本實用新型涉及家電遠(yuǎn)程一種家庭網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)使人們可異地控制家庭內(nèi)部設(shè)備，拓展了人們的生活空間，為人們管理家庭設(shè)備提供了方便的手段。但由于很多普通家電卻不具備智能控制所需的條件，為了實現(xiàn)對普通家電的智能控制，需要設(shè)計一個中間設(shè)備--家庭網(wǎng)關(guān)，以紅外遙控的方式實現(xiàn)普通家電的遠(yuǎn)程控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于實現(xiàn)家電遠(yuǎn)程控制的家庭網(wǎng)關(guān)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種家庭網(wǎng)關(guān)，用于家電的遠(yuǎn)程控制，包括：

中央處理器；

WiFi模塊，與中央處理器相連，用于實現(xiàn)處理器與手機的通訊；

遙控自學(xué)習(xí)模塊，與中央處理器相連，用于識別并原樣接收各家電的遙控器發(fā)出的紅外脈沖碼；

存儲模塊，與中央處理器相連，用于存儲系統(tǒng)文件及遙控各家電的紅外脈沖碼；

Zigbee模塊，與中央處理器相連，作為家電遠(yuǎn)程控制的主節(jié)點，將由存儲模塊調(diào)用出的紅外脈沖碼發(fā)送給控制各家電的分節(jié)點，各分節(jié)點經(jīng)紅外發(fā)射器發(fā)出對應(yīng)的紅外脈沖碼，實現(xiàn)家電的控制；

人機交互模塊，與中央處理器相連，用以輸入需要被識別的遙控器及其按鍵的備注信息；

以及為各模塊供電的電源模塊。

進(jìn)一步地，所述中央處理器采用S3C2440A處理器。

進(jìn)一步地，所述WiFi模塊為HF-A11X型嵌入式模塊，中央處理器的3個GPIO口分別控制其WIFI狀態(tài)指示(nLink)、模塊啟動狀態(tài)指示(nReady)以及模組復(fù)位(nRST)。

進(jìn)一步地，遙控自學(xué)習(xí)模塊為TL538型紅外一體化接收頭，其將接收到的紅外脈沖碼發(fā)送到中央處理器的GDF2引腳進(jìn)行采集。

進(jìn)一步地，所述存儲模塊包括SDRAM存儲器及Flash存儲器

進(jìn)一步地，所述Zigbee模塊采用CC2430型單片機。

進(jìn)一步地，所述人機交互模塊為LCD觸摸屏。

采用上述技術(shù)方案后，本實用新型與背景技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、在不改裝原有家電的情況下使用中間網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)原有家電的遠(yuǎn)程控制，設(shè)備投入小、兼容性高。

2、通過優(yōu)選網(wǎng)關(guān)的各部件，實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)的低功耗及高性價比，使產(chǎn)品容易普及。其中，S3C2440A提供一組完整的系統(tǒng)外圍設(shè)備，從而大大減少了整個系統(tǒng)的成本，省去了為系統(tǒng)配置額外器件的開銷；HF-A11x是基于Uart接口的符合WIFI無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，其內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口或TTL電平數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換、兼容性及可靠性高；Zigbee模塊采用CC2430型單片機構(gòu)建，具有超低功耗、高靈敏度、出眾的抗噪聲及抗干擾能力，并且包括的許多強大的外設(shè)資源。

附圖說明

圖1為家庭網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為處理器S3C2440A與HF-A11x的電路連接示意圖；

圖3為紅外脈沖碼接收電路原理圖；

圖4為紅外脈沖碼的接收和存儲的流程圖；

圖5為Zigbee模塊硬件原理圖；

圖6為紅外指令的接收及發(fā)送的程序流程圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例

如圖1所示，一種家庭網(wǎng)關(guān)，用于家電的遠(yuǎn)程控制，包括：中央處理器、分別與中央處理器相連的WiFi模塊、遙控自學(xué)習(xí)模塊、存儲模塊、Zigbee模塊、人機交互模塊以及為各模塊供電的電源模塊。

其中，中央處理器采用S3C2440A處理器，S3C2440A處理器集成了LCD控制器、USBHost、NAND控制器、BUS控制器、中斷控制、功率控制、存儲控制、UART、SPI和GPIO等豐富的系統(tǒng)外圍設(shè)備，從而大大減少了整個系統(tǒng)的成本，省去了為系統(tǒng)配置額外器件的開銷，實現(xiàn)了低功耗與高性價比。WIFI模塊采用第三代嵌入式Uart-WIFI模塊產(chǎn)品HF-A11x，Uart-WIFI是基于Uart接口的符合WIFI無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，支持的頻率范圍(2.412～2.484GHz)，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口或TTL電平數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。

如圖2所示的是處理器S3C2440A與HF-A11x相連的電路圖，處理器S3C2440A的串口直接與HF-A11x的串口相連以進(jìn)行通信。S3C2440A的3個GPIO口分別控制其WIFI狀態(tài)指示(nLink)、模塊啟動狀態(tài)指示(nReady)以及模組復(fù)位(nRST)，S3C2440A外部接口電源3.3V為WiFi模塊供電。

