CN105703988A - 一种基于web的多协议智能家居网关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于WEB的多协议智能家居网关，包括外接接口，所述的外接接口连接智能家居设备，该智能家居网关还包括通信接口处理模块(5)和处理器模块(4)，所述的处理器模块(4)分别连接外接接口和通信接口处理模块(5)，所述的通信接口处理模块(5)包括第一存储器(6)，所述的第一存储器(6)内存储至少一种协议接口程序，所述的处理器模块(4)接收外部接口模块的控制指令和通信数据，处理器模块(4)根据控制指令调用相应的协议接口程序将通信数据进行协议转换并进行数据通讯。与现有技术相比，本发明具有结构简单、能够支持多种通信协议、扩展性强等优点。

Description

一种基于WEB的多协议智能家居网关

技术领域

本发明涉及一种智能家居网关，尤其是涉及一种基于WEB的多协议智能家居网关。

背景技术

智能家居系统是一个综合性的家庭网络系统，包括各种智能家电的控制、监控，一般使用无线传感技术进行联系。这套系统涉及家庭生活的安防、灯光控制、多媒体应用等，可以很容易的实现家居生活的智能化，将控制和实时监控集中一体，能提升家居生活的舒适程度和便利性。但是，由于目前的智能设备没有统一的通讯标准，造成了各智能设备使用的协议不同，控制软件也不同，影响组网效率和成本。因此出现了智能网关，通过智能网关来实现多种不同协议智能设备的通信。目前国内存在的智能网关都是各家自有协议的，也就是说在一套智能家居系统中，您必须使用一家独有的设备来完善系统，不支持系统扩展，这完全限制了用户在智能家居系统中需要接入更多智能设备的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于WEB的多协议智能家居网关。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于WEB的多协议智能家居网关，包括外接接口，所述的外接接口连接智能家居设备，该智能家居网关还包括通信接口处理模块和处理器模块，所述的处理器模块分别连接外接接口和通信接口处理模块，所述的通信接口处理模块包括第一存储器，所述的第一存储器内存储至少一种协议接口程序，所述的处理器模块接收外部接口模块的控制指令和通信数据，处理器模块根据控制指令调用相应的协议接口程序将通信数据进行协议转换并进行数据通讯。

所述的通信接口处理模块还包括分别与处理器模块连接的第二存储器，所述的第二存储器内存储有用于对智能家居网关读取的数据进行逻辑处理控制的场景逻辑接口程序、用于定时触发时间的设定的时间控制接口程序、用于主从数据同步控制的数据同步接口程序以及用于将智能家居网关读取的数据上传至外部监控平台的数据上传接口程序。

该智能家居网关设有编程调试接口，所述的编程调试接口分别连接第一存储器和第二存储器。

该智能家居网关连接至智能终端，所述的智能家居网关内设有连接智能终端的WEB服务器。

所述的处理器模块包括嵌入式处理器。

所述的外接接口包括RS232接口、RS485接口和以太网接口。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)通信接口处理模块设置第一存储器，第一存储器内存储至少一种协议接口程序，同时还设置与第一存储器连接的编程调试接口，通过编程调试接口加载不同的协议接口程序便能实现该智能家居网关的协议扩展，从而在增加不同通信协议的智能家居设备时无需更换硬件设备，使得该智能家居网关性能优化更方便，扩展性增强，大大提高了智能家居网关的集成度，同时减少了开发新的网关的时间成本；

(2)通过在通信接口处理模块的第二存储器中存储的场景逻辑接口程序、时间控制接口程序、数据同步接口程序以及数据上传接口程序，克服了传统网关都仅仅充当了一个网桥的功能，使得该智能家居网关功能更加丰富；

