本實用新型涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)關(guān)與智能家居設(shè)備之間屬于單向傳輸信息，只能由手機App單向發(fā)送指令給家居設(shè)備，而設(shè)備的實際開關(guān)狀態(tài)在手機App上不能體現(xiàn)，用戶不能實時掌握智能設(shè)備當(dāng)前的開關(guān)情況。

現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)關(guān)容易受無線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的影響，引起網(wǎng)關(guān)與設(shè)備之間連接中斷，造成設(shè)備不能使用App進(jìn)行控制?，F(xiàn)有技術(shù)中的家居網(wǎng)關(guān)接口少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種網(wǎng)關(guān)，其用于智能家居的核心控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模塊、433MHz射頻模塊、315MHz射頻模塊、Zigbee模塊、RS232模塊、RS485模塊、CAN總線模塊的互通。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種網(wǎng)關(guān)，包括網(wǎng)關(guān)本體，所述網(wǎng)關(guān)本體包括微處理器、存儲模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊及射頻模塊；所述微處理器分別與存儲模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊及射頻模塊相連。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述的微處理器包括主處理器和從處理器，主處理器與從處理器相連；所述主處理器分別與WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲模塊及Zigbee模塊相連；所述從處理器分別與射頻模塊與存儲模塊相連。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述網(wǎng)關(guān)本體還包括RS232模塊、RS485模塊、CAN總線模塊及USB-OTG模塊；所述RS232模塊、RS485模塊及CAN總線模塊與從處理器相連，所述USB-OTG模塊與主處理器相連。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述的存儲模塊包括FLASH存儲器、SRAM存儲器及SD卡；所述FLASH存儲器包括FLASH存儲器一和FLASH存儲器二；所述SRAM存儲器及FLASH存儲器一與主處理器相連，所述FLASH存儲器二與從處理器相連。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述的射頻模塊包括433MHz射頻模塊及315MHz射頻模塊，所述433MMHz射頻模塊及315MHz射頻模塊與從處理器相連。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述的網(wǎng)關(guān)本體還包括音頻模塊和FM模塊；所述主處理器分別與音頻模塊及FM模塊相連。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述的網(wǎng)關(guān)本體還包括顯示模塊，所述顯示模塊與主處理器相連；所述的顯示模塊為OLED模塊；所述網(wǎng)關(guān)本體還包括供電的電源模塊。

優(yōu)選地，所述主處理器采用單片機STM32F407ZGT6，所述從處理器采用單片機STM103RET6。

優(yōu)選地，所述FLASH存儲器一及FLASH存儲器二均采用存儲芯片W25Q16，F(xiàn)LASH存儲器一的W25Q16的1腳、2腳、5腳、6腳分別連接主處理器的122腳、75腳、76腳、74腳；Flash存儲器二存儲芯片W25Q16的1腳、2腳、5腳、6腳分別連接從處理器的59腳、22腳、23腳、21腳。

優(yōu)選地，SRAM存儲器采用芯片IS62WV51216，芯片IS62WV51216與主處理器采用FSMC協(xié)議模塊相連，片選引腳使用主處理器的NE3腳，芯片IS62WV51216數(shù)據(jù)總線為16位分別與主處理器的具有FSMC功能的數(shù)據(jù)引腳相連，芯片IS62WV51216地址總線為19位分別與主處理器的具有FSMC功能的地址引腳相連。

優(yōu)選地，以太網(wǎng)模塊采用以太網(wǎng)芯片LAN8720，芯片LAN8720的7腳、8腳、12腳、13腳、14腳、15腳、16腳、17腳、18腳分別于主處理器的45腳、44腳、43腳、36腳、27腳、35腳、37腳、126腳、129腳、128腳相連。

優(yōu)選地，F(xiàn)M模塊與主處理器通過I2C協(xié)議通信，F(xiàn)M模塊采用TEA5767M芯片，TEA5767M芯片的1腳2腳分別與主處理器的46、47腳相連。

