摘要：從智能家電的發(fā)展?fàn)顩r及實(shí)現(xiàn)需求出發(fā)，分析了家電網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的意義和相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，提出了嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的功能需求，介紹了基于嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)的家電網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)家電網(wǎng)絡(luò)通信控制流程進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：智能家電；家電網(wǎng)絡(luò)；嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)

隨著智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得信息家電IA(Information Application)、計(jì)算機(jī)、通信一體化的趨勢(shì)日見明顯，家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。顧客對(duì)家電產(chǎn)品的要求也越來越高，家電智能化、網(wǎng)絡(luò)化成了一種趨勢(shì)。即家電不需要人來控制，人的工作只是設(shè)定一系列的目標(biāo)函數(shù)和目標(biāo)參數(shù)以及作息時(shí)間等，其他的工作由家電的微電腦通過一定的計(jì)算方法和控制方法來實(shí)現(xiàn)，例如，智能空調(diào)可以根據(jù)不同的季節(jié)、氣候及用戶所在地域，自動(dòng)調(diào)整其工作狀態(tài)以達(dá)到最佳效果，在滿足人們需要的前提下盡量實(shí)現(xiàn)節(jié)能。家庭內(nèi)的大部分電氣設(shè)備可以通過一定的方式連入網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)控制。家庭網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)了家庭內(nèi)部信息與外部信息的交換，為人們提供各種各樣、個(gè)性化、方便、舒適、安全和高效的服務(wù)，所以有著很大的潛在市場(chǎng)?，F(xiàn)在我國(guó)的智能家電正處在試探階段，還有待進(jìn)一步研究與開發(fā)。家電產(chǎn)品的節(jié)能、降耗、健康、環(huán)保、舒適等目標(biāo)，通過家電智能化、網(wǎng)絡(luò)化可以更容易實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)使用過程的節(jié)能性。作為家電企業(yè)，對(duì)家電開展節(jié)能技術(shù)、智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的研究應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)家電行業(yè)整體升級(jí)，保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)具有重要的作用。
本文的目的在于解決家電互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)，從而提高我省家電企業(yè)產(chǎn)品智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平，降低家庭能耗，滿足家電的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的要求，增強(qiáng)我省家電企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 智能家電網(wǎng)絡(luò)
智能家電，即“有感覺、能思考、善交流、會(huì)學(xué)習(xí)”的家電。智能家電是微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)引入家電設(shè)備后形成的家電產(chǎn)品，具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)自身故障、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)與遠(yuǎn)方控制中心通信功能的家電設(shè)備。例如，炎熱的夏天下班前發(fā)個(gè)短信命令，家中的空調(diào)便開始工作；睡覺時(shí)空調(diào)能感知主人溫度而自動(dòng)調(diào)節(jié)氣溫，從而免去因吹空調(diào)而感冒的后顧之憂；洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確洗滌時(shí)間、精確用水量、精確烘干時(shí)間，高效而節(jié)能，因而節(jié)能和環(huán)保也成為智能家電發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。智能家電網(wǎng)絡(luò)包括智能家電網(wǎng)關(guān)、外部網(wǎng)和局部網(wǎng)，家電，安防設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)智能家電互聯(lián)的關(guān)鍵在于家庭網(wǎng)關(guān)的開發(fā)與應(yīng)用。在家庭信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系中，家庭與互聯(lián)網(wǎng)的連接需要一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)中央控制器(家庭網(wǎng)關(guān))。家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)外與Internet網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，對(duì)內(nèi)通過家庭內(nèi)部局域網(wǎng)將家電互聯(lián)互通進(jìn)行集中控制與管理，如圖1所示。家庭網(wǎng)關(guān)作為智能家電網(wǎng)絡(luò)化的核心設(shè)備，管理或控制家中家電的網(wǎng)絡(luò)訪問。