(3)该智能家居网关设置WEB服务器，提供了用户在智能终端进行WEB查看的功能，从而具有较好的家居体验；

(4)采用嵌入式处理器功耗小，处理速度快，成本低。

附图说明

图1为本发明多协议智能家居网关的结构示意图；

图2为本发明多协议智能家居网关的工作流程框图。

图中，1为RS232接口，2为RS485接口，3为以太网接口，4为处理器模块，5为通信接口处理模块，6为第一存储器，7为第二存储器，8为WEB服务器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种基于WEB的多协议智能家居网关，包括外接接口，外接接口连接智能家居设备，这里外接接口包括RS232接口1、RS485接口2和以太网接口3，RS232接口1、RS485接口2收发数据，是走串口通讯时使用的，主要是通过串口与外部的智能家居设备进行组网连接，通过串口接口配置程序，根据程序或者对应协议需要监听串口收发数据；以太网接口3收发数据，是走网口通讯时使用的，主要是通过网口与外部的智能家居设备进行组网连接，通过网络interface接口配置程序，根据程序或者对应协议需要监听网络收发数据。

该智能家居网关还包括通信接口处理模块5和处理器模块4，处理器模块4分别连接外接接口和通信接口处理模块5，处理器模块4包括嵌入式处理器，采用嵌入式处理器处理速度块、功耗低。通信接口处理模块5包括第一存储器6，第一存储器6内存储至少一种协议接口程序，控制器调用相应的协议接口程序进行协议转换。通信接口处理模块5还包括分别与处理器模块4连接的第二存储器7，第二存储器7内存储有用于对智能家居网关读取的数据进行逻辑处理控制的场景逻辑接口程序、用于定时触发时间的设定的时间控制接口程序、用于主从数据同步控制的数据同步接口程序以及用于将智能家居网关读取的数据上传至外部监控平台的数据上传接口程序。其中场景逻辑接口程序用于对智能家居网关读取的数据进行逻辑处理控制，通过场景逻辑判断对数据进行与、或、非等逻辑判断处理，可以将多个控制点做成一个组合场景事件被网关控制；时间控制接口程序用于定时触发时间的设定，用来做定时开启、定时关闭或者指定在什么时间段内控制命令有效或失效等定时触发；时间数据同步接口程序用于主从数据同步控制，可以对应一主一从或者一主多从，如果发现该主数据点数值有变化会向该组中的所有从数据点发送写值命令来同步数据；数据上传接口程序用于将智能家居网关读取的数据上传至外部监控平台的。通过处理器模块4调用逻辑接口程序、控制接口程序、数据同步接口程序和数据上传接口程序可以进行相应的智能操作，这使得该智能家居网关不仅仅充当转换协议的网桥功能，从而使得该智能家居网关具备一个中央控制器的功能。该智能家居网关设有编程调试接口，编程调试接口分别连接第一存储器6和第二存储器7，通过该编程调试接口可以进行程序加载，从而优化该智能家居网关性能，该发明的智能家居网关只需要适当的修改协议接口程序，增加新的协议接口程序就可以完成上述的优化过程，这大大减少了开发新网关的时间成本，也使得智能家居网关的可集成度更高。该智能家居网关连接至智能终端，智能家居网关内设有连接智能终端的WEB服务器8，从而实现WEB可视化功能，在WEB可视化上，本发明的智能家居网关提供了针对智能家居系统设计的配置环境，有灯光控制区域，窗帘控制区域，影音控制区域，空调控制区域，接口设备区域，传感器界面，其他控制界面等，这与其他智能家居网关相比具有更多可以设计和配置的空间，这也使得我们的WEB界面上控件配置更灵活，可以通过加载背景图片，使得WEB上得界面更美观。

本发明基于Linux平台串口通讯或者以太网接口通讯，运行通信接口处理模块5中的各接口程序，完成各协议之间直接通讯数据交换等控制需求，通过数据轮询方式获取实时数据。

