  5.2 展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70

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