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KNX作为新一代现场总线技术,凭借良好的互操作性和开放性、完善的通信机制以及支持多种通信介质等方面优势,在智能楼宇领域取得了广泛应用。随着智慧楼宇的不断发展,控制设备之间传递的信息量日益增加,对互操作性、互联也提出了更高的需求。本课题在对KNX通信内核研究的基础上,设计一种基于KNX通信协议的网关,实现KNX协议和TCP/IP协议的转换,实现KNX总线信号在高速以太网上的传输。KNX系统的扩展不再受传输距离的影响,而数据的传输量和传输速度也不再成为KNX系统的问题。从而实现楼层之间、楼宇之间的KNX设备的互联,推动楼宇建设向数字化、智能化方向发展,为打造智慧城市奠定基础。论文的主要工作总结如下:(1)分析了KNX总线技术和TCP/IP技术的工作原理、技术特点及通信协议。在此基础上,通过不同方案的对比,设计了系统总体架构及技术路线,最后完成了系统的软硬件设计。(2)完成了KNX通信模块的软硬件设计,KNX通信模块硬件部分以微控制器ATMEGA32为控制器,以FZE1066为收发器。软件部分主要分为驱动程序设计、系统程序设计以及应用程序,完成KNX通信内核在硬件平台上的开发。(3)完成了TCP/IP通信模块的软硬件设计,TCP/IP通信模块硬件部分以ARM Cortex-M3内核的微控制器STM32F103RE为主控制器,由电源模块、网络模块和接口模块组成。软件部分以μC/OS-II实时操作系统为核心,完成μC/OS-II的移植以及Lw IP协议栈的移植,实现标准的TCP/IP网络接口。(4)实现了KNX协议与TCP协议的转换,通过串口实现KNX通信模块与TCP/IP网络模块的交互,并实现了KNX-TCP/IP网关的信息过滤功能。(5)实现了网关与远端控制中心的通信协议的制定,实现远端控制中心对网关的参数设置、过滤表的设置以及对KNX节点设备的远程管理。测试结果表明,本论文开发的KNX-TCP/IP嵌入式网关设备运行稳定可靠,可扩展性强,网关设备在实现协议转换的同时,实现了网络管理和设备管理的功能,实现了网关的参数设置和KNX节点设备的远程控制。