CN105282577A - 智能家居机顶盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能家居机顶盒。机顶盒内置运行Android系统，承载DVB+OTT业务和智能家居APP以及智能家居APP与智能家居云平台的访问连通，采用集成WiFi和ZigBee的智能家居中控板，同时为智能家居网络板提供外网IP接入，利用智能家居网络板的路由功能，再分配一个IP给机顶盒主板，一方面用以将智能家居系统的通讯数据和用户信息传输至机顶盒主板上的数据库，一方面使得机顶盒主板的智能家居APP可以连接外网，访问智能家居云平台。本发明将智能家居业务与广电用户的应用场景相结合，通过该机顶盒实现家居智能化控制，网络化通信，实现生活应用便捷最大化。

Description

智能家居机顶盒
技术领域
本发明属于智能机顶盒技术领域，特别涉及的是一种智能家居机顶盒。
背景技术
IT化、智能化的融合发展趋势已是人们生活质量提升的方向，智能家居作为近年发展热点，朝着智能化方向创新升级。随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，家居档次也越来越高，而智能技术在现实生活中运用得到广泛传播，在智能家庭的概念下，互联网智能机顶盒已经有了更多的功能。
智能家居控制系统主要包括智能灯光控制、智能门窗磁控制、智能影音控制、电源控制、安防监控，视频监控，RGB灯泡控制以及语音遥控，定时控制，远程控制等等，通过智能家居APP进行可移动化的管理和控制方式，它的出现大大改变了人们的生活，通过APP软件玩转智能家居设备，不仅方便快捷，而且安全人性化。但现有的机顶盒只能应用于电视TV，无法针对智能家居的应用场景进行控制。
数字视频变换盒(英语：SetTopBox，简称STB)，通常称作机顶盒或机上盒，是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。智能家居机顶盒是一种简化的没有硬盘的计算机，利用用户的电视机作为显示设备，通过拨号连接互联网，进行网页浏览和电子邮件功能。同时配备有红外无线键盘和遥控器，形成交互式电视系统，向用户提供集互联网接入、交互式电视影像和声音、数字视频录像为一体的多媒体服务技术。因机顶盒使用EEPROM或FLASH这两种存储器来记忆数据，因此能实现电源关掉后保存数据，而且可以反复擦写。
本发明提供一种机顶盒，主板运行Android系统，承载DVB(数字视频广播DigitalVideoBroadcasting)+OTT(OverTheTop)业务和智能家居APP以及智能家居APP与智能家居云平台的访问连通。智能家居网络板运行开源OpenWrt系统，承载智能家居业务。智能家居系统所需的ZigBee、WiFi芯片均独立运行在智能家居网络板的MCU(单片微型计算机SingleChipMicrocomputer)上。智能家居网络板需要有独立电源供电，可以保证其7×24小时工作。
同时为智能家居网络板提供外网IP接入，利用智能家居网络板的路由功能，再分配一个IP给机顶盒主板，一方面用以将智能家居系统的通讯数据和用户信息传输至机顶盒主板上的数据库，一方面使得机顶盒主板的智能家居APP可以连接外网，访问智能家居云平台。机顶盒外接HDMI线将智能家居APP呈现在电视上，进而实现智能家居系统的控制和交互。同时用户也可利用手机端APP控制智能家居系统。
EOC(EthernetOverCable)是基于有线电视同轴电缆网使用以太网协议的接入技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能家居机顶盒，将智能家居业务与广电用户的应用场景相结合，解决了现有机顶盒与智能家居APP无交互的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种智能家居机顶盒，包括机顶盒主板、网络板和外置EOC，所述机顶盒主板包括Android系统，DVB+OTT业务，智能家居APP以及与智能家居APP访问连通的智能家居云平台RealHome+DLNA；
所述网络板运行承载智能家居业务的开源OpenWrt系统，智能家居系统所需的Zigbee芯片和WiFi芯片均独立运行在网络板的MCU上，网络板上设有独立电源；
所述外置EOC分配出独立的的局域网LAN口用于广电业务的数据通讯；所述外置EOC的广域网WAN分配出一个IP给机顶盒主板用以实现数据通信，同时，所述网络板为机顶盒主板提供静态的固定IP；
所述机顶盒主板与网络板之间通过网线RJ45物理联通，用以传输智能硬件数据；所述机顶盒主板外接HDMI线将智能家居APP呈现在电视上，进行智能家居系统的控制与交互。
进一步地，所述机顶盒主板采用BCM7241高性能处理器，支持AVC/MPEG2/VC-1/DivX视频解码；所述机顶盒主板向网络板提供5V/1A的独立电源，用户点击遥控器的待机键时，智能家居网络板依然可以独立供电工作，只有用户将机顶盒上的硬开关键关闭，才会断开网络板的电源。
进一步地，所述机顶盒主板还设有三个硬件指示灯，分别是ZigBee指示灯、NET指示灯和WiFi指示灯，同时默认指示灯高电平有效。
