智能家庭网关的设计要求及其研究与设计

　　家庭网络接入Internet目前主要通过PC机接入Internet和采用嵌入式产品通过以太网控制器接入Internet两种方式。前者优点是明显的，如灵活性、大量现有的可用的软件环境和高级的用户接口及软件工具。但是对于智能家庭网络来说，网络的使用者希望能方便快捷地获得服务，所需熟悉的操作要尽可能地少，并且在任何地方都能对家中设备进行监控;而PC不能随意移动，对设备的控制就会受到局限。因此，目前在智能家庭网络中，网关产品的设计主要采用嵌入式系统。

　　一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统，组成系统的各单元就是连接在网络各节点的设备。控制平台一方面辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力;另一方面又提供统一的信息交换接口及控制规则，从而实现从内部家庭网络到Internet信息的互通。目前实现信息管理和协议转换的方式有两种：一种是：浏览器+WEB Server+CGI技术;另一种是：监控软件十应用服务器+现场总线驱动技术［1］。以浏览器+WEB Server+CGI为主的技术手段只能获取单个家庭网络中的节点信息。而以监控软件+应用服务器十现场总线驱动为主的技术手段却可以同时获取多个家庭网络的节点信息，有助于实现多个家庭网络的同类节点的实时监控［2］（如上网流量监控）。近几年来国内许多高校和一些知名企业所研制的智能家庭网络系统的协议转换主要以：浏览器+WEB Server+CGI技术为主，有应用范围的局限性。鉴于现有网关产品的种种缺陷，本文主要致力于：以监控软件+应用服务器+现场总线驱动技术为核心技术，而浏览器+WEB Server+CGI为辅助技术设计并实现家庭网关。

　　图1 网络控制系统模型

　　1 总体设计分析

　　1.1智能家庭网关的设计要求

　　家庭网关类似于一个庞大的计算机系统，所有的家庭设备都连接在上面，受它的集中控制。总体而言，网关要起到三个功能：

　　1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等;

　　2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换;

　　3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器都接入到家庭网络中，并统一管理起来;

　　可以看出，网关是家庭网络中的物理上和逻辑上的核心。