家庭中的家電普遍采用紅外遙控設(shè)備，要控制家電就要知道所對應(yīng)的紅外遙控碼。遙控器紅外脈沖碼一般由引導(dǎo)碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)碼反碼和結(jié)果碼組成。由于各個公司生產(chǎn)的紅外編/解碼芯片采用的編/解碼方式和脈寬周期不同，導(dǎo)致了市場上的各類遙控器的功能互不兼容。為了能擁有各種遙控器的遙控功能，首先必須要正確地原樣接收并存儲遙控器的紅外脈沖碼，遙控自學(xué)習(xí)模塊用于識別并原樣接收各家電的遙控器發(fā)出的紅外脈沖碼。

為實現(xiàn)紅外脈沖碼的識別，遙控自學(xué)習(xí)模塊需要包括紅外接收二極管(光敏二極管)、前置放大電路、濾波器、檢波解調(diào)電路等處理電路。本實施例采用將紅外接收二極管、前置放大電路以及解調(diào)電路等集成在同一芯片上的TL538型紅外一體化接收頭作為遙控自學(xué)習(xí)模塊。它具有寬電壓適應(yīng)、功耗低、成本低、高接收靈敏度以及優(yōu)良的抗干擾特性，是通用接收紅外信號并解調(diào)的元件，不需要任何外接元件，就可以完成從紅外線接收到輸出TTL電平的數(shù)字信號。

如圖3所示，紅外一體化接收頭將接收到的紅外脈沖碼解調(diào)成合適電平的數(shù)字脈沖基帶信號，直接送到S3C2440A的GDF2引腳進(jìn)行采集。GDF2是個復(fù)用端口，要把它設(shè)置為外部中斷功能，中斷設(shè)置模式為雙沿中斷，實現(xiàn)紅外脈沖碼的接收。如圖4所示的是實現(xiàn)紅外脈沖碼的接收和存儲的程序流程圖，采用定時器對信號高低電平計時的方法來采集數(shù)據(jù)，TL538在無紅外信號時一直處于高電平，當(dāng)紅外信號到來時，有一個下降沿，觸發(fā)外部中斷，系統(tǒng)啟動內(nèi)部定時器，當(dāng)再次觸發(fā)外部中斷時，讀取計數(shù)器的值，然后依次讀取計數(shù)器的值。由于一條紅外指令的長度不會超過220ms,如果采集到編碼信號的長度大于220ms,就認(rèn)為編碼采集已經(jīng)結(jié)束，觸發(fā)定時器溢出中斷，關(guān)閉定時器，計算計時器每兩個計數(shù)的差值(紅外脈沖碼的脈寬值)，這樣紅外脈沖碼就被原封不動的全部記憶。存儲模塊由SDRAM存儲器及Flash存儲器組成,Flash存儲器斷電后信息不會丟失，用于存儲系統(tǒng)文件及所采集的紅外脈沖碼，SDRAM存儲器不具備斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力，但其存儲速度遠(yuǎn)高于Flash存儲器,用作程序的運行空間、數(shù)據(jù)與堆棧區(qū)。

Zigbee模塊作為一種新興的無線通信技術(shù)，其低速率、低成本、低功耗、自配置和靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，非常適合于家庭內(nèi)部組網(wǎng)。本實用新型以Zigbee模塊作為家庭內(nèi)部網(wǎng)的主節(jié)點，實現(xiàn)分節(jié)點地址的分配。本實施例中Zigbee模塊采用CC2430型單片機，如圖5所示的是Zigbee模塊硬件原理圖，如圖6所示的是實現(xiàn)紅外指令的接收及發(fā)送的程序流程圖。

觸屏LCD作為人機交互模塊與中央處理器相連，為了存儲時能將遙控器及對應(yīng)按鍵與其紅外指令對應(yīng)，在遙控器自學(xué)習(xí)模塊的前臺界面要輸入房間、電器以及按鍵的名稱，因此觸屏LCD設(shè)計有鍵盤以進(jìn)行備注信息的輸入。用戶在界面輸入房間及電器名稱后對著紅外一體化接收頭按下遙控器的對應(yīng)按鍵接收紅外指令，按確認(rèn)后，將房間、電器、按鍵信息以及所對應(yīng)的遙控器紅外指令存入存儲模塊中。電源模塊與所述中央處理器相連，經(jīng)其外部接口電源為各模塊供電。

工作時，家庭網(wǎng)關(guān)通過WiFi模塊接收到手機發(fā)來的控制指令，先進(jìn)行身份驗證(手機號碼驗證)，通過之后將指令內(nèi)容提取出來作為查詢條件，調(diào)取存儲器中所對應(yīng)的遙控器紅外指令，發(fā)送至Zigbee模塊。Zigbee模塊將中央處理器發(fā)出的紅外遙控指令發(fā)給對應(yīng)的分節(jié)點，分節(jié)點經(jīng)紅外射頻器發(fā)出對應(yīng)的紅外脈沖碼，實現(xiàn)家電的控制。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。