家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，包括觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、主控制模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、Wi-Fi通信模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊和電源模塊，其中所述主控制模塊分別與觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、Wi-Fi通信模塊和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，所述電源模塊分別與觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、主控制模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、Wi-Fi通信模塊和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊的電源端連接，給各模塊供電。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)、Wi-Fi、藍(lán)牙以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【專利說明】家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，具體是一種能夠?qū)崿F(xiàn)家庭物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，物聯(lián)網(wǎng)被看作是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信后的又一次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮，推動著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展指導(dǎo)意見出爐后，引發(fā)了廣泛關(guān)注。國家提出規(guī)劃，建立物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展體系，推廣示范應(yīng)用，讓一批物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢企業(yè)趁勢脫穎而出。其中作為百姓生活密切相關(guān)的智能家居行業(yè)，儼然成為物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的最普及的應(yīng)用，有望在這股發(fā)展大潮中加速發(fā)展，提前普及。我國智能家居目前存在著標(biāo)準(zhǔn)兼容性差、設(shè)備互聯(lián)互通困難、底層核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)品價(jià)格高、內(nèi)容和服務(wù)滯后等問題，家庭網(wǎng)關(guān)相比國外，也對應(yīng)存在著產(chǎn)品不兼容、交互性不強(qiáng)等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決家庭中多種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通問題，以及用戶與智能家居的交互問題，本實(shí)用新型提出了一種家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、W1-Fi網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)之間的無線短距離傳輸，以及與以太網(wǎng)的有線傳輸，解決了家庭中常用有線無線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通問題，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)服務(wù)器、本地控制終端、主流操作系統(tǒng)移動終端與智能家居的信息交互。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、主控制模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、W1-Fi通信模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊和電源模塊，其中所述主控制模塊分別與觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、W1-Fi通信模塊和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，所述電源模塊分別與觸摸顯示屏、RAM模塊、Flash模塊、主控制模塊、藍(lán)牙通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、W1-Fi通信模塊和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊的電源端連接，給各模塊供電。
[0005]具體地，所述藍(lán)牙通信模塊通過UART接口與主控制模塊連接通信。所述以太網(wǎng)通信模塊通過套接字接口與主控制模塊連接通信。所述W1-Fi通信模塊通過套接字接口與主控制模塊連接通信。所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過UART接口與主控制模塊連接通信。
[0006]更具體地，所述主控制模塊選用三星的S3C6410處理器。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，本物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)家庭中以太網(wǎng)、W1-F1、藍(lán)牙以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本實(shí)用新型的裝置可以通過附圖給出的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0009]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0010]圖中觸摸顯示屏、2-RAM模塊、3-Flash模塊、4-主控制模塊、5-藍(lán)牙通信模塊、6-以太網(wǎng)通信模塊、7-W1-Fi通信模塊、8-無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊、9-電源模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0011]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。在此，對本實(shí)用新型的說明解釋并不作為本實(shí)用新型的限定。
[0012]參見圖1，本實(shí)用新型包括觸摸顯示屏1、RAM模塊2、Flash模塊3、主控制模塊4、藍(lán)牙通信模塊5、以太網(wǎng)通信模塊6、W1-Fi通信模塊7、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊8和電源模塊9，其中所述主控制模塊4分別與觸摸顯示屏1、RAM模塊2、Flash模塊3、藍(lán)牙通信模塊5、以太網(wǎng)通信模塊6、W1-Fi通信模塊7和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊8連接，所述電源模塊9分別與觸摸顯示屏1、RAM模塊2、Flash模塊3、主控制模塊4、藍(lán)牙通信模塊5、以太網(wǎng)通信模塊6、W1-Fi通信模塊7和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊8的電源端連接。
[0013](I)家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要滿足長時(shí)間不斷電穩(wěn)定工作的要求，經(jīng)過前期認(rèn)真的市場調(diào)研以及對家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具體功能的需求分析之后，選擇ARMll架構(gòu)的Mini6410開發(fā)板作為家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的主控開發(fā)平臺。Mini6410開發(fā)板采用三星ARM處理器S3C6410，具有體積小、耗電低、處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，開發(fā)板上集成了 4線電阻式觸摸屏接口，支持真彩IXD和觸摸屏，支持多種標(biāo)準(zhǔn)和外設(shè)接口，并且支持多種操作系統(tǒng)，鑒于嵌入式Linux源碼的開發(fā)性，軟件資源非常豐富，支持多種體系結(jié)構(gòu)，且內(nèi)核高效穩(wěn)定，并具有完善的網(wǎng)絡(luò)通信和文件管理機(jī)制等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也為了能夠最大程度地使用Mini6410開發(fā)板的資源，本實(shí)用新型選擇嵌入式Linux作為家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開發(fā)的操作系統(tǒng)平臺。
[0014](2)本家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議選用IEEE802.15.4E標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)了 IEEE802.15.4的MAC層和PHY層，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自組織網(wǎng)和終端設(shè)備自適應(yīng)入網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速率有 250kb/s(2.4GHz)、40kb/s (915MHz)、20kb/s (868MHz)，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
