基于WiFi的智能主机网关设计方案

智能主机网关是智能家居系统的核心，是智能家居系统的关键所在，今天小编就为大家介绍一下基于WiFi的智能主机网关的设计方案。

智能家居网关系统组成

在整个智能家居系统设计过程中，设计的原则是“以人为本”，即在智能化的设计过程中，始终从用户的角度出发，做到系统功能满足要求、系统稳定以及操作符合用户习惯等。

该系统主要由三部分构成，分别为智能终端、智能家居网关及家庭数据采集与家电控制。整个系统网络可以分为家庭内部网络和家庭外部网络两部分。

内部网络由ZigBee模块和WiFi无线通信网络构成，主要提供本地用户对智能家居控制系统的访问与控制;

家庭外部网络则通过路由器连接外部Internet，以提供远程用户对智能家居控制系统的访问与控制。

进行智能家居系统设计的主要任务是将包含的各功能子系统进行整合集成，智能家居网关集成如图所示：

智能终端为智能手机及平板电脑等设备，本设计为了保证通信的稳定和方便采用了两种数据传输方式，分别为WiFi通信和以太网通信。WiFi无线通信免去了布线复杂的问题，本地用户可以通过WiFi和以太网的通信方式接入到智能家居网关中，以实现对家居系统的控制。

智能家居网关设计结构

经过对智能家居控制系统方案的选择及技术手段的选定，下图所示为智能家居系统总体控制框图：

硬件组成部分

电源部分：电源部分是为整个智能家居控制系统供电，因此是硬件设计的重点，整个网关采用USB供电。

核心板设计：核心处理模块是整个智能家居控制系统的核心，本设计采用嵌入式ARM-STM32F103C8芯片，首先绘制其最小系统原理图，PCB板制作成双层板。其主要完成以下工作：接受各个功能子模块所采集的数据信息进行分析，对分析结果和客户所需要实现的功能，然后发送指令对家电设备进行控制;并以嵌入式系统设定网关，对通过网络访问家电设备时提供安全机制保障。

功能子模块：功能子模块以核心处理模块为核心，实现系统所需的特定功能，比如：室内温度及气体的采集、家电远程控制等。每个模块的实现功能都是由核心处理模块来发送指令。

软件组成部分

要实现智能家居系统功能，光搭建硬件平台是不够的，还需要编写相应的软件程序使系统正常运行，实现智能家居。

系统的软件设计采用了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法，以μC/OS-Ⅱ作为软件平台，采用模块化设计，具有良好的可移植性。有了μC/OS-Ⅱ操作系统的支持，所有用户的任务可以并行运行，应用程序的编写更加简易。

各模块分为不同的程序层，共分为三个程序集合。内层是μC/OS-Ⅱ内核，承担内存管理、任务通信、延时处理和任务调度等方面的工作;中间层移植和编写各部分通信协议和底层接口芯片的驱动程序;程序设计的最外层的程序集合为硬件接口层，它不是实际的软件层，并不做软件编写工作。应用程序的设计建立在这几个层次上，为用户提供相应的功能调用。软件的首要工作是操作系统μC/OS-Ⅱ的移植，其次是芯片驱动程序的编写，最后才是应用软件的编写。

以上就是智能家居主机网关的设计过程，希望能够对大家有所帮助。

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