进一步地，所述网络板采用FLASH存储数据，使用sqlite3数据库,另外flash空间还会在需要固件升级的时候缓存下载的固件，所以可能把数据放在网络板里面的话会更加合理一些，因此机顶盒主板不需要分配Database。
进一步地，所述外置EOC接入独立的电源和有线电视电缆Cable,所述外置EOC设有射频(RF)、广电业务数据接口(LAN)、宽带数据接口(WAN)三路输出。
进一步地，所述机顶盒主板与网络板设置的Eth-Trunk接口采用路由模式；机顶盒主板网口为eth1，接机顶盒外壳的WAN1；eth2，接网络板LAN2。
进一步地，所述Zigbee芯片的开关状态是通过智能家居APP的客户端进行控制。
进一步地，所述Zigbee芯片采用内置天线，WiFi芯片外接天线。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的机顶盒内置运行Android系统，承载DVB+OTT业务和智能家居APP以及智能家居APP与智能家居云平台的访问连通，采用集成WiFi和ZigBee的智能家居中控板，同时为智能家居网络板提供外网IP接入，利用智能家居网络板的路由功能，再分配一个IP给机顶盒主板，一方面用以将智能家居系统的通讯数据和用户信息传输至机顶盒主板上的数据库，一方面使得机顶盒主板的智能家居APP可以连接外网，访问智能家居云平台，将智能家居业务与广电用户的应用场景相结合。
2、本发明的机顶盒内置独立电源实现全天24小时连续不断使用,通过该机顶盒实现家居智能化控制，网络化通信，实现生活应用便捷最大化。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。
图1为本发明智能家居机顶盒的结构系统图；
图2为本发明智能家居机顶盒的结构硬件框图；
图3为本发明智能家居机顶盒的前面板结构硬件框图；
图4为本发明智能家居机顶盒的后面板结构硬件框图；
图5为本发明智能家居机顶盒的拓扑结构系统图。
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。
请参阅图1-5所示，本发明为智能家居机顶盒，包括机顶盒主板、网络板和外置EOC，机顶盒主板包括Android系统，DVB+OTT业务，智能家居APP以及与智能家居APP访问连通的智能家居云平台RealHome+DLNA；网络板运行承载智能家居业务的开源OpenWrt系统，智能家居系统所需的Zigbee芯片和WiFi芯片均独立运行在网络板的MCU上，网络板上设有独立电源；外置EOC分配出独立的的局域网LAN口用于广电业务的数据通讯；外置EOC的广域网WAN分配出一个IP给机顶盒主板用以实现数据通信；同时，网络板为机顶盒主板提供静态的固定IP，机顶盒主板与网络板之间通过网线RJ45物理联通，用以传输智能硬件数据；机顶盒主板外接HDMI线将智能家居APP呈现在电视上，进行智能家居系统的控制与交互。
其中，机顶盒主板采用BCM7241高性能处理器，支持AVC/MPEG2/VC-1/DivX视频解码；所述机顶盒主板向网络板提供5V/1A的独立电源。
其中，机顶盒主板还设有三个硬件指示灯，分别是ZigBee指示灯、NET指示灯和WiFi指示灯，同时默认指示灯高电平有效。
其中，网络板采用FLASH存储数据，使用sqlite3数据库,另外flash空间还会在需要固件升级的时候缓存下载的固件，机顶盒主板不需要分配Database。
其中，外置EOC接入独立的电源和有线电视电缆Cable,外置EOC设有射频(RF)、广电业务数据接口(LAN)、宽带数据接口(WAN)三路输出。
其中，机顶盒主板与网络板设置的Eth-Trunk接口采用路由模式；机顶盒主板网口为eth1，接机顶盒外壳的WAN1；eth2，接网络板LAN2。
其中，Zigbee芯片的开关状态是通过智能家居APP的客户端进行控制。
其中，Zigbee芯片采用内置天线，WiFi芯片外接天线。
如图2所示的机顶盒主板与网络板的硬件框图，所述图2的下层为与图3对应的元件位置分布，图2的上层为与图4对应的物理元件或接口位置；机顶盒主板中央设有音频解码器DECODER和DEMO,以及ETH2接口；网络板上设置有WIFI模块，独立电源power，局域网接口LAN2，ZIGBEE和内置天线。
如图3所示，前面板的元件规格，分别为1路IR接收头(38KHz)；2个面板指示灯(电源待机指示灯和锁定灯)；MINICA卡接头；SD卡接头(标准SD卡槽)；3个立式/TypeAUSB接口(机顶盒主板的左侧面)。
如图4所示，后面板物理元件或接口，分别为1路电源接口(DC-JACK12V/2A)；1路音频数字输出接口(光纤S/PDIF)；HDMI接口(A型)1.4A；3路网口(RJ45接口)；1路USB接口(USB2.0)；射频输入(Ftype)；卡扣式WIFI天线；复位按键WIFIReset；红外扩展(2.5mm耳机口)；电源开关(双刀开关)。
如图5所示，网络高清交互型机顶盒家庭网关网络拓扑结构：
在EOC做的网络分离，分别数据业务即VOD和宽带业务。数据业务采用DHCP+option60方式为终端提供网络服务。宽带业务采用PPPOE拔号方式为终端提供网络服务。即：从EOC引入的网线中只有一个业务。基于此网络现状，机顶盒终端的网络拓扑如下：
1)机顶盒外接两个RJ45接口，Wan1,Wan2。分别接入到Eoc的数据业务接口和宽带业务接口(接口接入顺序固定Wan1对应广电数据业务，Wan2对应宽带业务)。
