张东来 徐殿国 牟英峰 刘 红

     来源：《单片机与嵌入式系统应用》

     摘要：提供一种新的基于多通信媒质和统一应用层协议的家庭网关。该网关可用于家电的控制和其它的声、视频设备，低成本、无需或只需很少的连接线、可靠性高；可通过电力线、电话线、以太网、无线网络等进行数据通信，用户可以通过internet浏览器、电话线pc进行控制；来自internet/intranet的控制信息流能够被接收并转换成通用的rs232/rs485协议，使得绝大多数单片机可以处理这些数据。网关还提供了bluetooth和usb的接口，能够在用户和家电之间方便地建立连接，无需考虑多样的底层协议，为家庭自动化、分布式系统、机器人控制等提供了有效的网络解决方案。

     关键词：信息家电

     家庭网关 电力线通信 以太网 消费电子总线

     引言

     随着科技的进步以及对生产质量要求的不断提高，人们对家电的选择和使用已经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性。信息技术和网络化技术的发展为家用电器居家环境集中控制和远程调控提供了可能。将信息技术与家电控制技术相融合，在更大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、高节奏的生活需要[1,2]，使所有的消费电子产品具有了连入网终的能力，正是消费类电子产品下一步的发展趋势[3]。家电的网络化将给已趋饱和家电消费市场带来新的需求。对这方面的进一步研究使得人们的生活方式、工作方式以及思维方式都发生了巨大的变化，同时也刺激人们对各种数据源和网络服务需求日益增长，为信息社会注入新的生机和活力，具有重要的理论、实用和商用价值[4～6]。

     1 “网络信息家电”领域存在的问题

     现有家电网络控制系统在操作方式及方便使用方面离用户的要求还有一定的差距，问题主要表现在：家庭内部各部分的通信协议不同，难以构成一个统一的家庭网络系统，无法在应用层为用户提供方便统一的使用界面，进而延缓了相关市场的普及和家庭网络化的进程。提供一个兼容各种底层协议的面向开发应用的接口技术，从而实现家庭网络的互操作性，是当前技术团体研究的热点，同时也是家庭网络进一步发展的关键[7]。

     （1）现有协议和目前的网络家电构想的缺陷与不足

     目前没有统一的应用层通信协议标准出现，大多数网络家电产品需要家电厂家的配合，所以在技术上具有较大的依速程度；而家电厂家往往不愿公开自己的技术秘密，网络家电产品的不兼容性造成网络技术推广的障碍。

     ①目前家电网络控制设备的研制焦点是家电控制中心，并以此促成与多厂家之间的合作关系。这种构想本身仅适合一个厂家。由于它的不开放性，若其他厂家配备该网关，则控制的方式和策略、数据传输的所有格式在相当大的程序上要同该厂家保持一致。这一方面限制了各厂家产品的特点和合作的积极性，另一方面相当于公布了各厂家的传输控制数据格式，不利于厂家之间的竞争。②用户对通信媒质要求的特殊性/多样性带来许多问题。因为成本问题，在家庭内部数据网中传播媒质可能选择rs485；为减轻线连之间的施工和维护等负担，亦可能选择power

     line或其它无线传输方式。多通信媒质的嵌入式通信系统可适应不同消费者的需求。

     （2）利用已有网络设备对非家庭单元的家电控制

     在办公室和其他机关等环境中，由于ethernet局域网络的普及，可直接应用现有的局域网，而不必占用电话线路。局域网中的控制更加快捷、有效和灵活，可以独立编排局域网内部的控制策略，这要求通信媒质是可选的。

     （3）各厂家各自为战带来的问题和机会

     网络家电应具有网络功能、数字化、信息化、智能化、低成本、稳定性强等特点。但各个公司厂商对网络家电模型的理解各不相同，出现了不同概念的网络家电。若各厂家各自为战，必带来额外的研发费用，提供家电