| 本文介紹嵌入式以太網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用，以及相關(guān)的端口映射方法、動(dòng)態(tài)域名實(shí)現(xiàn)方法等。 1.嵌入式以太網(wǎng)與智能家居簡介 TCP/IP、以太網(wǎng)目前成為用戶控制智能家居系統(tǒng)的主流接入方法。這種接入方法的流行也歸功于智能手機(jī)（iphone、安卓手機(jī)）手機(jī)的普及，因?yàn)闊o論是家庭的wifi接入和戶外的3G接入，智能手機(jī)都能夠輕松應(yīng)付。 對于控制端，目前的智能家居一般采用RS485、電力線載波PLC、無線（例如zigebee）等方案來實(shí)現(xiàn)，但是這些方案都缺少TCP/IP接入功能。無論是RS485、電力線載波PLC、zigebee等都可以轉(zhuǎn)化為TTL電平的串口。為此卓嵐的ZLSN2000模塊提供了TTL電平轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的功能，方便地實(shí)現(xiàn)了TTL電平串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的功能。 除此之外卓嵐提供了基于網(wǎng)頁的模塊ZLSN2030EX（ZLSN2000是不帶自定義網(wǎng)頁的），用戶可以將智能家居控制的網(wǎng)頁下載到ZLSN2030EX內(nèi)部，用戶通過智能手機(jī)打開網(wǎng)頁點(diǎn)擊按鈕可以直接控制電器。并且這個(gè)功能可以和普通的TTL電平串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)同時(shí)使用。 圖1. ZLSN2030EX與智能家居 2.卓嵐的嵌入式以太網(wǎng)與智能家居方案 卓嵐在智能家居應(yīng)用中具有多年的成功應(yīng)用案例，提供了多樣的解決方法。主要的方案有： 2.1 ZLSN2000TTL串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)核心模塊 和其它的實(shí)現(xiàn)智能家居TCP的方案相比，ZLSN2000的方案的特點(diǎn)是：穩(wěn)定、低成本、豐富功能、便捷。ZLSN2000有近10年的應(yīng)用，穩(wěn)定性可以保證；在大批量時(shí)ZLSN2000的價(jià)格也很有優(yōu)勢；ZLSN2000具有卓嵐產(chǎn)品基本上所有的功能，包括100個(gè)TCP連接、DNS、DHCP、串口類AT控制命令等；便捷性在于ZLSN2000是一個(gè)拿來即用的產(chǎn)品，用戶只需要當(dāng)作串口收發(fā)即可。 用戶一般在手機(jī)上編寫一個(gè)基于TCP/IP的軟件，然后通過這個(gè)軟件和ZLSN2000通信來實(shí)現(xiàn)家電的控制。 2.2 ZLSN2003EX網(wǎng)頁下載模塊 在包含ZLSN2000所有的功能的基礎(chǔ)上，ZLSN2030EX提供了用戶自定義網(wǎng)頁來控制家電的功能。詳細(xì)參考：基于網(wǎng)頁的TTL串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊。ZLSN2030EX不僅支持通過智能手機(jī)的用戶軟件訪問家電，也可以通過智能手機(jī)的瀏覽器訪問和控制家電。 2.3 卓嵐動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)ZLAN_DDNS 卓嵐具有自己的動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)，不需要申請花生殼等動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)，通過TTL串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊的序列號直接訪問模塊。詳細(xì)信息參考ZLAN_DDNS的介紹。 2.4 i-ZLAN云服務(wù)器 卓嵐的i-ZLAN云服務(wù)器平臺(tái)可以提供給智能家居作為手機(jī)和智能家居網(wǎng)關(guān)的通信中介。手機(jī)通過登錄、訪問i-ZLAN平臺(tái)的Web服務(wù)器來查看和控制家電。此種方式無需端口映射和動(dòng)態(tài)域名。 3.嵌入式以太網(wǎng)在智能家居應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù) 這里介紹ZLSN2000在智能家居應(yīng)用中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)： 3.1 端口映射技術(shù) 端口映射，也稱之為虛擬服務(wù)器、NAT等。在智能家居中是實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)手機(jī)、計(jì)算機(jī)訪問家庭內(nèi)部的智能家居網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。因?yàn)楦鶕?jù)TCP/IP的特點(diǎn)，外網(wǎng)的手機(jī)、計(jì)算機(jī)只能夠訪問家庭的路由器，而在路由器下面的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則無法直接訪問。而端口映射就是實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)計(jì)算機(jī)訪問內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用的，所以在智能家居中必須解決端口映射問題。這里介紹端口映射的實(shí)現(xiàn)步驟： - 1. 在路由器上添加轉(zhuǎn)發(fā)功能，以下以TP-LINK的TL-WR340G+ ADSL路由器為例，講述設(shè)置方法。
