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基于S3C44B0X的无线家庭网关设计

作者:时间:2012-11-05来源:网络收藏
引言

随着网络技术和信息家电的飞速发展,越来越多的家庭要求建立家庭网络。家庭网关是整个家庭网络的核心,它主要实现Internet接入、远程控制,以及连接家庭内部异构子网的功能。基于PC机方案的家庭网关不仅成本较高,而且要求计算机一直处于开机并可进行通信的状态,还不能在计算机上运行干扰通信任务的软件和硬件。所以,为适应普通用户,家庭网关应设计为基于廉价的非PC机设备。但是,若采用8位、16位单片机,由于速度慢且资源有限,实现TCP/IP协议比较困难,所以也不太理想。

因此本文以核的32位嵌入式微处理器作为硬件平台,结合无线通信技术,通过移植嵌入式操作系统,并在其上开发相应的驱动程序、应用程序和嵌入式Web服务器,实现了一个方便、实用的家庭网关。

系统的硬件设计

系统结构及工作原理


家庭网关的系统结构如图1所示,它以三星公司的32位RISC处理器为核心,通过外扩存储器(Flash / SDRAM)、蓝牙模块、液晶显示屏、小键盘、以太网接口模块、电话语音控制模块和红外收发模块等来构建硬件平台,并可实现多种控制方式。

图1 家庭网关系统结构图

1) 在本地用键盘及显示器进行控制:系统设有16按键和一块128×32点阵的液晶显示器,便于用户在本地进行状态的设置和查询,如数据查询、电器控制等。

2) 在本地的红外遥控:通过具有自学习功能的红外遥控模块,能实现室内家电的红外遥控。

3) 远程的电话语音控制:这是一种基于公共电话交换网(PSTN)的电话远程控制,用于电话的指令控制,如远程控制家电、电话报警等。

4) 基于Internet的远程控制:采用浏览器端/服务器端结构(B/S结构),用户可直接用Windows自带的IE浏览器作为客户端程序,以达到随时随地进行远程控制的目的。

无线通信技术是实现家庭网络最理想的技术,它可以省去在家庭内部重新布线的麻烦。在本家庭网关的设计中,采用蓝牙模块作为无线通信模块与底层的各功能模块相互通讯。

硬件电路组成

本系统的硬件设计主要包括以嵌入式微处理器为核心所搭建的基本硬件平台,以及蓝牙通信、电话语音控制和红外遥控等模块的硬件设计。

为核心的基本硬件平台基本系统的硬件框图如图2所示,各部分

的功能与接口电路分析如下。

图2 家庭网关基本硬件平台框图

微处理器S3C44B0X:S3C44B0X是三星公司生产的7内核的SoC,通过在ARM7TDMI内容基础上扩展一系列完整的通用外围器件,令其很适合手持式设备和普通嵌入式的应用。

Flash存储器接口电路:Flash芯片用来存储家庭网关中的嵌入式操作系统、家庭网络服务器、CGI网关应用程序以及支持各种服务所需的文件系统。在系统中采用一片HY29LV160构建16位的Flash存储器系统,其存储容量为2MB。系统上电或复位后从此获取指令并开始执行,因此将Flash存储器配置到ROM/SRAM/FLASH Bank0。

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