基于ARM的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案

0．引言
家庭網(wǎng)絡(luò)化是社會信息化的重要組成部分。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各種智能家電、安全設(shè)備等的連接和管理，向人們提供方便、靈活和高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要有兩種解決方案：基于PC和基于嵌入式系統(tǒng)[1]。
在以PC作為家庭網(wǎng)絡(luò)核心的解決方案中，PC提供家庭網(wǎng)絡(luò)與Internet之間的連接，并通過控制外設(shè)提供各種服務(wù)。PC的優(yōu)勢是功能強(qiáng)大靈活，擁有眾多軟件支持，軟件升級方便。但是PC并不是專門為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，所以在應(yīng)用中存在一些局限：功耗較大；成本較高，如果考慮24小時(shí)運(yùn)行，則對硬盤、電源、主板等很多部件有更高的要求，成本進(jìn)一步增加；同家庭網(wǎng)絡(luò)的交互與控制行為被限制在鍵盤、鼠標(biāo)與顯示器附近的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，移動性差，很不方便；實(shí)時(shí)性能不能滿足某些特殊應(yīng)用的要求。
采用嵌入式家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案可以很好地解決上面的問題。同基于PC的系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都是針對特定應(yīng)用高效設(shè)計(jì)的，穩(wěn)定可靠，可長時(shí)間運(yùn)行；功耗非常低；設(shè)備成本和運(yùn)行成本較低；體積小，可分布性強(qiáng)；可工作于惡劣的環(huán)境中；如果運(yùn)行專門的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，則具有優(yōu)秀的實(shí)時(shí)性能。
本文第1節(jié)描述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，第2節(jié)實(shí)現(xiàn)一種基于ARM和嵌入式Linux的原型系統(tǒng)，包括硬件平臺和軟件平臺的設(shè)計(jì)。第3節(jié)介紹系統(tǒng)的功能和運(yùn)行機(jī)制。第4節(jié)給出結(jié)論。
1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
我們的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要包括三方面功能：網(wǎng)絡(luò)通訊、媒體娛樂和家庭控制[2]。系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)子系統(tǒng)、娛樂子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)子系統(tǒng)包括一個(gè)Web服務(wù)器，若干嵌入式文件服務(wù)器（包括嵌入式多媒體文件服務(wù)器和嵌入式傳感器數(shù)據(jù)服務(wù)器，分別用來存儲多媒體文件和傳感器數(shù)據(jù)）以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口。它們?yōu)檎麄€(gè)系統(tǒng)提供媒體娛樂、家庭控制等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及設(shè)備間多樣化的網(wǎng)絡(luò)通訊支持。（以下對嵌入式Web服務(wù)器和嵌入式文件服務(wù)器簡稱為Web服務(wù)器和文件服務(wù)器。）娛樂子系統(tǒng)是一個(gè)便攜式多媒體終端，（今后可以加入其它的智能娛樂設(shè)備）它是用戶和整個(gè)系統(tǒng)之間的交互界面，用戶通過它享受系統(tǒng)提供的多媒體娛樂服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控控制子系統(tǒng)。（以下對便攜式多媒體終端簡稱為終端。）控制子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與控制板、數(shù)字/模擬傳感器、數(shù)字/模擬控制器等組成。它可以采集智能家電、安全設(shè)備的數(shù)據(jù)并存儲在板上的Flash和/或上傳到傳感器數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并對它們進(jìn)行直接的控制。

圖1家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)