CN102185743A - 一种基于智能网关的数字家庭网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能网关的数字家庭网络系统。该系统包括家庭网关、家庭网络；所述家庭网关同时连接多个或不同种类接入方式的接入设备；所述家庭网络分为：家庭控制网、数字数据网、家庭A/V网；家庭控制网采用基于X210总线协议的PLC电力线载波技术为传输介质；数字数据网、家庭A/V网以无线为传输介质，采用超宽频UWB方式。本发明实现了家庭网关的多业务和多种端口技术、三网合一的内部网络协议转换技术、智能路由技术及网络数据包过滤技术的综合应用，方便家庭设备的管理及通信。

Description

一种基于智能网关的数字家庭网络系统

技术领域

本发明涉及数字家庭技术领域，具体涉及一种基于智能网关的数字家庭网络系统。

背景技术

目前，数字家庭技术已基本完成了数字化演进，进入网络化的发展阶段。“十二五”期间各种网络技术将进一步蓬勃发展，并向数字家庭应用环境进行渗透。数字家庭中的网络连接技术将呈现出多样化、宽带化、融合化的发展趋势。家庭内部布线技术包括以太网、WiFi、PLC、Bluetooth，UWB，Zigbee等能够构建出一个覆盖各种应用场景需求的完整家庭内部网络，突破设备间彼此独立的传统模式，完成数字家庭设备的互联互通。而各种宽带接入技术包括xDSL、PON、3G、WiMax，Cable Modem等将各种公共网络服务及内容引入的数字家庭，使得信息在数字家庭内部、数字家庭之间、以及数字家庭与公共网络之间实现无缝的流通和协同。

目前的数字家庭网络，除了PC和家庭网关/路由器以外，又出现了媒体适配器及媒体服务器，这类新设备将许多媒体处理任务从PC中分流出来，构成一种无中心网络结构，如何将家庭控制网、数字数据网和家庭A/V网这三个相互之间异构的网络共同构成家庭高速信息网，以实现网络接入、防盗报警、室内电器自动控制管理、门禁对讲、远程抄表、远程Web监控、视频点播等成为信息技术领域中的一个研究热点。

数字家庭网络通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭，并以可灵活配置的家庭智能布线系统，连接多种多样的终端设备，提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能，达到信息在家庭内部终端与外部公网及家庭内部终端之间的充分流通和共享。

因此，人们希望能提供一种基于智能网关的数字家庭网络系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于智能网关的数字家庭网络系统，能够应用于智能网关的管理，能实现内部网络协议转换，方便家庭设备的管理及通信。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于智能网关的数字家庭网络系统：

所述系统包括家庭网关、家庭网络；

所述家庭网关同时连接多个或不同种类接入方式的接入设备；

所述家庭网络分为：家庭控制网、数字数据网、家庭A/V网；

家庭控制网采用基于X210总线协议的PLC电力线载波技术为传输介质；

数字数据网、家庭A/V网以无线为传输介质，采用超宽频UWB方式。

可选的，所述家庭网关包括：RC32434CPU核心模块，以太网接口模块，ADSL电话接口模块，射频接口模块；

RC32434 CPU核心模块，以Linux操作系统为核心，管理、协调各周边模块，主要实现网络协议转换、智能路由、QoS动态配置、网络安全功能；

以太网接口模块，是管理多个以太网接入端口，负责实现轻量级TCP/IP协议栈；

ADSL电话接口模块，实现电话信号的数字化，并通过UWB进行传输，同时将宽带ADSL信号解调后进行广域网服务端口和局域网网络服务器之间的转发规则映射；

射频接口模块，内置高频头，对高频电视信号进行处理，具备选频、放大及变频功能，并通过多媒体编码器实时捕捉模拟数据流，编码转换为符合数字标准的数字媒体流。

可选的，所述家庭网关还包括：PLC电力线载波接口模块；

PLC电力线载波接口模块，通过PCI总线与RC32434 CPU进行信息交互，将外网对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端，采用正交频分复用调制和前向纠错核心算法。

