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基于6LoWPAN的智能家居网关研究与实现
资料介绍
随着科技的发展和社会的进步，人们对居住环境和生活质量的要求也逐渐提高，个人电脑和互联网的出现改变了人们的生活方式，各种家电设备也在朝数字化、智能化、网络化方向发展，智能家居逐渐成了一个研究的热点领域。智能家居网关作为智能家居系统的核心部分，即负责与家庭内部智能设备的通信，又负责与外部互联网的连通，并为家庭内部网络与外部网络的信息交互提供转换功能，同时为远程管理控制家庭内部设备提供统一的交互界面。
本文先介绍了智能家居网关的研究背景、研究意义，然后根据网关的基本功能需要提出了双芯片结构的智能家居网关总体设计方案，最后基于6LoWPAN完成了网关的设计和实现。本文的研究重点有三个方面:网关连接家居设备和外部网络的技术、双芯片结构的网关内部IPv6通信机制、网关数据管理服务。
(1)网关连接家居设备和外部网络技术。网关内部网络采用6LoWPAN技术与家居设备节点通信，外部网络通过以太网连入互联网，本文先研究了6LoWPAN协议，然后结合开源无线传感网操作系统Contiki系统，在昂宝公司的8051单片机上实现了Contiki系统的移植，并为网关与家居设备节点间的通信设计了应用协议，包括加网离网管理，数据通信格式。网关外部网络采用了开源路由器系统OpenWrt系统，本文先分析了其原理，然后移植到了tiny6410开发板上，至此网关具备了家用路由器的功能。
(2)双芯片结构的网关内部IPv6通信机制。本文网关采用了双芯片结构，网关节点模块用来处理家居内部网络的通信，网关主模块用来处理外部网络的通信，两个模块间通过串口连接，网关主模块采用linux中虚拟网卡技术，通过SLIP协议在两个模块间传输IPv6数据报文，由于家居设备采用了6LoWPAN协议，所以网关与家居设备可直接通过IPv6协议通信而不需要协议转换，这是6LoWPAN的优势所在。
(3)网关数据管理服务。为实现统一管理家居设备，本文基于第三方物联网云存储服务器yeelink，在网关主模块上设计了数据监视程序和控制命令接收程序。数据监视程序负责将家居设备的数据通过http请求上传到yeelink服务器，并采用linux的cron工具周期执行上传任务，用户通过浏览器或官方提供的移动端APP程序可远程...
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