基于IAIDL 的家庭網(wǎng)關(guān)設計與實(shí)現

1.引言

信息家電就是利用電腦、電信和電子技術(shù)與傳統家電相結合的創(chuàng )新產(chǎn)品，是為了使數字化與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)更廣泛地深人家庭生活而設計的新型家用電器。嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)是信息家電所處的家庭信息網(wǎng)絡(luò )的核心部分，也是智能家居的心臟，它被用來(lái)連接信息家電網(wǎng)絡(luò )和Internet 外部網(wǎng)絡(luò )，完成內外網(wǎng)絡(luò )間不同通信協(xié)議的轉換及家庭內各信息家電之間的智能協(xié)作，實(shí)現對家電設備的智能管理和遠程控制。圖1 為該家庭網(wǎng)關(guān)的概要功能示意圖。

圖1 家庭網(wǎng)關(guān)功能結構圖

2.信息家電網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)平臺及軟件

在本文的家庭網(wǎng)關(guān)設計中, 以ARM 7 作為家庭網(wǎng)關(guān)硬件平臺。裁減并移植嵌入式操作系統uCLinux 提供底層軟件支撐。信息家電通過(guò)IAIDL （信息家電接口定義語(yǔ)言）向家庭網(wǎng)關(guān)注冊，嵌入式數據庫MySQLite 存放每個(gè)家電的注冊信息、參數值以及狀態(tài)信息等。IAIDL 編譯器和專(zhuān)家協(xié)作系統,用于實(shí)現異構信息家電之間的協(xié)議轉換,以及信息家電之間的智能協(xié)作。嵌入式WEB 服務(wù)器BOA 調用相應的CGI 應用程序來(lái)執行遠程監控操作。下面就來(lái)介紹一下在A(yíng)RM 7 開(kāi)發(fā)平臺下進(jìn)行的基于IAIDL 的信息家電家庭網(wǎng)關(guān)的設計與實(shí)現過(guò)程。

2. 3.IAIDL 編譯器設計與實(shí)現

位于家庭網(wǎng)關(guān)上的IAIDL 編譯器主要用于實(shí)現家庭網(wǎng)絡(luò )中各類(lèi)信息家電的注冊管理、控制管理及狀態(tài)管理等基本服務(wù)。按照IAIDL 規范書(shū)寫(xiě)的設備描述文件即IAIDL 文件由各家電廠(chǎng)商提供，IAIDL 的原料信息則由用戶(hù)遠程操作不同種類(lèi)信息家電提供。我們將從IAIDL 中提取出來(lái)的信息（以一種易記錄、存儲和使用的方式表示，稱(chēng)為中間信息）存儲在網(wǎng)關(guān)上的數據庫中，當用戶(hù)對某設備發(fā)出操作請求時(shí)，我們先根據數據庫中的相關(guān)信息在客戶(hù)端生成一個(gè)相應的操作界面，用于反映該設備的狀態(tài)和屬性信息，用戶(hù)選擇執行完某一具體操作后，若設備的狀態(tài)和屬性發(fā)生了變化，數據庫中相關(guān)數據表和客戶(hù)機的操作界面將同步體現出來(lái)。而這種完成提取中間信息的工作和界面自動(dòng)生成工作的軟件就是本文中要加入家庭網(wǎng)關(guān)的IAIDL 編譯器的接口解釋器和界面解釋器部分。圖2 為IAIDL 編譯器在家庭網(wǎng)關(guān)中的功能結構圖。

圖2 IAIDL 編譯器功能結構圖

IAIDL 編譯器是采用lex 和yacc 實(shí)現的。它們是特意為編寫(xiě)編譯程序和解釋程序的人設計的工具，適用于在輸入中查找模式或者擁有輸入或命令語(yǔ)言的任何應用程序。下列程序段是IAIDL 使用語(yǔ)法分析器yacc 在定義段的部分內容（接口解釋器）：

A：P IS ＇＜ ＇P ＇＞＇{//提取設備名和設備類(lèi)型
device_name = $1; type_name=$3;
//檢測該類(lèi)型是否已經(jīng)存在于設備類(lèi)型表中
flag=check_type(type_name)； ……；
//向設備類(lèi)型表中添加新的類(lèi)型信息

insert_device_type(device_type,type_name,type_name);
……；}；

4.智能家庭網(wǎng)關(guān)體系結構

智能家居網(wǎng)關(guān)是家庭信息網(wǎng)絡(luò )的核心部分，它被用來(lái)連接整個(gè)家庭信息網(wǎng)絡(luò )的中心控制服務(wù)器和內外網(wǎng)，完成內外網(wǎng)絡(luò )間不同通信協(xié)議的轉換及家庭內各信息家電之間的智能協(xié)作，實(shí)現對家電設備的智能管理和遠程控制。圖3 為該家庭網(wǎng)關(guān)的體系結構。

圖3 智能家庭網(wǎng)關(guān)體系