智能家居讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過無線遙控器、電話、互聯網或者語音識別控制家用設備，更可以執(zhí)行場景操作，使多個設備形成聯動；另一方面，智能家居內的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據不同的狀態(tài)互動運行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。 智能家庭網關是一個獨立、智能、靈活多變、標準化的家居網絡系統(tǒng)接口單元。它通過各種途徑（如Internet、WAP、電話、手機等）從多種多樣的外部網絡接收通信信號，然后通過家庭內部網絡將信號傳送到特定的用戶設備上，并將相應信號反饋給外部通信節(jié)點，實現整個遠程交互過程。
智能家庭網關的實現，PC機完全可以滿足要求。
雖然處理能力較強，但以PC 機為載體存在著一些的缺點，如成本昂貴，體積較大，不易移動等，所以用其當作硬件載體性價比太低。隨著現代電子技術的發(fā)展，嵌入式技術得到了空前的發(fā)展。本設計正是基于嵌入式系統(tǒng)進行設計的。
1 操作系統(tǒng)與開發(fā)工具
1.1 Windows CE
本系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用的是微軟公司的嵌入式Windows CE 5.0.
Windows CE 是一個典型的嵌入式操作系統(tǒng)，它是微軟專門為信息設備、移動應用、消費類電子產品和嵌入式應用等非PC 領域設計的操作系統(tǒng)產品。開發(fā)人員可以利用豐富靈活的控件庫在Windows CE環(huán)境下為嵌入式應用建立各種專門的圖形用戶界面。
Windows CE 甚至還能支持諸如手寫體和聲音識別、動態(tài)影像、3D圖形等特殊應用。
Windows CE被設計成為一種高度模塊化的操作系統(tǒng)，以適應不同的類型智能設備對于操作系統(tǒng)映像大小的不同要求，系統(tǒng)設計者可以根據設備的性質只選擇那些必要的模塊或模塊中的組件包含進操作系統(tǒng)映像，其中內核（Kernel）、圖形窗口事件子系統(tǒng)（GWES）、文件系統(tǒng)（Filesys）和通信（Communication）模塊是4個主要的模塊。
總之，Windows CE設計簡單靈活，是為適應嵌入式而推出的新型操作系統(tǒng)，尤其友好的圖形界面正好迎合本設計的菜單界面開發(fā)，成為本設計所采用的嵌入式操作系統(tǒng)。
1.2 Microsoft Visual Studio
本系統(tǒng)開發(fā)工具是Microsoft Visual Studio,采用的語言是C# .Microsoft Visual Studio 為Windows CE提供了可視化的開發(fā)環(huán)境。
Microsoft Visual Studio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境。是目前流行的Windows 平臺應用程序開發(fā)環(huán)境NET Compact framework 是微軟為移動智能設備開發(fā)的運行環(huán)境，同時提供調用本機API的能力。
.NET Compact framework 為設備提供了強大的。NET framework 編程平臺。它是。NET framework完整版的一個子集。為了適應它所在設備本身的限制，.NET Compact framework 大約實現了完整版框架30%的類和方法。
2 需求分析
2.1 需求分析
家庭網關的實際功能規(guī)劃應該根據用戶的實際需求展開，對于一般住戶，家中普遍具有水電表及各種電器等，因此這里主要針對這幾項，把系統(tǒng)在功能的實現分為以下幾大類：
（1） 設置：主要用于家庭網關本身的管理，以及增刪電器設備、修改遠程服務器的IP和端口等；（2） 電器：包含幾種具有代表性的家庭常用電器，如熱水器、空調、冰箱等；（3） 抄表：管理各種抄表系統(tǒng)，如水表、電表、煤氣量表等。
2.2 界面需求分析
界面的設計要求滿足以下幾點：
（1） 界面美觀、簡潔、用戶界面友好，易于被用戶接受；（2） 對菜單采用分級方式管理，易于用戶使用；（3） 使用盡可能大的字體，不會出現誤單擊操作，良好的人機交流。
2.3 安全需求分析
系統(tǒng)在安全管理方面分以下幾點：
（1） 為了方便用戶，初次使用不需要密碼登錄；（2） 用戶可以根據需要是否設置密碼；（3） 根據需要可以對已經設置的密碼進行修改和刪除。
3 家庭網關的軟件設計
嵌入式智能家庭網關的具體功能包括：
本地控制：用戶通過網關上的鍵盤和顯示屏，對家用設備進行現場控制。
遠程控制：遠程用戶可以通過Internet對家庭設備進行控制和查詢。
其系統(tǒng)結構圖如圖1 所示。
圖1 家庭網關應用結構圖
家庭網關對內連接了家庭網絡、信息家電、智能儀表、消防與安防設備等。針對不同模塊的特點，可以設計與家庭網關的不同接口。為了與現有設備的兼容及滿足各個組成部分的功能需求，與家庭網絡部分的連接采用RJ-45接口標準；信息家電的種類繁多，無法用統(tǒng)一的接口來互聯，可以選擇信息開關或繼電器等配合紅外遙控器使用；水表、電表、煤氣表等智能儀表設備一般是每月一次查看且需要傳輸的數據量不大，所以可以RS-485 或CAN 總線這些較為簡單的總線接口標準；對于消防和安防設備，長期處于布防、監(jiān)控狀態(tài)，且諸如視頻圖像對帶寬和速率要求比較嚴格，所以采用同軸電纜或光纖接入。
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