基于IPv6的家庭网关的设计.pdf

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1、基于IPv6的家庭网关的设计苏县f广¨『自iI商商级挂【学腔}'搏机系．广东r州510450)【摘要】家t目关是整十家庭目络的十虫控制嚣．是家庭的镕息十一。和自外目蝽女i∞接口．是}‰中∞*键*备皋设"从謇庭目蝽控M&％、家^目￡∞硬件镕构、末鹰目是∞软*％袖、末庭目镕￡或4镕∞实现、睿庭目络通信协议i章设计*t程监控}‰进行论述．最终“B／S模式采完成远程＆控服务∞设*。[关键目]iPv6；家＆目*．&^式≈gg上对家庭州络实施监税々控制。2家庭同关豹硬件结构2I嵌^式姓理裂MCF5272丹绍MCF5272馓址≈

2、器是Motorola公目牛产的高集成的ColdFire微处理器。在设}Ir代H联日设备，L^N电西系统、低端目络控制、】业控制、图像设备．摩托罗托的MCF5272的高性能＆通用性部能捕足曦^式系统殴汁和应用要求。22家庭叫关的碰件结构垃l{Motorola嵌^武*4#MCF5272，肄青较好的处理能力的lq日十也支持蓝才J二层协波栈、终端的接入控制、话路变换等功能。圉2描述了家庭网若的碰“结构。3豪庭网美的软件结构设计家庭同关的软件体系可分为三十层次：3J麻用程序屠通过内接的系统谓Ⅲ实现用P需耍的应用服务。包括远程

3、监控系统信息家电管理系统等。32嵌^式Lln“山敞提供进程控制、文件系统管理、内存管理、中断和中断处m、目络梆议栈等。33垭件驱动层包括通用的硬件％动程序，如蓝牙模块、串口、USB设备，以太州，FOMFSZ件和本系统的一些特殊的硬件驱动程序．如LCD、VolP、DSL等『i。镕i∞n##，g，r${EH^．}{，日*”#h###"．目￡j自：^Ifn，一63㈨敷㈣蝴Ⅻ篙蝴激=篡撩统呲舯撕蜥㈣粒糯鼬绷蠹徽一目#_

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6、柳口～、了，一一d一占～‰淼燃㈤一兹～每㈣●站自部i节常咒i自¨黼舯枉焖⋯家庭网关软件结构如图3所示

7、：厂萁习A．PIII．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一Jl文件系统YFFS，ll进程箭里、lROMS等

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9、内存管理I圆团圆圈圈图3家庭网关软件结构4．家庭网络无线通信的实现将蓝牙技术集成到各种数字设备中的方式有两种：一种是单微控制器方式，即所有的蓝牙低层传输协议(包括蓝牙射频、基带与链路控制器、链路管理器)与高层传输协议包括逻辑链路控制与适配协议、串口仿真协议、服务发现协议、网络协议等)以及用户应用程序集成到一个模块当中，整个处理过程由一个微处理器来完成；另一种是双微控制器方式，即蓝牙协议与用户

10、应用程序分别由主机控制器和主机来实现(低层传输协议一般通过蓝牙硬件模块实现，模块内部嵌入式的微处理称为主机控制器；高层传输协议和用户应用程序在个人计算机或嵌入式的单片机、DSP等上运行，称为主机)，主机和丰机控制器之间通过标准的物理总线接口(如通用串行总线USB、串行端口RS232)来连接Il】。连接模型如图4所示。标准物理总部线接口CLISB／R232)◆蓝牙主棚l于空制器lI-IIC硬I牛l链路管理软硬件l基带控制器I彬嬲图4蓝牙主机一主机控制器连接模型在蓝牙的主机一主机控制器连接模犁中，HCI作为蓝牙软件协议

11、堆栈中软硬件之间的接口，提供了一个控制基带与链路控制器、链路管理器、状态寄存器等硬件的统一接一64一口。当主机和主机控制器通信时，HCI层以上的协议在主机上运行，而HCI层以下的协议由蓝牙主机控制器硬件来完成，它们通过HCI传输层进行通信。主机和主机控制器中部有HCI，它们具有相同的接口标准。主机控制器中的HCI解释来自主机的信息并将信息发向相应的硬件模块单元，同时还将模块中的信息(包括数据和硬件／固件信息)根据需要向上转发给丰机。主机一主机控制器模式的设计在很大程度上可以降低产品的成本同时设计难度也小很多，这种方

12、式可以应用在家庭网关上。但是对于信息家电来说它的控制芯片往往是固化了产商的程序，用户一般不能在上面添加自己的程序。所以这种模式不能用于信息家电上(将来蓝牙通信协议可能会被同化到信息家电中作为一种标准通信接口，那样家庭网络内的通信就很容易实现了1，只能采用第一种模式，将所有的协议集成在一个模块里，这个模块提供标准的USB接口或RS232接口。将这个蓝牙模块插在家电的标准通信接口上即町构成蓝牙家电。5．家庭网络通信协议方案设计为了使嵌入式家庭网关能与家庭网络内的各嵌入式终端进行通讯，在研究参考了国内外相关资料的基础上，

13、本文设计了家庭网络通讯协议。5．1帧格式(链路层)链路层的帧格式为：帧头+命令包字节数+命令包+帧尾。具体说明如表1所示。表1数据帧格式帧头命令包字节数命令包帧尾F4Hl字节，其数值为命令包的字节总见二节r网络层协FBHI字节F5H2字节议1数5．2命令包(网络层)命令包的格式为：地址码+命令属性+命令串+校验和，具体描述如表2所示。表2命令包格式网关，网络