- （a）登錄路由器，進(jìn)入“轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則”->“虛擬服務(wù)器”，點(diǎn)擊“添加新條目”
- （b）在彈出的對話框中輸入ZLSN模塊的本地端口和ZLSN模塊的IP地址（參考下圖），并且在協(xié)議部分選擇ALL，在狀態(tài)部分選擇“生效”。點(diǎn)擊保存。
- 2. 保證路由器192.168.0.1和ZLSN模塊處于同一個(gè)局域網(wǎng)中（中間沒有跨網(wǎng)關(guān)，否則要再做一級映射）。然后打開ZLSN模塊電源。
- 3. 測試外網(wǎng)訪問。
- （a）獲取路由器的外網(wǎng)IP地址，如下圖所示
- （b）在外網(wǎng)計(jì)算機(jī)上打開卓嵐TCP&UDP測試工具。在“目的2”中輸入上面獲取的路由器IP地址，在“端口2”中輸入模塊本地端口地址。點(diǎn)擊“客戶連接”，如下圖輸出信息“TCP client connected …”表明連接建立成功。
- （c）此后TCP&UDP調(diào)試工具和模塊的串口可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，如下圖所示
2.2 動(dòng)態(tài)域名技術(shù) 在智能家居系統(tǒng)中，家庭路由器上網(wǎng)為固定IP的并不多見。通過ADSL寬帶上網(wǎng)一般每次用戶的ADSL上電登錄網(wǎng)絡(luò)其IP是不同的，為了獲得每次不同的IP，需要用到動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)——DDNS，其使用大致步驟如下（詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方法將在后面詳述）： - 首先用戶需要有一臺(tái)通過ADSL上網(wǎng)的PC機(jī)。
- 在該P(yáng)C上運(yùn)行動(dòng)態(tài)域名客戶端軟件。一般安裝動(dòng)態(tài)域名客戶端軟件后，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，該步驟實(shí)際可以省略。
- 用戶的智能手機(jī)用這個(gè)動(dòng)態(tài)域名進(jìn)行訪問。
詳細(xì)步驟說明如下： - 1. 安裝和申請。這里以使用“花生殼”動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)為例講述如何安裝和申請動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)。
- （a）下載客戶端軟件：進(jìn)入http://www.oray.com/ ，點(diǎn)擊“下載花生殼客戶端”下載客戶端。下載后進(jìn)行安裝，注意選擇安裝全部組件。安裝完畢以后要求重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。
- （b）計(jì)算機(jī)重啟以后會(huì)自動(dòng)運(yùn)行花生殼客戶端軟件，如上圖所示，點(diǎn)擊注冊新護(hù)照。注冊時(shí)注意，“Oray護(hù)照”將是以后的登錄名和域名前綴，例如以yourname作為護(hù)照。注冊完畢后自動(dòng)產(chǎn)生域名yourname.gicp.net。
- （c）在上圖的用戶名和密碼中輸入yourname和注冊時(shí)的密碼，登錄花生殼客戶端。以后系統(tǒng)啟動(dòng)會(huì)自動(dòng)登錄。
- 2. 測試域名有效性
- （a）在Windows開始菜單中點(diǎn)擊運(yùn)行，然后輸入cmd，如圖 15所示。
- （b）在彈出的窗口中輸入ping yourname.gicp.net，如果看到如圖 16 所示的應(yīng)答則表明動(dòng)態(tài)域名已經(jīng)生效。
- 3. 使用動(dòng)態(tài)域名
- （a）由于系統(tǒng)一啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行了花生殼客戶端程序，并自動(dòng)登錄。所以用戶只需要在聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的“目的IP或域名”參數(shù)中設(shè)置目的為剛申請的域名yourname.gicp.net，即可。
- （b）另外注意需要在路由器上制作“虛擬服務(wù)器”轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，做法和不使用動(dòng)態(tài)域名時(shí)*一樣
- 4. 路由器上登錄花生殼?，F(xiàn)在某些路由器（例如TP-LINK路由器）已經(jīng)支持在路由器上登錄花生殼軟件，這樣就無需在用戶家庭內(nèi)部的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上時(shí)刻運(yùn)行花生殼軟件，只要路由器一直處于上電狀態(tài)即可。具體操作方法請登錄路由器后查看其菜單選項(xiàng)。
參考文獻(xiàn)： http://www.zlmcu.com/products_serial_server.htm h | 
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