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家庭智能网关系统解决方案

2017-05-08 11:12:10

来源：小清

发布者：智家网

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　　家庭智能网关在人们的日常生活中发挥着重要作用，其借助现有的计算机网络技术，联动家中各种智能设备，为人们带来各种多样化、个性化的服务。下面，小编就为大家介绍一下家庭智能网关系统解决方案。

家庭智能网关系统解决方案采取的研究方法、技术路线

　　本次家庭智能网关系统解决方案采取的是基于改进UDP协议的智能家庭网关技术方案，采用单片机PIC来控制以太网模块，无需操作系统支持，以适合项目预期及低成本、低功耗、实时性好、扩展性强的要求。

　　项目基本功能的实现是在两个主要控制芯片PIC单片机和Ethernet网络接口，采用改进的U+DP协议，完成大部分的控制信息的传输。

家庭智能网关系统解决方案项目硬件设计

　　单片机PIC主要负责对Etnernet网络接口进行读写及复位控制。

　　Ethernet是一个高度集成的以太网芯片，能简单的实现即插即用并兼容NE2000、掉电等特性。它将封装好的以太网帧进行处理并通过网络接口和双绞线进行传输。

　　Ethernet有复位及读写控制管脚，需要通过相应的地址端口和数据端口对Ethernet中的寄存器进行配置，实现网络数据的发送和接收。在实际硬件连接中，将P0.8-P0.12作为地址端口，P0.16-P0.23作为数据端口，P0.7作为复位引脚对RTL8019进行复位，P0.13作为读引脚控制以太网模块从相应数据端口读数据，P0.14作为写引脚控制以太网模块往相应数据端口写数据。

家庭智能网关系统解决方案项目软件设计

　　软件的设计是在Agilent公司的ADS1.2开发环境下进行的。最重要的部分就是完成UDP包的发送、处理及接收。

　　操作类型占用1个字节，00h代表初始化建立握手请求，01h代表初始化建立握手应答，02h代表发送请求，03h代表发送响应，其他值默认保留。操作对象占用2个字节，在服务器端，它接收到的UDP数据报内容中的操作对象即为对应客户端的端口号;在客户端，它接收到的UDP数据报内容中的操作对象则为自身的端口号。操作内容即为具体的实现操作，占用40个字节。

　　针对数据内容的安全性问题，采用了RC4算法对数据内容进行加密解密。它是一个可变密钥长度、面向字节操作的流密码，其基本思想为：首先初始化一个长度为256的S数组：依次对S【0】，S【1】，…，S【255】赋0到255的8位数值，输入可变长度密钥，根据密钥内容及长度建立临时数组T。然后根据数组T的内容置换S数组;最后将S数组按一定的方式转化成密钥流q。在发送端，依据密钥流q对原始数据“data”进行异或，即加密。在接收端，输入与发送端一样的密钥，运用和发送端同样的算法生成相同的密钥流对已加密的数据“datam”进行异或，即完成数据解密。

　　数据包的解析过程是封装的逆过程，系统接收到以太网数据帧后，首先检验它的校验和，如果校验和出现错误就丢弃该数据包，命令发送方重新发送。否则继续判断数据包的类型，确定是IP数据报后，根据数据报的格式进行进一步检验，最后再经过一次拆包获取UDP数据报的内容来决定下一步的工作，并发送一个确认数据包。

　　以上就是家庭智能网关系统解决方案的相关内容，希望能够帮助到大家。