專利名稱：基于arm9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，具體涉及一種基于ARM9的嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
智能家居系統(tǒng)通常是由智能家居網(wǎng)關(guān)、信息家電、照明系統(tǒng)、儀表設(shè)備、安防系統(tǒng)等多種類型的設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。智能家居網(wǎng)關(guān)是智能家居的核心，它不僅負(fù)責(zé)智能家居中各種不同類型終端設(shè)備間的通信，而且還要完成對(duì)各種設(shè)備的集中控制、Internet接入以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。早期的PC架構(gòu)的智能家居網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)于中國(guó)智能家居的萌芽階段，基本上停留在向使用者展示智能家居的概念，實(shí)用性不強(qiáng)；目前很多國(guó)內(nèi)外智能家居廠商研制的基于單片機(jī)架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)在實(shí)用性、易用性和專業(yè)性方面有了很大程度上的提高；隨著嵌入式技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的高速發(fā)展，智能家居網(wǎng)關(guān)逐漸開(kāi)始采用嵌入式系統(tǒng)作為硬件平臺(tái)，并采用無(wú)線的方式組建智能家居網(wǎng)絡(luò)，其具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)已成為研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。如何設(shè)計(jì)具有高通用性的嵌入式網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)，集成通用智能家居網(wǎng)關(guān)功能，選用高性價(jià)比的嵌入式芯片，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)程報(bào)警等功能是嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。實(shí)用型新內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一個(gè)具備高通用性、高穩(wěn)定性和高性價(jià)比的嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。為提高智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的通用性，本實(shí)用新型提出在結(jié)構(gòu)上節(jié)點(diǎn)采用“核心板+底板”結(jié)構(gòu)，在性能上，節(jié)點(diǎn)底板既集成串口通信、以太網(wǎng)通信、LCD液晶顯示等普通網(wǎng)關(guān)通用功能，又?jǐn)U展集成GPRS通信，GPS導(dǎo)航，AD采集，WiFi局域網(wǎng)等智能家居網(wǎng)關(guān)專用功能。上述智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)核心板主控芯采用Atmel公司的AT91SAM9263處理器，該處理器運(yùn)行在200MHz時(shí)擁有220MIPS的運(yùn)算性能，具有DSP擴(kuò)展指令，JAVA硬件加速，該芯片為ARM9系列廣品，具有很聞的性價(jià)比。上述GPRS通信的核心模塊選用華為公司的EM310模塊；上述GPS導(dǎo)航核心模塊選用Swid公司的XN934+ ;上述AD采集核心芯片選用ADS7843 ;上述WiFi模塊選用環(huán)陸電氣股份有限公司(USI)最新的WM-G-MR-09無(wú)線局域網(wǎng)芯片；以太網(wǎng)控制芯片選用DM9161AEP高性能以太網(wǎng)控制芯片。進(jìn)一步的，上述EM310模塊與底板通過(guò)一個(gè)雙列50針高精密座相連，能夠插拔，以提高節(jié)點(diǎn)通用性；上述XN934+、ADS7843、WM-G-MR-09、DM9161AEP芯片直接集成到底板，以
提聞節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:1、智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采用“核心板+底板”的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的通用性；2、節(jié)點(diǎn)底板集成了 GPRS、WiF1、GPS等模塊，增強(qiáng)了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制及短信報(bào)警等能力，更適用于智能家居系統(tǒng)的控制；3、底板采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，便于后續(xù)產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)。
