智能主機(jī)網(wǎng)關(guān)是智能家居系統(tǒng)的核心，是智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，今天小編就為大家介紹一下基于WiFi的智能主機(jī)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)方案。

門鎖網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)組成

在整個(gè)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)的原則是“以人為本”，即在智能化的設(shè)計(jì)過程中，始終從用戶的角度出發(fā)，做到系統(tǒng)功能滿足要求、系統(tǒng)穩(wěn)定以及操作符合用戶習(xí)慣等。

該系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別為智能終端、門鎖網(wǎng)關(guān)及家庭數(shù)據(jù)采集與家電控制。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可以分為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和家庭外部網(wǎng)絡(luò)兩部分。

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)由ZigBee模塊和WiFi無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，主要提供本地用戶對智能家居控制系統(tǒng)的訪問與控制;

家庭外部網(wǎng)絡(luò)則通過路由器連接外部Internet，以提供遠(yuǎn)程用戶對智能家居控制系統(tǒng)的訪問與控制。

進(jìn)行智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是將包含的各功能子系統(tǒng)進(jìn)行整合集成，門鎖網(wǎng)關(guān)集成如圖所示：

智能終端為智能手機(jī)及平板電腦等設(shè)備，本設(shè)計(jì)為了保證通信的穩(wěn)定和方便采用了兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，分別為WiFi通信和以太網(wǎng)通信。WiFi無線通信免去了布線復(fù)雜的問題，本地用戶可以通過WiFi和以太網(wǎng)的通信方式接入到門鎖網(wǎng)關(guān)中，以實(shí)現(xiàn)對家居系統(tǒng)的控制。

門鎖網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

經(jīng)過對智能家居控制系統(tǒng)方案的選擇及技術(shù)手段的選定，下圖所示為智能家居系統(tǒng)總體控制框圖：

硬件組成部分

電源部分：電源部分是為整個(gè)智能家居控制系統(tǒng)供電，因此是硬件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)關(guān)采用USB供電。

核心板設(shè)計(jì)：核心處理模塊是整個(gè)智能家居控制系統(tǒng)的核心，本設(shè)計(jì)采用嵌入式ARM-STM32F103C8芯片，首先繪制其最小系統(tǒng)原理圖，PCB板制作成雙層板。其主要完成以下工作：接受各個(gè)功能子模塊所采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對分析結(jié)果和客戶所需要實(shí)現(xiàn)的功能，然后發(fā)送指令對家電設(shè)備進(jìn)行控制;并以嵌入式系統(tǒng)設(shè)定網(wǎng)關(guān)，對通過網(wǎng)絡(luò)訪問家電設(shè)備時(shí)提供安全機(jī)制保障。

功能子模塊：功能子模塊以核心處理模塊為核心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的特定功能，比如：室內(nèi)溫度及氣體的采集、家電遠(yuǎn)程控制等。每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)功能都是由核心處理模塊來發(fā)送指令。

軟件組成部分

要實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)功能，光搭建硬件平臺(tái)是不夠的，還需要編寫相應(yīng)的軟件程序使系統(tǒng)正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能家居。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法，以μC/OS-Ⅱ作為軟件平臺(tái)，采用模塊化設(shè)計(jì)，具有良好的可移植性。有了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的支持，所有用戶的任務(wù)可以并行運(yùn)行，應(yīng)用程序的編寫更加簡易。

各模塊分為不同的程序?qū)?，共分為三個(gè)程序集合。內(nèi)層是μC/OS-Ⅱ內(nèi)核，承擔(dān)內(nèi)存管理、任務(wù)通信、延時(shí)處理和任務(wù)調(diào)度等方面的工作;中間層移植和編寫各部分通信協(xié)議和底層接口芯片的驅(qū)動(dòng)程序;程序設(shè)計(jì)的最外層的程序集合為硬件接口層，它不是實(shí)際的軟件層，并不做軟件編寫工作。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)建立在這幾個(gè)層次上，為用戶提供相應(yīng)的功能調(diào)用。軟件的首要工作是操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植，其次是芯片驅(qū)動(dòng)程序的編寫，最后才是應(yīng)用軟件的編寫。

以上就是智能家居主機(jī)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)過程，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/p>

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