【導(dǎo)讀】智能家居，或稱智能住宅，在英文中常用SmartHome。臺(tái)灣等地區(qū)還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法。智能家居是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居可以定義為一個(gè)過程或者一個(gè)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊。與普通家居相比，智能家居不。助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。的系統(tǒng)進(jìn)行介紹。家庭自動(dòng)化系統(tǒng)主要是以一個(gè)中央微處理機(jī)（CentralProcess. 中央微處理機(jī)必須透過許多界面來控制家中的電器產(chǎn)品，這些。者可發(fā)送信號至中央微處理機(jī)，或接收來自中央微處理機(jī)的訊號。絡(luò)部份在智能家居中發(fā)揮作用。家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢是將智能家居中其它系統(tǒng)融合進(jìn)去，最終一統(tǒng)天下。能簡單地將它們劃等號。當(dāng)然也有許多概念交叉的產(chǎn)品，如機(jī)頂盒你可以理解為

　　

【正文】 SNMP 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。 由于 8 位嵌入式網(wǎng)絡(luò)通常面向?qū)ｉT的、小數(shù)據(jù)量的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn) FTP、 SMTP 等協(xié)議棧并沒有太大意義。因此，這里主要討論 HTTP 協(xié)議。 因?yàn)閿?shù)據(jù)鏈路層主要是網(wǎng)絡(luò)接口卡及驅(qū)動(dòng)，由 RTL8019AS 來實(shí)現(xiàn)，所以下 面討論網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)。 在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)文中，各個(gè)層次的協(xié)議棧都會(huì)添加自己的首部和尾部數(shù)據(jù)。 如圖 12 所示。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 圖 12 各協(xié)議棧對 HTTP 數(shù)據(jù)報(bào)文的貢獻(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)層 IP 是 TCP/IP 協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。 Inter 所有的數(shù)據(jù)都以 IP 數(shù)據(jù)報(bào)格式傳輸。 IP 協(xié)議最大的特點(diǎn)是提供不可靠的和無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)。 IP 數(shù)據(jù)包的格式如圖 13 所示。 圖 13 IP 數(shù)據(jù)包的格式 傳輸層 傳輸層中包括 TCP（傳輸控制協(xié)議）、 UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）等。 用 TCP 協(xié)議傳輸?shù)乃^數(shù)據(jù)實(shí)際指的是數(shù)據(jù)流中的段，而用 UDP 協(xié)議傳輸?shù)乃^數(shù)據(jù)指 的是數(shù)據(jù)包。 IP 所提供的是非可靠的、無連接能力的、向指定主機(jī)地址的包傳送的協(xié)議。 TCP 和 UDP 都屬于 IP 上層的傳輸層協(xié)議。二者都使用端口號作為送往主機(jī)的解碼地址。端口號由各個(gè)具體應(yīng)用所確定，同時(shí)使用多個(gè)端口號能完成 “一機(jī)多網(wǎng) ”的操作。每個(gè) UDP 數(shù)據(jù)包和 TCP 數(shù)據(jù)段中都含源端口號和目的端口號。為接收遠(yuǎn)端的輸入而等待著執(zhí)行接入操作的主機(jī)是所謂的服務(wù)器，發(fā)起接入請求的主機(jī)就是所謂的客戶機(jī)。 服務(wù)器為最常服務(wù)的應(yīng)用如 FTP（文件傳輸協(xié)議）、 Email 和 HTTP，分配了知名的端口號并對 其進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)聽。作為傳輸源的客戶機(jī)通常選擇隨機(jī)的端口武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 號，并向已分配了知名端口號的服務(wù)器發(fā)出接入請求。客戶應(yīng)用所取的端口號應(yīng)大于 1024，因 1024 以下的端口號是為知名應(yīng)用而預(yù)留的。 (1) TCP 協(xié)議 TCP 提供一種面向連接的、可靠的字節(jié)流傳送服務(wù)。 TCP 數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)如 圖 14 所示。 圖 14 TCP 數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu) (2) UDP 協(xié)議 UDP 被認(rèn)為是一個(gè)應(yīng)用程序和 IP 間的接口，因?yàn)閼?yīng)用程序從不直接使用 IP。UDP 層很小，包含 8 個(gè)字節(jié)的頭。但需要應(yīng)用層來負(fù)責(zé)錯(cuò)誤恢復(fù) ，重傳等 等。 