可选的，所述家庭网关还包括：UWB无线通信模块；

UWB无线通信模块，通过PCI总线与RC32434 CPU进行信息交互，将宽带网络数据和多媒体音视频流通过超宽频UWB传输，同时接收PC和媒体终端的流媒体，通过网关转发到外网或内网。

可选的，所述家庭网关还包括：Web Server管理模块；

Web Server管理模块，将家庭内部各种智能应用终端的信息和状态均以网页的形式通过Web服务器传给远程监控用户。

上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例采用一种基于智能网关的数字家庭网络系统，可以应用于智能网关的管理，能实现内部网络协议转换和QoS(网络服务质量)动态配置，实现了家庭网关的多业务和多种端口技术、三网合一的内部网络协议转换技术、智能路由技术及网络数据包过滤技术的综合应用，方便家庭设备的管理及通信。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明基于智能网关的数字家庭网络系统的简单示意图；

图2是本发明基于智能网关的数字家庭网络系统的结构图；

图3是本发明中家庭网关架构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种基于智能网关的数字家庭网络系统，能够应用于智能网关的管理，能实现内部网络协议转换，方便家庭设备的管理及通信。

以下结合附图对本发明技术方案分别进行详细说明。

图1是本发明基于智能网关的数字家庭网络系统的简单示意图。如图1所示的数字家庭网络系统架构，包括家庭网关、家庭网络两个部分。图2则是系统的具体示意图。

1、家庭网关可同时连接多个或不同种类接入方式的接入设备，如支持ADSL和局域网接入。在系统功能上能够同时处理多种类型的接入网技术和多种类型的网络技术。

2、家庭网络分为三部分：家庭控制网、数字数据网、家庭A/V网，这三种网络在传输速率、带宽需求、传输介质、安全要求以及QoS(网络服务质量)要求上均有明显差异，因此可以使用多种技术来构建。

家庭控制网以采用基于X210总线协议的PLC电力线载波技术为传输介质；

而数字数据网、家庭A/V网以无线为传输介质，采用超宽频UWB技术，以极低功率的信号实现114Mb/s的传输速率，满足多媒体业务对带宽的需求。

如图2所示的数字家庭网络系统，支持射频接入技术，用户通过家庭网关内置的Web Server功能控制高频头选台，并通过多媒体编码器实时捕捉模拟数据流，编码转换为符合数字标准(如MPEG1)的数字媒体流，经WLAN传输到各多媒体播放终端，实现家庭内部各种信息终端的高速信息共享。

如图2所示的数字家庭网络系统，家庭网关能桥接接入网QoS和家庭网络的QoS，保障访问的内容不依赖于用以传送内容的硬件和传输机制；通过模块的远程下载功能，灵活地支持最新技术，使得系统很容易升级，以支持未来新兴业务。

如图2所示的数字家庭网络系统，通过家庭网关内置的Web Server功能实现远程对各种家用电器设备的控制、调节和监测，并通过SSID和VLAN技术保证用户控制命令和数据的安全性。

如图2所示的数字家庭网络系统，在家庭网关上实现外部网络和家庭网络之间的带宽映射分配机制，将外部网络中业务流按照家庭网络情况进行重新映射分配，需要在家庭网关上实现带宽的动态预留和分配功能，家庭网关需要同时实现外部网络和家庭网络的服务质量机制，保证端到端的QoS。

如图3所示的家庭网关架构，包括七个模块：RC32434CPU核心模块，以太网接口模块，ADSL电话接口模块，射频接口模块，PLC电力线载波接口模块，UWB无线通信模块，Web Server管理模块。

1、RC32434CPU核心模块，是家庭网关最为核心的部分，以Linux操作系统为核心，管理、协调各周边模块。主要实现网络协议转换、智能路由、QoS动态配置、网络安全等功能；

