空气污染成为我们越来越关注的问题,改善室内空气质量显得尤为重要,新风系统可以对室内空气进行过滤和调温等控制,实时调节空气质量,提高舒适度,具有独特的优势广阔的应用前景。在嵌入式和物联网等高新技术应用的快速发展下,对作为新风系统核心的智能型新风网关系统的研究具有重要意义。本文通过对嵌入式网络和高级交互特性的深入研究与设计,在新风网关上对执行与传感网络的进行实现与融合,并实现本地可视化交互与远程交互等功能特性。首先,对新风网络系统的需求和模型进行分析,探讨新风网关系统的架构方案,介绍网关系统使用的基于ARM处理器的核心嵌入式系统和通信接口电路模块的硬件平台以及嵌入式Linux系统软件平台,搭建嵌入式系统的跨平台Qt交叉编译开发环境。其次,对传感器和执行网络模型进行分析与设计,研究Modbus通信软件协议栈系统,设计传感器标准数据模型。研究CANopen网络系统原理,对对象字典、过程通信、服务通信、网络管理单元等进行设计。研究云端MQTT通信模式,分析通信及其消息发布和订阅通信流程,设计基于传输层安全协议的数据通信加密策略,解决面向互联网的网络安全问题。然后,实现基于队列模型的传感器网络Modbus主站协议栈和基于SocketCAN驱动的执行网络主站协议站,同时实现带有数据加密功能的MQTT通信客户端,并设计基于Qt技术的图形用户接口应用程序。最后,搭建网络通信从站实验平台,设计基于PSoC微控制器的传感器从站节点通信驱动程序和基于数字信号处理器的风机设备从站节点通信驱动程序,对网关系统传感器网络和执行设备网络通信处理能力进行了实验验证。搭建MQTT代理服务器和WEB服务器,设计基于JavaScript技术的Html前端测试界面,实验验证了远端交互功能特性。