UDP 不夠可靠，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)時(shí)沒有確認(rèn)。它不處理以混亂順序到來的報(bào)文，也不提供反饋來控制主機(jī)間的信息流。因此 UDP 消息會(huì)丟失、重復(fù)或順序混亂。這意味著使用 UDP 的程序應(yīng)該讓傳輸可靠。 UDP 主要用在傳輸視頻和音頻。 應(yīng)用層 HTTP 是 WWW 上的協(xié)議。當(dāng)用戶要瀏覽服務(wù)器上的一個(gè)網(wǎng)頁時(shí)，一個(gè) HTTP 請求就會(huì)從用戶的瀏覽器發(fā)到 HTTP 服務(wù)器。服務(wù)器響應(yīng)這個(gè)請求，把指定的網(wǎng)頁傳送回來，用戶才看到了網(wǎng)頁。 下面是一個(gè)典型的客戶端向服務(wù)器發(fā)送請武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 求的例子 ： GET Destination_IP/ / GET 代表客戶端的請求命令，而服務(wù)器也受理這個(gè)命令； Destination_IP 代表遠(yuǎn)程主機(jī)的 IP 地址； 是客戶端請求的資源； / 是 HTTP 協(xié)議的版本。 以太網(wǎng)網(wǎng)卡的工作原理 RTL8019AS 是 RealTek 公司生產(chǎn)的一種全雙工以太網(wǎng)控制器，由于其優(yōu)良的性能、低廉的價(jià)格，使其在市場上 10MbpsISA 總線網(wǎng)卡中占有相當(dāng)?shù)谋壤? 主要性能 1. 適應(yīng)于 Ether II 、 、 10Base 10Base 10BaseT； 2. 與 NE2020 兼容，支持 8 位、 16 位數(shù)據(jù)總線； 3. 全雙工，收發(fā)可同時(shí)達(dá)到 10Mbps 的速率，具有睡眠模式，以降低功耗； 4. 內(nèi)置 16KB 的 SRAM，用于收發(fā)緩沖，降低對主處理器的速度要求； 5. 可連接同軸電纜和雙絞線，并可自動(dòng)檢測所連接的介質(zhì)； 6. 100 腳的 TQFP 封裝，縮小 PCB 尺寸。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 按數(shù)據(jù)鏈路的不同，可以將 RTL8019AS 內(nèi)部劃分為遠(yuǎn)程 DMA（ remote DMA）通道和本地 DMA（ local DMA）通道兩個(gè)部分。本地 DMA 完成控制器與網(wǎng)線的數(shù)據(jù)交換，主處理器收發(fā)數(shù)據(jù)只需對遠(yuǎn)程 DMA 操作。當(dāng)主處理器要向網(wǎng)上武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將一幀數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程 DMA 通道送到 RTL8019AS 中的發(fā)送緩存區(qū)，然后發(fā)出傳送命令。 RTL8019AS 在完成了上一幀的發(fā)送后，再完成此幀的發(fā)送。 RTL8019AS 接收到的數(shù)據(jù)通過 MAC 比較、 CRC 校驗(yàn)后，由 FIFO 存到接收緩沖區(qū)，收滿一幀后，以中斷或寄存器標(biāo)志的方式通知主處理器。原理框圖如圖 16 所示。 圖 16 RTL8019AS 原理框圖 在圖 16 中，接收邏輯在接收時(shí)鐘的控制下，將串行數(shù)據(jù)拼成字節(jié)送到 FIFO 和 CRC；發(fā)送邏輯將 FIFO 送來的字節(jié)在發(fā)送時(shí)鐘的控制下逐步按位移出，并送到 CRC； CRC 邏輯在接收時(shí)對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)，將結(jié)果與幀尾的CRC 比較，如不同，該幀數(shù)據(jù)將被拒收，在發(fā)送時(shí) CRC 對幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生 CRC，并附加在數(shù)據(jù)尾傳送；地址識(shí)別邏輯對接收幀的目的地址與預(yù)先設(shè)置的 本地物理地址進(jìn)行比較，如不同且不滿足廣播地址的設(shè)置要求，該幀數(shù)據(jù)將被拒收； FIFO邏輯對收發(fā)的數(shù)據(jù)作 16 個(gè)字節(jié)的緩沖，以減少對本地 DMA 請求的頻率。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 25 總結(jié) “以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)終端 ”和 “智能燈光控制器 ”可以形成一個(gè)小系統(tǒng)，每個(gè) “智能燈光控制器 ”擁有一個(gè)獨(dú)立的 Node ID 地址， “以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端 ”除了擁有在總線上的 Node ID 之外，還需要分配一個(gè)以太網(wǎng)上的 IP 地址。 可以實(shí)現(xiàn)的功能如下： 1. 可以通過 ECHome Pro 軟件，定義智能燈光控制器的場景和按鍵功能。 2. 經(jīng)過配置后，智能燈光控制器可以對總線上的各盞燈光進(jìn)行直接控制；還可以通過輕觸場景按鍵，使得總線上的多盞燈光進(jìn)入預(yù)設(shè)場景模式。 3. 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端相當(dāng)于一個(gè)嵌入式的 WWW 服務(wù)器，在普通計(jì)算機(jī)的瀏 覽器上，可以訪問該以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端，實(shí)現(xiàn)對燈光亮度的遠(yuǎn)程控制和查詢。