2、以太网接口模块是管理多个以太网接入端口，负责实现轻量级TCP/IP协议栈；

3、ADSL电话接口模块，实现电话信号的数字化，并通过UWB进行传输，同时可将宽带ADSL信号解调后进行广域网服务端口和局域网网络服务器之间的转发规则映射；

4、射频接口模块，内置高频头，对高频电视信号进行处理，具备选频、放大及变频功能，并通过多媒体编码器实时捕捉模拟数据流，编码转换为符合数字标准(如MPEG1)的数字媒体流；

5、PLC电力线载波接口模块，通过PCI总线与RC32434CPU进行信息交互，将外网对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端，此模块实现采用正交频分复用(OFDM)调制和前向纠错等核心算法；

6、UWB无线通信模块，通过PCI总线与RC32434CPU进行信息交互，将宽带网络数据和多媒体音视频流通过超宽频UWB传输，同时接收PC和媒体终端的流媒体，通过网关转发到外网或内网；

7、Web Server管理模块是家庭内部各种智能应用终端的信息和状态均以网页的形式通过Web服务器传给远程监控用户。

上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例采用一种基于智能网关的数字家庭网络系统，可以应用于智能网关的管理，能实现内部网络协议转换和QoS(网络服务质量)动态配置，实现了家庭网关的多业务和多种端口技术、三网合一的内部网络协议转换技术、智能路由技术及网络数据包过滤技术的综合应用，方便家庭设备的管理及通信。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种基于智能网关的数字家庭网络系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于智能网关的数字家庭网络系统，其特征在于：

所述系统包括家庭网关、家庭网络；

所述家庭网关同时连接多个或不同种类接入方式的接入设备；

所述家庭网络分为：家庭控制网、数字数据网、家庭A/V网；

所述家庭控制网采用基于X210总线协议的PLC电力线载波技术为传输介质；

所述数字数据网、家庭A/V网以无线为传输介质，采用超宽频UWB方式。

2.根据权利要求1所述的基于智能网关的数字家庭网络系统，其特征在于：

所述家庭网关包括：RC32434 CPU核心模块，以太网接口模块，ADSL电话接口模块，射频接口模块；

RC32434CPU核心模块，以Linux操作系统为核心，管理、协调各周边模块，主要实现网络协议转换、智能路由、QoS动态配置、网络安全功能；

以太网接口模块，是管理多个以太网接入端口，负责实现轻量级TCP/IP协议栈；

ADSL电话接口模块，实现电话信号的数字化，并通过UWB进行传输，同时将宽带ADSL信号解调后进行广域网服务端口和局域网网络服务器之间的转发规则映射；

射频接口模块，内置高频头，对高频电视信号进行处理，具备选频、放大及变频功能，并通过多媒体编码器实时捕捉模拟数据流，编码转换为符合数字标准的数字媒体流。

3.根据权利要求2所述的基于智能网关的数字家庭网络系统，其特征在于：

所述家庭网关还包括：PLC电力线载波接口模块；

PLC电力线载波接口模块，通过PCI总线与RC32434CPU进行信息交互，将外网对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端，采用正交频分复用调制和前向纠错核心算法。

4.根据权利要求2所述的基于智能网关的数字家庭网络系统，其特征在于：

所述家庭网关还包括：UWB无线通信模块；

UWB无线通信模块，通过PCI总线与RC32434CPU进行信息交互，将宽带网络数据和多媒体音视频流通过超宽频UWB传输，同时接收PC和媒体终端的流媒体，通过网关转发到外网或内网。

5.根据权利要求2所述的基于智能网关的数字家庭网络系统，其特征在于：

所述家庭网关还包括：Web Server管理模块；

Web Server管理模块，将家庭内部各种智能应用终端的信息和状态均以网页的形式通过Web服务器传给远程监控用户。

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