優(yōu)選地，音頻模塊采用音頻芯片WM8978，音頻芯片與主控制器通過I2S、I2C協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，音頻芯片的音頻輸入與FM模塊的音頻輸出引腳相連，把FM模塊的音頻放大輸出到揚聲器；音頻芯片的7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、16腳、17腳分別與主控制器的110腳、133腳、134腳、135腳、97腳、47腳、46腳。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型有益效果。

1. 網(wǎng)關(guān)與Internet之間為有線連接，穩(wěn)定性增強，有效降低掉線的頻率，用戶可以實時控制智能家居設(shè)備。

2.可控制外設(shè)兼容多種通信方式，并將相同功能不同通訊方式的外設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

3. 使用主、從雙處理器，同時處理網(wǎng)關(guān)邏輯，增加運行速度。

4. 網(wǎng)關(guān)設(shè)置有FM模塊，具備FM收音功能，可由網(wǎng)關(guān)收聽FM廣播。

5. 網(wǎng)關(guān)設(shè)置有音頻模塊，具備音頻播放功能，可進(jìn)行語音播報及音樂收聽。

6. 集成有多種通訊模式，可兼容外設(shè)品種多。

7. 具有OLED屏幕顯示網(wǎng)關(guān)運行狀態(tài)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進(jìn)一步說明。本實用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1是本實用新型原理框圖。

圖2為主處理器的電路示意圖。

圖3為Flash存儲的電路示意圖。

圖4為OLED顯示屏的電路示意圖。

圖5為SRAM存儲器的電路示意圖。

圖6為SD卡的電路示意圖。

圖7為FM模塊的電路示意圖。

圖8為WiFi模塊的電路示意圖。

圖9為音頻模塊的電路示意圖。

圖10為以太網(wǎng)模塊電路示意圖。

圖11為USB-OTG模塊的電路示意圖。

圖12-1為3.3V電壓輸出電路示意圖。

圖12-2為5V電壓輸出電路示意圖。

圖12-3為充電管理部分電路示意圖。

圖13為從處理器的電路示意圖。

圖14為Zigbee模塊的接口電路示意圖。

圖15為315MHz射頻模塊的電路示意圖。

圖16為RS485的電路示意圖。

圖17為RS232的電路示意圖。

圖18為433MHz射頻模塊的電路示意圖。

圖19為CAN總線模塊的電路示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括網(wǎng)關(guān)本體，所述網(wǎng)關(guān)本體包括微處理器、存儲模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊、射頻模塊；所述微處理器分別與存儲模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、Zigbee模塊及射頻模塊相連。

所述的微處理器包括主處理器和從處理器，主處理器與從處理器相連；所述主處理器分別與WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲模塊及Zigbee模塊相連；所述從處理器分別與射頻模塊與存儲模塊相連。

所述網(wǎng)關(guān)本體還包括RS232模塊、RS485模塊、CAN總線模塊及USB-OTG模塊；所述RS232模塊、RS485模塊及CAN總線模塊與從處理器相連，所述USB-OTG模塊與主處理器相連。

所述的存儲模塊包括FLASH存儲器、SRAM存儲器及SD卡；所述FLASH存儲器包括FLASH存儲器一和FLASH存儲器二；所述SRAM存儲器及FLASH存儲器一與主處理器相連，所述FLASH存儲器二與從處理器相連。

所述的射頻模塊包括433MHz射頻模塊及315MHz射頻模塊，所述433MHz射頻模塊及315MHz射頻模塊與從處理器相連。

所述的網(wǎng)關(guān)本體還包括音頻模塊和FM模塊；所述主處理器分別與音頻模塊及FM模塊相連。

所述的網(wǎng)關(guān)本體還包括顯示模塊，所述顯示模塊與主處理器相連；所述的顯示模塊為OLED模塊；所述網(wǎng)關(guān)本體還包括供電的電源模塊。

