嵌入式系统是一种以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着计算机软硬件技术的迅速发展,嵌入式系统技术日趋成熟和完善,其可靠性高、性能强、功耗低等优点促使它在工业控制、交通管理、环境检测等众多领域中获得了广泛的应用。随着这一发展,新一代微控制器在各方面性能上都有长足的进步,嵌入式处理器更加适合家电网关平台的开发。其稳定性高,没有对资源的过多占用,没有其他不相关硬件的干扰,从而使系统很纯粹地用于所需的加工控制;嵌入式微处理器的集成度高,片上集成多种功能模块,网络支持进一步完善,集成了更多种类的网络接口;微控制器和处理器开发手段和调试平台越来越完善,嵌入式实时操作系统的广泛应用,对微控制系统的开发提供了良好的任务管理平台和底层驱动平台,这为上层软件模块的可靠简便开发和管理提供了有力的保证。本文在研究嵌入式系统理论和无线家电网关平台理论的基础上,提出了基于嵌入式、开放性、网络化的无线家电网关体系结构,并给出了软硬件体系结构的设计。硬件结构以ARM及STC单片机构建系统的主控平台,以TI公司的CC2500作为射频通信的硬件介质,配以系统所需的外围模块。软件系统以源代码公开的μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统为核心,网络协议栈采用开源的嵌入式TCPIP协议栈LWIP协议开发系统所需的应用软件,将μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统和LWIP协议栈扩展为一个完整、应用的嵌入式无线家电网关系统。深入研究通过μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统在硬件平台上的移植及其占先式内核的任务调度原理,根据任务的要求赋予不同的优先级和调度时间,保证任务的执行效率和实时性。在此基础上,研究了嵌入式TCPIP网络协议栈LWIP协议及其在μC/OS-Ⅱ上的移植,开发出了一个实用的嵌入式web系统,让用户能通过浏览网页的方式控制家电设备,在无线节点方面,根据无线射频传输的特点及功率方面的考虑,提出了基于RSSI为标准的差错重传协议,进一步降低射频通信的功耗以及提高数据的准确性。本系统克服了当前网络家电平台的缺陷,实现了系统的实时调度,提高了系统的可靠性和稳定性,实现了系统的多种网络支持,符合无线家电网关系统模块化、柔性化和网络化的发展需要。