．引言家庭网络化是社会信息化的重要组成部分。家庭网络系统可实现各种智能家电、安全设备等的连接和管理，向人们提供方便、灵活和***的网络服务。目前家庭网络系统主要有两种解决方案：基于PC和基于嵌入式系统。在以PC作为家庭网络核心的解决方案中，PC提供家庭网络与Internet之间的连接，并通过控制外设提供各种服务。PC的优势是功能强大灵活，拥有众多软件支持，软件升级方便。但PC并不是专门为家庭网络设计，所以在应用中存在一些局限：功耗较大；成本较高，如果考虑24小时运行，则对硬盘、电源、主板等很多部件有更高的要求，成本进一步增加；同家庭网络的交互与控制行为被限制在键盘、鼠标与显示器附近的一个小区域内，移动性差，很不方便；实时性能不能满足某些特殊应用的要求。采用嵌入式家庭网络系统解决方案不仅可以很好地解决上面的问题，而且同基于PC的系统相比，嵌入式系统的硬件和软件都是针对特定应用***设计的，稳定可靠，可长时间运行；功耗非常低；设备成本和运行成本较低；体积小，可分布性强；可工作于恶劣的环境中；如果运行专门的实时操作系统，则具有***的实时性能。本文第1节描述家庭网络系统的结构，第2节实现一种基于ARM和嵌入式Linux的原型系统，包括硬件平台和软件平台的设计。第3节介绍系统的功能和运行机制。第4节给出结论。系统结构我们的家庭网络系统主要包括三方面功能：网络通讯、媒体***和家庭控制。系统由网络服务子系统、***子系统和控制子系统组成。网络服务子系统包括一个Web服务器，若干嵌入式文件服务器（包括嵌入式多媒体文件服务器和嵌入式传感器数据服务器，分别用来存储多媒体文件和传感器数据）以及网络设备接口。它们为整个系统提供媒体***、家庭控制等网络服务以及设备间多样化的网络通讯支持。（以下对嵌入式Web服务器和嵌入式文件服务器简称为Web服务器和文件服务器。）***子系统是一个便携式多媒体终端，（今后可以加入其它的智能***设备）它是用户和整个系统之间的交互界面，用户通过它享受系统提供的多媒体***服务，远程监控控制子系统。（以下对便携式多媒体终端简称为终端。）控制子系统由数据采集与控制板、数字/模拟传感器、数字/模拟控制器等组成。它可以采集智能家电、安全设备的数据并存储在板上的Flash和/或上传到传感器数据服务器中，并对它们进行直接的控制。目前，家庭网络尚处于初级阶段，与智能家电、安全设备的完全整合存在一些商业与技术问题。调查也显示家庭网络中***受关注的是媒体的网络化。基于以上的分析，我们设计实现了基于ARM和嵌入式Linux的家庭网络原型系统。它包含了完整的***和网络服务子系统。由于缺少配套的智能家电和安全设备的支持，我们的控制子系统只有数据采集与控制板，各种传感器、数控单元和继电器，没有实际的监控对象。2．系统设计2.1系统硬件平台ARM是一种高性能、低功耗、低成本的RISC技术，目前已广泛应用于汽车电子、消费电子、工业控制、网络设备、无线产品等领域。2.1.1终端、文件服务器和Web服务器终端、文件服务器和Web服务器三种硬件平台都基于三星公司的S3C2410A（基于AR***20T核）。它采用双哈佛缓存结构，具有16KB指令缓存和数据缓存，***高运行频率266MHz，尺寸小、功耗低、功能齐全、控制外设方便。内部集成了大量功能模块，如MMU、LCD控制器（同时支持STN和TFTLCD）、USBHost/Device控制器、触摸屏接口、SD/MMC接口、IIC总线接口、IIS总线接口、三星公司独特的NANDFlashBootLoader等。三种硬件平台共有的配置包括S3C2410A、64MBPC133SDRAM、64MBNANDFlash、RS232、10Mb以太网卡、USBHost/Device、USB无线网卡等。此外，终端配备了3.5寸260K色TFTLCD、触摸屏、PS/2键盘和鼠标、音频***芯片和128MBSD卡。文件服务器配备了128MBSD卡、U盘和移动硬盘。Web服务器配备了音频***芯片。2.1.2数据采集与控制板数据采集与控制板可能工作在较恶劣的露天条件下，所以我们采用海思3531实现了家庭网关服务器。工作温度-40°C～85°C。在服务过程中，用户只能看到Web服务器，文件服务器对用户是隐藏的。这增加了整个系统的安全性，避免了用户对文件服务器的错误操作，也增加了文件服务器配置的灵活性和分布性。家庭控制服务家庭控制服务实现数据采集与控制板和Web服务器之间的信息交流和远程监控功能。数据采集与控制板将采集到的数据先存储到板上的Flash，然后根据用户的需要实时或定时地发送到Web服务器。Web服务器再将数据发送到传感器数据服务器。传感器数据服务器记录下数据，并且更新数据记录列表。数据采集与控制板上的数据采集模块会对某些采集量进行阈值检测，如果发现采集量超过阈值，立刻向Web服务器发出警告或利用AO、DO驱动设备进行下一步处理。Web服务器收到警告后，输出用户设定的报警音乐并且通过G***/GPRS发送短信通知用户。用户可以通过终端登陆Web服务器的监控页面，选择远程监控服务，如查看传感器数据、初始化设备、唤醒系统、设置检测对象和阈值、报警处理、输出控制等。相应的命令通过G***/GPRS发送到控制子系统。AT91FR40162将对命令进行解析，然后完成或驱动C8051F020完成相应的功能。结束语本文提出的嵌入式家庭网络系统解决方案低成本，低功耗，可分布性强，功能丰富，能同时满足媒体***和家庭控制的需要。基于ARM和嵌入式Linux的原型系统跨越了多硬件平台和多软件平台，既充分利用了各平台的优点，也在一定程度上模拟了未来EmbeddedEverywhere中多平台共存的情况。经过系统测试，原型系统可长期稳定运行，非常适合家庭网络应用。)