文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于楼宇自动化系统的嵌入式网关设计与开发
姓名:唐俊杰
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:胡飞;戚正伟
20090501
基于楼宇自动化系统的嵌入式网关设计与开发
基于楼宇自动化系统的嵌入式网关设计与开发

摘要
随着信息技术及计算机控制技术的不断进步,楼字自动化系统正向集成化、智能化
和网络化方向发展。从事楼宇自动化的商家推出的楼宇自动化设备种类越来越繁多,在
系统集成联网中通信协议的多样化问题,越来越突出,已严重影响到楼宇自动化系统的
性能、工期、成本和系统稳定。各楼宇自动化集成厂家的现场调试时间和费用主要集中
在楼宇自动化系统中各厂家设备的通信协议转换和设备联网上。造成大量人力、物力浪
费,大大影响工程进度。
解决楼宇自动化系统通信协议转换及通信协议标准化的问题意义重大,并且楼宇自
动化系统通信协议标准化也是未来的发展方向。基于上述情况,结合作者所在单位和西
门子楼宇部合作项目,拟定设计开发一种基于楼宇自动化系统的嵌入式网关来实现通信
协议转换及通信标准化。
本文首先通过介绍 LonWorks 和这两种当前应用最广泛的现场总线技术,
提出了利用 OPC 技术作为协议标准化,并针对西门子楼宇自动化系统提出了 Soft
Controller 技术的应用。然后以 OPC 和 Soft Controller 作为网关标准化协议,采用积木
式、结构化的设计原则,分别设计开发了基于 X86 PC 架构的 XPE 操作系统的嵌入式网
关,基于 ARM 架构的 Linux 操作系统的嵌入式网关,文章中详细介绍了这两种技术的
运用与实现,并以 C 代码描述了其关键算法。
最后通过实验数据并结合项目实例介绍了该网关在西门子楼宇自动化系统中的应
用。验证了网关设计的合理有效性,很好地满足了项目对网关的设计要求。

关键词楼宇自动化,嵌入式网关,协议转换,OPC,Soft Controller
1
基于楼宇自动化系统的嵌入式网关设计与开发
DESIGN AND DEVELOP OF EMBEDDED GATEWAY
BASED ON BUILDING AUTOMATION SYSTEM

ABSTRACT
Along with the improvement of information technique puter technology,
Building automation system (BAS) tends to be Integrated Intelligent worked. However,
more types of the building automation equipment promoted by panies engaging in
BAS, and diversification in munication protocols is increasingly evident in the
integrated work, which have severely influenced engineering time, cost, system
stability and the performance of the building system. According to building automation
integration factories, spot debug time mainly concentrates on munication protocol
transformation and working with pany’s equipment in BAS. This
wastes a large amount of manpower, materials and financial resources, and also greatly affects
the project scheduling.
The solution to standardization munication protocol transformation and
communication protocol in BAS is significant; Furthermore, munication protocol
standardization of BAS will be a developmental tendency in the future. Having considered