所述的網(wǎng)關(guān)本體還包括藍(lán)牙模塊。

微處理器：所述的主處理器采用STM32F407ZGT6單片機，用于與服務(wù)器、用戶手機通訊，網(wǎng)關(guān)內(nèi)部邏輯處理，數(shù)據(jù)存儲等；所述從處理器采用STM103RET6單片機，用于處理各個外設(shè)的數(shù)據(jù)交換。使用雙處理器后，可以同時處理不同的邏輯任務(wù)，提高網(wǎng)關(guān)的處理速度，其電路如圖2所示。從處理器用來處理與之相連的模塊或模塊的數(shù)據(jù)，其電路如13所示。并與主處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

存儲模塊：包括SRAM存儲器及Flash存儲器；Flash存儲器包括Flash存儲器一和Flash存儲器二均采用存儲芯片W25Q16，其電路如圖3所示，F(xiàn)lash存儲器一存儲芯片W25Q16的1腳、2腳、5腳、6腳分別連接主處理器的122腳、75腳、76腳、74腳；Flash存儲器二存儲芯片W25Q16的1腳、2腳、5腳、6腳分別連接從處理器的59腳、22腳、23腳、21腳。

SD卡：如圖6所示，SD卡接插于SD卡座上，SD卡座通過SDIO協(xié)議與主處理器芯片相連，數(shù)據(jù)腳1、2、7、8分別與主處理器芯片的引腳111、112、98、99相連，卡座的命令引腳3、時鐘引腳5分別與主處理器芯片的116、113引腳相連。

SRAM存儲器：用來為主處理器提供額外RAM空間，存儲主處理器的運行緩存，如圖5所示，SRAM芯片IS62WV51216與主處理器采用FSMC協(xié)議模塊相連，片選引腳使用主處理器的NE3腳，數(shù)據(jù)總線為16位分別與主處理器的具有FSMC功能的數(shù)據(jù)引腳相連，地址總線為19位分別與主處理器的具有FSMC功能的地址引腳相連。

Flash存儲器一用于存儲網(wǎng)關(guān)的ID信息，F(xiàn)lash存儲器二用于存儲網(wǎng)關(guān)的出廠固件程序及用戶固件程序，SD卡用于存儲用戶設(shè)備信息及運行腳本。

顯示模塊：顯示模塊采用OLED模塊，用來顯示相關(guān)的信息；其電路如圖4所示，OLED模塊的3腳、4腳、5腳、6腳、7腳相對應(yīng)的與連接主處理器74腳、76腳、91腳、93腳、92腳。

WiFi模塊：用來實現(xiàn)無線WiFi網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)數(shù)據(jù)的交換；如圖8所示，WiFi模塊與主處理器是通過串口協(xié)議連接的，WiFi模塊WiFi_SPWF01S的6腳、8腳相對應(yīng)的與主處理器的124腳、96腳相連。

以太網(wǎng)模塊：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，采用以太網(wǎng)芯片LAN8720，LAN8720滿足IEEE802.3/802.3u協(xié)議；如圖10所示，芯片LAN8720的7腳、8腳、12腳、13腳、14腳、15腳、16腳、17腳、18腳分別于主處理器的45腳、44腳、43腳、36腳、27腳、35腳、37腳、126腳、129腳、128腳相連，圖10中的HR911105A1為帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RJ45模塊（網(wǎng)線模塊）。

FM模塊及音頻模塊。

FM模塊：FM模塊與主處理器通過I2C協(xié)議通信，F(xiàn)M模塊采用TEA5767M芯片，其電路如圖7所示，F(xiàn)M模塊的1腳2腳分別與主處理器的46、47腳相連。

音頻模塊：主要負(fù)責(zé)音頻的錄音、音頻的解碼與音頻的放大輸出；采用音頻芯片WM8978，如圖9所示，音頻芯片與主控制器通過I2S、I2C協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，音頻芯片的音頻輸入與FM模塊的音頻輸出引腳相連，把FM模塊的音頻放大輸出到揚聲器；音頻芯片的7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、16腳、17腳分別與主控制器的110腳、133腳、134腳、135腳、97腳、47腳、46腳。

