打造一款神奇的智能家庭网关，完整系统解决方案

家庭网关是将计算机互联网与自主构建的家庭网络连接在一起的智能网络。它能够实现家庭终端的统一智能化管理，用户只需通过GUI界面进行简单的操作就能实时调取家电的工作状态信息，并能控制家庭终端；同时智能家庭网关还有自动控制功能，能够处理一些无需人工操作的工作。

项目研究目的如下

要实现的基本功能为：

通过外部网访问家庭网关，可以远程控制家庭终端设备。

智能家庭网关有一定的自主处理能力，可以自动控制一些无需人工干预的终端设备的操作。

预期在项目之后可扩展实现的功能为：

制作成功简易低成本的智能家庭网关产品，网关包括嵌入式操作系统，界面友好，可以作为所有外部网接入到家庭网的物理接口。

智能家庭网关为家庭内部的设备分配内部专用的唯一的IP地址，并且具有路由功能和网络地址翻译(NAT)功能。

智能家庭网关可以在家庭网络内部传输音频、视频流，支持视频点播（VOD），视频共享等，营造友好舒适的多媒体环境。

加入无线控制模块，各种终端设备无需使用传输线与网关相连，而是采用无线控制，增强灵活性。

项目研究意义

家庭网关在家庭网络中扮演着重要角色，借助现有的计算机网络技术，将家庭内部各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。在家电控制方面，用户可以根据自己的需求来配置家电，从而方便地对家电进行远程控制；在视频监控方面，通过远程调取安装在家里的监控设备所拍摄到的视频信息，用户可以及时清楚地了解家里的情况，一旦出现异常情况，及时报警；在多媒体接入方面，通过家庭数字机顶盒，用户不仅可以观看到高清的数字节目，还可以互动点播节目和浏览网页，真正实现多媒体在家庭中的应用；在信息服务方面，通过将智能家庭网络与其他网络系统互连，用户可以及时得到诸如商品售后、健康等方面的服务。家庭网关已成为人们日常生活中不可缺少的一部分，因此，对低成本、安全性好、可靠性高的家庭网关进行研究，具有重要的意义。

项目应用前景和学术价值

随着人们生活质量的提高，家庭内部的电子产品越来越多，采用智能家庭网关进行集中控制管理，将给人们的生活带来极大的方便。因此，家庭网关的应用将会是大量的。以前家庭内部出现的小型网络路由器的功能有限，其应用是在家庭内多个PC同时共享一个宽带网络接入。它只能控制PC终端，对于其他如冰箱、空调等家电就无能为力了。智能家庭网关则不仅能够提供宽带接入，而且可以控制管理家庭内部的各种电器。例如，在网络应用方面，家中的小孩可以接入Web来学习学校的课程，同时另外一个家庭成员可以进行网上购物。多个人可以同时进行网络操作，而不需要等待其他人完成操作；在多媒体应用方面，家庭网关不仅管理高速Internet的接入，而且对日益丰富的多媒体应用，如视频点播(VOD)，视频共享，混合视频和音频信息流的可视电话，以及其它交互形式的娱乐服务，如网络游戏等提供更加人性化的管理服务；此外，在家庭电子终端的控制管理方面，家庭网关可以智能化控制家电，视频监控家庭情况，与小区物业联网便于接收即时服务信息，智能化抄写电表、水表等，为日常生活提供极大的便利。因此，其应用前景将是十分广泛的。

智能家庭网关的研究在我国正在逐步走向成熟，但相对国外来说，在这方面还是比较落后。具体体现在技术设备落后，制造成本较高。目前很多家庭网关产品是采用PC机作为服务器或以单片机作为核心芯片的技术方案，功耗及成本较高，而且灵活性不够。通过设计低成本、安全和可靠的智能家庭网关，参与目前家庭网关的研究发展讨论，熟悉和掌握UDP协议内容、数据的加解密算法、网络地址转化（NAT）以及GUI用户交互式界面的设计，真正理解整个家庭网关的工作流程，也可以为其他设计者及厂商提供一些技术借鉴。

现有研究基础、条件

项目研发的技术基础：

①UDP协议是主要传输协议之一。采用改进的UDP协议，一定程度上提高数据传输可靠性，满足智能家庭网关的传输需要；

②数据加解密算法采用RC4算法，可以有效提高数据信息的安全性；

③运用网络地址转化(NAT)可以将内网地址与外网地址进行转化，使得家庭网关成为连接计算机互联网和家庭内部网络的桥梁；

④GUI界面的设计，使得用户操作简单、明了、方便。

(2)项目团队的工作基础

①C、C++语言的熟练掌握，有一定嵌入式的开发经验；

②在UDP传输协议方面有一定的基础。

研究目标

在项目预期时限内，完成智能家庭网关基