未來的智能家電主要將向三個(gè)方向發(fā)展：智能化、自適應(yīng)化和網(wǎng)絡(luò)化。智能化是家電設(shè)備盡最大可能的模擬很多種人的思維或者活動(dòng)的功能；自適應(yīng)是家電設(shè)備根據(jù)自己狀態(tài)和外界環(huán)境自動(dòng)適應(yīng)工作方式和過程的能力，因此，這種能力使得家電設(shè)備在其使用過程中都處于最有效率、最省能源狀態(tài)；網(wǎng)絡(luò)化是建立家電設(shè)備社會(huì)的一種形式，網(wǎng)絡(luò)化的家電設(shè)備可以由用戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理控制，在家電設(shè)備之間也可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

2 嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)
2．1 嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)介
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其它網(wǎng)絡(luò)的IP地址。典型的家庭網(wǎng)關(guān)融合了ADSL接入功能和LAN側(cè)無線接入功能，并具有路由器、集線器和調(diào)制解調(diào)器的功能。為實(shí)現(xiàn)每種家電設(shè)備都能與外界信息進(jìn)行交換，就有必要將嵌入式系統(tǒng)與家庭網(wǎng)關(guān)結(jié)合起來，設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)它。它可使電視機(jī)，冰箱等嵌入式家電設(shè)備通過家庭網(wǎng)關(guān)與Internet連接，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)家電網(wǎng)絡(luò)。
嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)是位于現(xiàn)代家庭內(nèi)部的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它的作用是使家庭用戶連接到Internet，使位于家庭中的多種智能設(shè)備相互之間實(shí)現(xiàn)通信，或者使這些智能設(shè)備都能夠連接到Internet的服務(wù)。從技術(shù)角度說，嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)在家庭內(nèi)部以及內(nèi)部到外部實(shí)現(xiàn)橋接／路由、協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址管理和轉(zhuǎn)換，承擔(dān)防火墻的職責(zé)等。
2．2 嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)功能
由于嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)是家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與外部互聯(lián)網(wǎng)連接的橋梁，具有很重要的地位。嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)所能提供的功能將直接影響智能家電的使用、控制及管理。一個(gè)好的嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)該使家庭內(nèi)外信息能夠安全高效地交換，應(yīng)具備以下的基本功能特點(diǎn)：
(1)共享信息：通過家庭網(wǎng)關(guān)，能使住宅用戶獲得各種家庭服務(wù)。例如接收電子郵件、瀏覽各種網(wǎng)上信息和訂閱各種報(bào)紙與期刊等；
(2)智能管理：它將管理家庭內(nèi)的通訊家電設(shè)備的運(yùn)行，使家庭內(nèi)部的多個(gè)PC及其它信息設(shè)備有效地共享寬帶接入，以保證家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行正常；
(3)自動(dòng)運(yùn)行：能夠把家庭內(nèi)部的所有家電設(shè)備都連接到網(wǎng)絡(luò)上，通過相關(guān)管理控制軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電設(shè)備的管理監(jiān)測(cè)和故障診斷等。如果有故障發(fā)生，家庭管理控制系統(tǒng)會(huì)有相應(yīng)的提示，向家庭主人發(fā)出信號(hào)；
(4)節(jié)能安全：通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程管理控制家庭內(nèi)家電設(shè)備的運(yùn)行，提高家電的使用效率；同時(shí)能夠在家庭里安裝各類檢測(cè)報(bào)警裝置來管理控制家庭的安全，消防等。如家中安裝煤氣檢測(cè)報(bào)警器，如果有煤氣泄露時(shí)，當(dāng)氣體報(bào)警器檢測(cè)到氣體濃度達(dá)到爆炸或中毒報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，煤氣檢測(cè)報(bào)警器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，有效防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒事故；
(5)操作簡(jiǎn)單：因?yàn)樵摼W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在大部分用戶中使用的，考慮到用戶各方面的差異，因此該系統(tǒng)的操作要簡(jiǎn)單、方便、可靠，大部分人都會(huì)使用；
(6)防火墻：網(wǎng)絡(luò)安全一直是需要重點(diǎn)考慮的問題。嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備一定的防網(wǎng)絡(luò)攻擊能力，為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)相對(duì)安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。