CN104009912A - 一种新型通用物联网家庭网关 - Google Patents

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包依勤
杨种学
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Abstract

本发明公开了一种新型通用物联网家庭网关，其特征在于：包括CPU处理器、以太网接口、JTAG接口和电源模块；所述以太网接口、JTAG接口和电源模块分别与CPU处理器相连，且CPU处理器还连接有数码显示模块和RS232串口模块，并且CPU处理器还设置有USB接口和SD卡接口。本发明采用了ARM9嵌入式处理器，S3C2440芯片，并具有对内多个通信接口和对外多个外界信息接口功能，能够通过主站和智能手机二种方式控制家用电器，并且当接入不同的家电，有新的家电接口时，能够自动识别，不需要重新做软件和硬件的改动，达到远程遥控的目的。

Description

一种新型通用物联网家庭网关
技术领域
本发明涉及一种物联网家庭网关，尤其涉及一种新型通用物联网家庭网关。
背景技术
目前，常规的物联网网关，控制部分是由单片机来控制，随着新功能的不断增加和性能的不断提升，单片机的控制处理能力需要大大增强，需要具有网络功能的嵌入式操作系统来完成。
常规的物联网网关，下层通信模块分为有线方式和无线方式，二种方式各有特点，有线网络连接如RS232、RS485、CAN等，优点在于数据传输的可靠性强、传输速率高，而缺点在于网络体积庞大、灵活性差，且布线复杂，无线网络连接如Zigbee、电力载波等，有无需布线的优点，但有些复杂情况不能满足通信要求，需要根据具体应用进行配置。
常见的物联网网关，上层外界信息接口也分为有线方式和无线方式，有线方式如以太网，可靠性强、传输速率高，无线方式如GPRS、CDMA，可适用于多种场合, 需要根据具体应用进行配置。另外，常见的物联网网关,电源部分是外置的电源，整体性不强，安装调试比较复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种通用化，智能化，可实时通过手机监控家庭电器运行的新型通用物联网家庭网关。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种新型通用物联网家庭网关，其特征在于：包括CPU处理器、以太网接口、JTAG接口和电源模块；所述以太网接口、JTAG接口和电源模块分别与CPU处理器相连，且CPU处理器还连接有数码显示模块和RS232串口模块，并且CPU处理器还设置有USB接口和SD卡接口。
本发明采用ARM9嵌入式处理器，S3C2440芯片，内嵌Linux2.6操作系统和USB接口、SD卡接口、以太网接口、数码显示模块和RS232串口模块等驱动；外围只需搭建部分接口电路，就实现了通过主站和手机对家用电器的通断、监测、管理功能；并且电源、处理器和各种接口都在同一线路板上。上层接口通过搭建的阻容电路和水晶头连接网络，存储数据通过SD卡接口和USB接口用于配置XML完成多协议描述，下层接口通过MAX3232芯片和电容电路有线或无线连家电接口、从而实现了智能化控制的需求。
作为优选，所述CPU处理器为ARM9嵌入式处理器。
作为进一步优选，所述ARM9嵌入式处理器的芯片为S3C2440芯片。
作为进一步优选。所述ARM9嵌入式处理器设置有两块核心板，分别为ARM9COREJ1和ARM9COREJ2。
作为优选，所述电源模块采用LM1117-33电源芯片。电源模块采用二路电源5V和VDD5V。VDD5V通过LM1117-33电源芯片和阻容电路将5V转换成VDD3.3V，供CPU处理器、RS232串口模块、SD卡接口、以太网接口等使用，5V供LED灯和USB接口使用。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明采用了ARM9嵌入式处理器，S3C2440芯片，并具有对内多个通信接口和对外多个外界信息接口功能，能够通过主站和智能手机二种方式控制家用电器，并且当接入不同的家电，有新的家电接口时，能够自动识别，不需要重新做软件和硬件的改动，达到远程遥控的目的。本发明具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、体积小、易于安装和操作、抗震、耐用等优点，可用于解决电视机、计算机、空调器、加湿器、电冰箱、照明灯、充电器等家用电器的家庭智能化和待机能耗等问题。
