基于ARM的家庭網絡系統(tǒng)解決方案

0．引言
家庭網絡化是社會信息化的重要組成部分。家庭網絡系統(tǒng)可實現各種智能家電、安全設備等的連接和管理，向人們提供方便、靈活和高效的網絡服務。目前家庭網絡系統(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作為家庭網絡核心的解決方案中，PC提供家庭網絡與Internet之間的連接，并通過控制外設提供各種服務。PC的優(yōu)勢是功能強大靈活，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絡設計，所以在應用中存在一些局限：功耗較大；成本較高，如果考慮24小時運行，則對硬盤、電源、主板等很多部件有更高的要求，成本進一步增加；同家庭網絡的交互與控制行為被限制在鍵盤、鼠標與顯示器附近的一個小區(qū)域內，移動性差，很不方便；實時性能不能滿足某些特殊應用的要求。
采用嵌入式家庭網絡系統(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用高效設計的，穩(wěn)定可靠，可長時間運行；功耗非常低；設備成本和運行成本較低；體積小，可分布性強；可工作于惡劣的環(huán)境中；如果運行專門的實時操作系統(tǒng)，則具有優(yōu)秀的實時性能。
本文第1節(jié)描述家庭網絡系統(tǒng)的結構，第2節(jié)實現一種基于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計。第3節(jié)介紹系統(tǒng)的功能和運行機制。第4節(jié)給出結論。
1．系統(tǒng)結構
我們的家庭網絡系統(tǒng)主要包括三方面功能：網絡通訊、媒體娛樂和家庭控制[2]。系統(tǒng)由網絡服務子系統(tǒng)、娛樂子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結構如圖1所示。
網絡服務子系統(tǒng)包括一個Web服務器，若干嵌入式文件服務器（包括嵌入式多媒體文件服務器和嵌入式傳感器數據服務器，分別用來存儲多媒體文件和傳感器數據）以及網絡設備接口。它們?yōu)檎麄€系統(tǒng)提供媒體娛樂、家庭控制等網絡服務以及設備間多樣化的網絡通訊支持。（以下對嵌入式Web服務器和嵌入式文件服務器簡稱為Web服務器和文件服務器。）娛樂子系統(tǒng)是一個便攜式多媒體終端，（今后可以加入其它的智能娛樂設備）它是用戶和整個系統(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，遠程監(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)由數據采集與控制板、數字/模擬傳感器、數字/模擬控制器等組成。它可以采集智能家電、安全設備的數據并存儲在板上的Flash和/或上傳到傳感器數據服務器中，并對它們進行直接的控制。

圖1家庭網絡系統(tǒng)的結構