2)机顶盒主板的网口Eth1连接到EOC的数据业务接口，用于机顶盒互动业务的数据交换。Eth1的IP地址是属于广电网，由前端DHCP服务器分配，当Eth1进行DHCP请求时，STB模块需要在请求报文中插入option60字段。Eth1应用广电的数据业务，如互动点播，IMS，OTT视频服务等。
3)网络板的Wan口连接到EOC的宽带业务接口，用于互联网数据交换。网络板上电后自动连接到EOC发起PPPOE请求，通过PPPOE来拔号接入宽带业务。
4)网络板通过wifi广播SSID，并桥接Lan1和Lan2。SSID所带的无线设备、Lan1设备、Lan2设备处于同一个局域网中，由wifi模块分配192.168.0.0/24网段内的IP。Lan1设备(电脑)和SSID所带的无线设备通过Wan口以NAT方式和互联网交换数据，Lan2用于机顶盒主板和网络板的数据交换。
5)机顶盒主板的网口Eth1连接到wifi模块的Lan2，用于多屏互动业务的数据交换，可以通过机顶盒主板浏览WIFI页面，设置WIFI参数。Eth2的IP固定为内网地址192.168.0.2，且由网络板的防火墙限制Eth2只能访问Lan1设备和SSID1所带的无线设备，不能透过网络板的Wan口访问外网，防火墙的该策略不能在wifi配置页面中修改。
6)wifi模块设置界面的IP地址固定为192.168.0.1，机顶盒主板、Lan1连接的电脑、SSID所带的无线设备均可访问该设置界面。
本发明的具体实施例一：
智能家居控制系统主要包括智能灯光控制、智能门窗磁控制、智能影音控制、电源控制、安防监控，视频监控，RGB灯泡控制以及语音遥控，定时控制，远程控制等。通过智能家居控制系统连接到智能家居机顶盒的网络中进行随时控制。
具体实施例二：
安装于家中的室内、室外摄像头、运动红外检测器、门磁、窗磁和报警器等安防设备硬件，通过ZigBee通讯协议与智能家居机顶盒通讯链接，随时呵护家庭安全，必要时联动社区安防和报警，保障家庭安全。
具体实施例三：
安装于家庭的温度、湿度、PM2.5、烟雾、可燃气体传感器，通过WiFi协议，与智能家居机顶盒通讯连通，实时监测家中的环境参数，远程查看并通过WiFi转红外设备和WiFi插座，自动联动相关设备改善家庭环境状况。
具体实施例四：
通过WiFi高清云摄像头，连接到智能家居机顶盒的WiFi网络中，可以实时监控家中的老人，孩子和宠物，对于家中状况想看就看，通过云端存储的历史视频，用户可以随时查看，同时也可以分享家中视频等功能。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.智能家居机顶盒，包括机顶盒主板、网络板和外置EOC，其特征在于：所述机顶盒主板包括Android系统，DVB+OTT业务，智能家居APP以及与智能家居APP访问连通的智能家居云平台RealHome+DLNA；
所述网络板运行承载智能家居业务的开源OpenWrt系统，智能家居系统所需的Zigbee芯片和WiFi芯片均独立运行在网络板的MCU上，网络板上设有独立电源；
所述外置EOC分配出独立的的局域网LAN口用于广电业务的数据通讯；所述外置EOC的广域网WAN分配出一个IP给机顶盒主板用以实现数据通信，同时，所述网络板为机顶盒主板提供静态的固定IP；
所述机顶盒主板与网络板之间通过网线RJ45物理联通，用以传输智能硬件数据；所述机顶盒主板外接HDMI线将智能家居APP呈现在电视上，进行智能家居系统的控制与交互。
2.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述机顶盒主板采用BCM7241高性能处理器，支持AVC/MPEG2/VC-1/DivX视频解码；所述机顶盒主板向网络板提供5V/1A的独立电源。
3.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述机顶盒主板还设有三个硬件指示灯，分别是ZigBee指示灯、NET指示灯和WiFi指示灯，同时默认指示灯高电平有效。
4.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述网络板采用FLASH存储数据，使用sqlite3数据库。
5.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述外置EOC接入独立的电源和有线电视电缆Cable,所述外置EOC设有射频(RF)、广电业务数据接口(LAN)、宽带数据接口(WAN)三路输出。
6.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述机顶盒主板与网络板设置的Eth-Trunk接口采用路由模式；机顶盒主板网口为eth1，接机顶盒外壳的WAN1；eth2，接网络板LAN2。
7.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述Zigbee芯片的开关状态是通过智能家居APP的客户端进行控制。
8.根据权利要求1所述的智能家居机顶盒，其特征在于，所述Zigbee芯片采用内置天线，WiFi芯片外接天线。
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