附图说明
图1为本发明工作原理框图；
图2为JTAG接口电路图；
图3为SD卡接口电路图；
图4为USB接口电路图；
图5为串口模块电路图；
图6为电源电路电路图；
图7为核心板ARM9COREJ1电路图；
图8为核心板ARM9COREJ2电路图
图9为以太网电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1-图9所示，一种新型通用物联网家庭网关，包括CPU处理器、以太网接口、JTAG接口和电源模块；所述以太网接口、JTAG接口和电源模块分别与CPU处理器相连，且CPU处理器还连接有数码显示模块和RS232串口模块，并且CPU处理器还设置有USB接口和SD卡接口。
其中，所述CPU处理器为ARM9嵌入式处理器。
其中，所述ARM9嵌入式处理器的芯片为S3C2440芯片。
其中，所述ARM9嵌入式处理器设置有两块核心板，分别为ARM9COREJ1和ARM9COREJ2。
其中，所述电源模块采用LM1117-33电源芯片。
本发明的网关在通电时，通过以太网接口登陆连接至服务器，登记有行区码和网关编号。
串口模块连接家用电器，连接方式有二种，包括有线方式和无线方式，有线方式通过RS232接口和RS485接口连接，无线方式如Zigbee，而当有新家电接入时，可能存在不同的协议，那么通过USB接口输入XML描述传给内嵌Linux系统解析,从而实行与linux上层通讯系统协议的转接。
当主站或手机接收服务器指定该家庭网关发送命令时，通用物联网家庭网关通过各个接口接收数据,并通过XML解析报文控制和监测家电，从而实行远程自动控制的目的。
通用物联网家庭网关还通过XML配置实行家电数据的自动采集并保存，当主站或手机需要时上传至介面，达到远程监测的目的。
核心板通过nTRST、TDI、TMS、TCK、nRESET、TDO与JTAG接口相连，以实现ARM9系统和程序的下载；核心板通过USB0_D+和USB0_D-、USB1_D+和USB1_D-与USB接口电路相连实现二个USB接口的连接，分别用于用于鼠标和U盘；核心板通过TXD0、RXD0、nRTS0、nCTS0与RS3232串口模块相连，实现有线与无线如Zigbee的物联网下层家电接口；核心板通过nCD_SD、WP_SD、SDDATA1、SDDATA0、SDCLK、SDCMD、SDDATA3、SDDATA2与SD卡接口相连，用于存储家电运行数据；核心板通过TX+、TX-、RX+、RX-与以太网接口相连，通过WIFI实现与互联网服务器的主动连接，从而接收来自己主站或手机发过的报文，再通过下层串行接口完成对家电的控制和监测管理。通过上述电路和协议转换从而实现了对家电监管的目的。
本发明采用嵌入式系统Linux2.6,采用C语言编程，数据传输采用Q/GDW 130数据传输规约和Modbus通信协议。

Claims (5)

1.一种新型通用物联网家庭网关，其特征在于：包括CPU处理器、以太网接口、JTAG接口和电源模块；所述以太网接口、JTAG接口和电源模块分别与CPU处理器相连，且CPU处理器还连接有数码显示模块和RS232串口模块，并且CPU处理器还设置有USB接口和SD卡接口。
2.根据权利要求1所述的新型通用物联网家庭网关，其特征在于：所述CPU处理器为ARM9嵌入式处理器。
3.根据权利要求2所述的新型通用物联网家庭网关，其特征在于：所述ARM9嵌入式处理器的芯片为S3C2440芯片。
4.根据权利要求2所述的新型通用物联网家庭网关，其特征在于：所述ARM9嵌入式处理器设置有两块核心板，分别为ARM9COREJ1和ARM9COREJ2。
5.根据权利要求1所述的新型通用物联网家庭网关，其特征在于：所述电源模块采用LM1117-33电源芯片。
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