本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的附圖如下:圖1本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)底板模塊設(shè)計(jì)圖；圖2本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)核心板模塊設(shè)計(jì)圖；圖3GPRS模塊電路圖；圖4AD轉(zhuǎn)換模塊電路圖；圖5GPS模塊電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作詳細(xì)敘述。圖1為本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)底板模塊設(shè)計(jì)圖。圖上面為基本外部接口，包括IXD接口、觸摸屏接口、USB接口、串口擴(kuò)展口等；圖下面為電源模塊，輸入為12V，為底板各模塊提供12V、8V、3.3V、5V等不同要求的電壓，具有很高的穩(wěn)定性；圖左面是12路模擬傳感器信號(hào)輸入接口 ；圖右面為功能模塊區(qū)，包括GPRS模塊接口，集成的WiFi模塊、音頻模塊、GPS模塊、以太網(wǎng)模塊。圖2為本實(shí)用新型基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)核心板模塊設(shè)計(jì)圖，核心處理器型號(hào)為AT91SAM9263，核心板上集成了 128M運(yùn)行RAM和128M閃存，通過(guò)18.432MHz的晶振組成了一個(gè)最小系統(tǒng)。核心模塊以雙列直插的形式引出200個(gè)引腳，其中136個(gè)引腳是用戶可用的。在制作節(jié)點(diǎn)之前，首先要選擇器件，了解器件性能特點(diǎn)，然后用protel AD6.9軟件或其他繪圖軟件繪制原理圖，生成PCB板圖，PCB板可由專門(mén)廠家制作加工，最后把器件按原理圖焊接到電路板上，完成節(jié)點(diǎn)的制作。下面對(duì)各部分的原理圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3為GPRS模塊電路圖，電路包含核心模塊EM310模塊接口，EM310供電電路，SM卡座。該模塊的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于供電方案是否合理，特別是布線時(shí)要考慮瞬間大電流情況。圖4為AD轉(zhuǎn)換模塊電路圖，AD芯片為T(mén)LC2578，圖中能處理8路由模擬傳感信號(hào)，底板一共用了 2塊AD芯片，一共能處理12路模擬傳感信號(hào)和4路數(shù)字傳感信號(hào)。圖5為GPS模塊電路圖，該模塊電路較簡(jiǎn)單，模塊核心芯片選用XN934+，最終通過(guò)串口輸出。畫(huà)好的電路板交予廠家加工，然后手工焊接元器件，形成無(wú)線傳感器網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)。在焊接過(guò)程中，要注意器件引腳的方向，要防止虛焊和短路。
權(quán)利要求1.一種基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)采用“核心板+底板”的設(shè)計(jì)形式，核心板主控芯采用Atmel公司的AT91SAM9263處理器；底板采用模塊化設(shè)計(jì)思想，包括電源模塊、LCD液晶模塊、觸摸模塊、串口模塊、AD采集模塊、GPRS通信模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、GPS模塊和語(yǔ)音模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:節(jié)點(diǎn)底板集成了 GSM通信，GPS導(dǎo)航，傳感信號(hào)AD采集，WiFi局域網(wǎng)和以太網(wǎng)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述AD采集核心芯片選用ADS7843，AD采集模塊能同時(shí)處理12路模擬傳感信號(hào)和4路數(shù)字傳感信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述GPRS模塊與底板通過(guò)一個(gè)雙列50針高精密座相連，能夠插拔；所述WiFi模塊、語(yǔ)音模塊、GPS模塊直接集成到底板。
專利摘要一種基于ARM9的智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，本實(shí)用新型涉及一種基于ARM9的嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型目的在于提供一個(gè)具備高通用性、高穩(wěn)定性和高性價(jià)比的嵌入式智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型的特征是智能家居網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采用“核心板+底板”的結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)底板集成了GSM通信，GPS導(dǎo)航，AD采集，WiFi局域網(wǎng)和以太網(wǎng)功能，AD采集模塊能同時(shí)處理12路模擬傳感信號(hào)和4路數(shù)字傳感信號(hào)。本實(shí)用新型可作為智能家居網(wǎng)關(guān)，統(tǒng)一管理內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，能進(jìn)行手機(jī)短信報(bào)警和高精度定位。
文檔編號(hào)H04L12/28GK202931337SQ20122023050
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者鄒小平, 郭昌飛, 張榮榮, 莊光濤 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)