Zigbee模塊: 用于Zigbee數(shù)據(jù)的無線收發(fā)功能，Zigbee模塊模塊與從設(shè)備通過串口通信，其Zigbee模塊連接如圖14所示。Zigbee模塊采用TI公司的型號為CC2530的Zigbee模塊。

射頻模塊：包括433M射頻模塊及315MHz射頻模塊；315MHz射頻模塊用來接收315MHz數(shù)據(jù)信號，其電路如圖15所示，模塊的數(shù)據(jù)引腳連接三極管9014的基極，三極管的發(fā)射極連接從處理器的14腳。433M射頻模塊負(fù)責(zé)射頻433Mhz數(shù)據(jù)接收與發(fā)送，其電路如圖18所示，該模塊與從處理器通過SPI通信協(xié)議連接，該模塊的2、5、6、7、8、9、11腳分別接從處理器的39、33、36、35、34、58腳。

CAN總線模塊：通過CAN總線協(xié)議來完成數(shù)據(jù)通信，其電路如圖19所示，采用芯片TD301DCAN，該芯片的3、4腳分別連接從處理器的45、44腳。

USB-OTG模塊：如圖11所示，該電路的電源芯片來控制對USB設(shè)備供電通斷，該芯片的引腳1、2分別與主處理器的21腳、22腳相連；芯片USBLC6-4起到靜電防護(hù)的作用，USB座J8的1腳、2腳、3腳分別與主處理器的101腳、103腳104腳相連。由5V電源開關(guān)AIC1526、防靜電保護(hù)芯片USBLC6-4 與單片機STM32F407ZGT6的USB功能的模塊來實現(xiàn)USB-OTG，USB-OTG模塊主要用于連接移動存儲設(shè)備，進(jìn)行網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)備份。

RS232模塊： RS232模塊采用芯片MAX3232，如圖17所示，串口芯片MAX3232的7、8、13、14腳分別接上雙二極管SMA15CA起到防護(hù)的作用。

RS485模塊：此模塊通過485協(xié)議來處理數(shù)據(jù)信息，如圖16所示，485模塊的3、4、5腳相對應(yīng)的連接從處理器的29、30、61腳。

電源模塊：為網(wǎng)關(guān)本體供電，包括電源部分和充電管理部分。電源部分又分為5V電壓輸出部分和3.3V電壓輸出部分。

如圖12-2所示，5V電壓輸出部分：XL1509-5V的輸入引腳接12V，輸出引腳為5V。

如圖12-1所示，3.3V電壓輸出部分：XL1509-3.3V的輸入引腳接12V，輸出引腳為3.3V，SP6025EM5-3.3的輸入引腳接4V，輸出引腳為3.3V；充電管理電路：充電芯片的輸出引腳接電池正極，供電VCC接5V。電源芯片XL1509-5.0輸入12V輸出5V，電源芯片XL1509-3.3輸入12V輸出3.3V。

如圖12-3所示，充電管理芯片TP4056的5腳接鋰電池，在有外部供電時，場效應(yīng)管AO3401截止，鋰電池就會被充電，外電直接供給電源芯片SP6025EM5-3.3輸出3.3V，當(dāng)無外部供電時，場效應(yīng)管AO3401導(dǎo)通，鋰電池供電給電源芯片SP6025EM5-3.3輸出3.3V；掉電檢測可以檢測到當(dāng)前所用的是外電還是電池供電，此引腳與從處理器的9腳相連，電池電量檢測的引腳與從處理器的8腳相連。

本網(wǎng)關(guān)將多種可控制外設(shè)進(jìn)行集中控制，并將相同功能，不同通訊方式的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，方便用戶控制，同時又可將設(shè)備的控制結(jié)果反饋給用戶，保證控制的有效。網(wǎng)關(guān)具有免編譯及時腳本運行功能，用戶可隨時隨地更改配置，并即時看到修改效果；用戶在使用網(wǎng)關(guān)時，不同的操作都有語音進(jìn)行播報提示。網(wǎng)關(guān)使用有線連接，無須多余配置，即連即用。