[0015]在智能家居系統(tǒng)中采用IEEE802.15.4E樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各類傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過路由將數(shù)據(jù)上傳到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信模塊8，家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的主控制模塊4只需要完成與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信模塊8的通信便可實(shí)現(xiàn)與智能家居系統(tǒng)的WSN的通信，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信模塊8與主控制模塊4通過串口進(jìn)行通信。具體是通信機(jī)制可采用現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。
[0016](3)本家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的W1-Fi通信模塊7采用USI公司設(shè)計(jì)的WM-G-MR-09模塊，該模塊基于Marvell 88W8686單芯片解決方案，支持IEEE 802.llb/g兩個(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，Marvell 88W8686的802.11 MAC媒體介入控制器完成數(shù)據(jù)幀的封裝和解封裝，支持Ad-hoc和Infrastructure兩種操作模式，基帶處理部分完成IEEE 802.1lb中的直接序列擴(kuò)頻(DSSS)調(diào)制和IEEE 802.llb/g中的正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制，射頻系統(tǒng)完成基帶信號的調(diào)制與解調(diào)，支持G-SPI和SD1兩種接口。WM-G-MR-09模塊對88W8686進(jìn)行了模塊化封裝，屏蔽了射頻和基帶兩個(gè)硬件協(xié)議層，將濾波系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一的封裝，在硬件上完全分離了 W1-Fi主機(jī)與控制層，且提供SD1接口實(shí)現(xiàn)與主控制模塊4的無縫鏈接。
[0017](4)本家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的藍(lán)牙通信模塊5通過HC-07來實(shí)現(xiàn)與藍(lán)牙終端的通信。該藍(lán)牙通信模塊5集成了 CSR公司的BlureCore4-External芯片與8M Flash，支持藍(lán)牙規(guī)范 V2.0+EDR (Enhanced Data Rate)版本，支持 P100-P1011、USB、SP1、UART 以及 PCM 接口。HC-07藍(lán)牙通信帶UART接口，通過串口與主控制模塊4的S3C6410主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0018](5)本家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)通信模塊6采用Mini6410開發(fā)板自帶的1M/1OOM自適應(yīng)以太網(wǎng)RJ45接口，網(wǎng)卡芯片采用DM9000。
[0019](6)本實(shí)用新型家居物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)所在的智能家居系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備按照各自的時(shí)隙不斷地向家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上傳自身傳感器數(shù)據(jù)值，如溫度值、濕度值、舒適度值、煙霧值等等，家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收到各類傳感器值后，可通過以太網(wǎng)、W1-F1、藍(lán)牙三種方式將數(shù)據(jù)上傳給小區(qū)服務(wù)器或各類終端設(shè)備，同時(shí)，各終端設(shè)備也可將控制命令通過遠(yuǎn)程或局域網(wǎng)的方式下發(fā)給家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，再由其下發(fā)到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，以完成對節(jié)點(diǎn)設(shè)備的控制，最終實(shí)現(xiàn)智能家居的數(shù)據(jù)采集、通訊轉(zhuǎn)發(fā)、控制下達(dá)的功能。家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)采用面向具體應(yīng)用的應(yīng)用層轉(zhuǎn)換機(jī)制，即四種網(wǎng)絡(luò)在相互通信的過程中，不同幀格式的數(shù)據(jù)必須要經(jīng)過家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層的翻譯轉(zhuǎn)換，最后以新的幀格式進(jìn)行發(fā)送。WSN節(jié)點(diǎn)、藍(lán)牙設(shè)備、W1-Fi設(shè)備和以太網(wǎng)主機(jī)的數(shù)據(jù)經(jīng)由自身協(xié)議棧匯入家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)相應(yīng)通信模塊后，通信模塊將從物理層開始，經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層對四種協(xié)議棧進(jìn)行解析，最終將WSN節(jié)點(diǎn)、藍(lán)牙設(shè)備、W1-Fi設(shè)備和以太網(wǎng)主機(jī)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)交由家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用層進(jìn)行處理，包括按應(yīng)用層協(xié)議解析數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)調(diào)度和按照應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種應(yīng)用層協(xié)議轉(zhuǎn)換機(jī)制需有統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議，接入的網(wǎng)絡(luò)要遵守這一協(xié)議，才能進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。因此根據(jù)中華人民共和國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T 11314-2005《家庭控制子網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范》的應(yīng)用層統(tǒng)一設(shè)備管理協(xié)議UDCP，定義了適用于本實(shí)用新型的UDCP報(bào)文格式。通過以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型中各網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0020]以上所述具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案、效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施而已，并不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做得任何修改、等同代換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:包括觸摸顯示屏(1)、RAM模塊(2)、Flash模塊(3)、主控制模塊(4)、藍(lán)牙通信模塊(5)、以太網(wǎng)通信模塊(6)、W1-Fi通信模塊(7)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊(8)和電源模塊(9)，其中所述主控制模塊(4)分別與觸摸顯示屏(1)、RAM模塊(2),Flash模塊(3)、藍(lán)牙通信模塊(5)、以太網(wǎng)通信模塊(6)、Wi_Fi通信模塊(7)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊(8)連接，所述電源模塊(9)分別與觸摸顯示屏(1)、RAM模塊(2)、Flash模塊(3)、主控制模塊(4)、藍(lán)牙通信模塊(5)、以太網(wǎng)通信模塊(6)、W1-Fi通信模塊(7)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊(8)的電源端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述藍(lán)牙通信模塊(5)通過UART接口與主控制模塊(4 )連接通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述以太網(wǎng)通信模塊(6)通過套接字接口與主控制模塊(4)連接通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述W1-Fi通信模塊(7)通過套接字接口與主控制模塊(4)連接通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信模塊(8)通過UART接口與主控制模塊(4 )連接通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)所述家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于:所述主控制模塊(4)選用三星的S3C6410處理器。
【文檔編號】H04L12/66GK204258844SQ201420817204
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】童世華, 王炳鵬, 徐宏英, 瞿芳, 趙鵬舉, 佘明洪, 楊玉平, 王偉強(qiáng), 李毅 申請人:重慶電子工程職業(yè)學(xué)院