嵌入式智能家庭网关的研究与设计

时间：07-13 来源：微计算机信息点击：

3 软件设计

家庭网关是为家庭智能网络服务的，由于家庭网络本身的复杂性（网络种类多，终端种类多等），嵌入式网关的软件设计也要考虑诸多因素。图3是软件设计体系结构。

图3 软件体系结构

该系统是一个三层系统，不同层次协同工作，各层之间通过不同的协议进行信息交互。为了适应复杂的网络环境，该系统采用了以监控软件+应用服务器+现场总线为主，以浏览器+WEB Server+CGI为辅的双技术体系。该3层系统中客户子系统用来运行提供用户接口和前端处理的应用程序（即浏览器和监控软件）。中间层子系统的宿主既是家庭网关，它包括应用服务器和Web服务器用于发布信息和数据及指令的传达，另外它还包含数据库服务器提供可供客户机使用的各种资源和服务。现场控制系统是最终执行控制指令、实现控制目标和性能指标的执行机构。

在本文的三层软件体系结构中，发出数据库查询的应用可以驻留在数据库以外的任何机器上，客户子系统不论处于何地，只要能够通过网络与数据库服务器进行通讯，就可以发出查询并检索结果。如果在家庭网络内部进行查询，仅仅从本地数据库中进行检索并返回结果即可。如果在家庭网络外部进行查询那么必须通过虚拟数据库，找到目标站点及节点，由虚拟数据库发送传送参数指令，现场控制系统接到指令后进行检索，并返回查询结果给虚拟数据库最后显示在用户监控界面中。当用户发出控制指令时，无论是在家庭网络内部还是外部，控制指令都可以通过不同的网络协议可靠地到达被控对象并完成相应的操作，最后把执行结果（成功或者失败）返回给指令的发出者。在一般的C/S概念中，客户端是廉价的个人PC，服务器是价格昂贵、功能强大的专用Server。但对于本系统来讲，嵌入式家庭网关是应用服务器和Web服务器的宿主，而嵌入式系统本身资源有限，所以在事物处理时不应将过多的任务分配给服务器，避免因服务器负担过重而使整个网络性能下降，要充分发挥客户端计算机的作用，合理分配网络资源，提高数据处理的效率。

4 结语

本文首次将监控软件+应用服务器+现场总线以及浏览器+WEB Server+CGI两种技术融合到智能家庭网关产品中，较好的解决了传统产品的缺陷。通过本系统在实际家庭智能网络中的运行表明，该系统达到了设计初期的各项要求,能够通过Internet实时控制系统中的智能家电并精确的获取家电状态信息。相信在未来的信息家电、智能小区[7]等领域嵌入式智能家庭网关将得到广泛的应用。