如图2所示为本发明的智能家居网关的工作流程框图，首先执行步骤1：启动智能家居；执行步骤2：智能家居网关Linux系统初始化；执行步骤3：加载相应的驱动模块程序，根据初始化链表初始化相应的应用程序。由于在该智能家居网关中移植了一个轻量级的WEB服务器8，为用户提供网页访问控制功能，因此在进行应用程序初始化时，需要执行步骤4：进行WEB服务器8初始化，执行步骤5：根据WEB服务器配置文件(WebControllerConfiguration.xml)创建WEB，继而执行步骤6：智能终端显示WEB界面，可以通过修改WEB服务器配置文件(WebControllerConfiguration.xml)来对用户界面进行相应的修改和配置，以满足用户个性化的需求，这个功能也使得WEB的维护更加简便。另外还需执行步骤步骤7：网关前置程序初始化，这里网关前置程序是一个可以与PC端通讯，提供网关运行状态监视控制的服务性接口程序，可以通过这个接口程序为该智能家居网关加载WEB服务器配置文件(WebControllerConfiguration.xml)以及接口配置文件(GatewayConfiguration.xml)，同时查看该智能家居网关的Log信息，修改智能家居网关的系统时间、IP参数等，因此执行步骤8：PC端为智能家居网关提供配置文件。其中接口配置文件(GatewayConfiguration.xml)包含了加载的外接接口信息以及参数，智能家居网关点表等，Linux系统智能家居网关通过外接接口信息调用通信接口处理模块5中对应的接口程序，在程序中我们会查看通讯的报文帧头、帧尾以及校验信息，并将正确的报文获取，在我们的点表中进行比较查询，通过读函数、写函数对某一个具体的点值进行读写操作，并将对应的值保存起来。执行步骤9：根据接口配置文件配置该智能家居网关的外接接口点表信息，步骤9可细分为步骤10：外接接口初始化和步骤11：生成对应外接接口点表信息；外接接口初始化完成以后，会将根据配置文件提供的外接接口分类将外接接口进行分类，并执行步骤12：走以太网的进入监听网络数据接口，即以太网接口3，同时执行步骤13：走串口的进入监听串口数据接口，即RS232接口1或RS485接口2，执行步骤12或执行步骤13后均执行步骤14：调用中断处理事件进行数据处理；继续执行步骤15：中断会根据需要进入通信接口处理模块5中相应的接口程序，并根据点表的信息对该报文数据进行必要的处理，需要回复的接口程序会根据协议规则对其进行回复，从而实现步骤16中的以太网接口3收发数据以及步骤17的串口收发数据。同时在步骤15后还需执行步骤18：判断是否调用定时器轮询，若是执行步骤19：开启定时器轮询，否则执行步骤20：关闭定时器轮询，这里判断是否调用定时器轮询是通过一个定时器接口来实现，智能家居网关会根据具体的点值是否需要轮询而设置是否开启的，其轮询的周期是定时器接口参数中设置的。

本发明中智能家居网关中软件都是使用C，C++语言，具有较高的可移植功能，可以移植到支持Linux系统的任何硬件上，由于需要串口通讯以及网口通讯，故这样的硬件需支持以上两种外接接口。该智能家居网关适用于别墅，酒店，商业会所等智能家居、智能照明组网，具有中央控制器功能；可作为智能建筑控制器接入楼宇设备自控系统(BA系统)组网使用。该智能家居网关嵌入式处理器内置的程序大体分为五个部分：组织者模块(Organizer)、交易模块(Business)、接口模块(Interfaces)、配置参数模块(ConfigurationParameters)和通用模块(Common)。组织者模块主要负责完成智能家居网关组织的加载工作，交易模块实现对应程序isBusy、setBusy等的判断调用；接口模块完成网关内部所有接口程序的调度工作和配置，为网关正常运行提供服务；配置参数模块完成所有点表的配置，接口的参数信息配置工作；通用模块完成点表中的数据类型属性，接口属性，通用信息等的配置。

Claims (6)

1.一种基于WEB的多协议智能家居网关，包括外接接口，所述的外接接口连接智能家居设备，其特征在于，该智能家居网关还包括通信接口处理模块(5)和处理器模块(4)，所述的处理器模块(4)分别连接外接接口和通信接口处理模块(5)，所述的通信接口处理模块(5)包括第一存储器(6)，所述的第一存储器(6)内存储至少一种协议接口程序，所述的处理器模块(4)接收外部接口模块的控制指令和通信数据，处理器模块(4)根据控制指令调用相应的协议接口程序将通信数据进行协议转换并进行数据通讯。

2.根据权利要求1所述的一种基于WEB的多协议智能家居网关，其特征在于，所述的通信接口处理模块(5)还包括分别与处理器模块(4)连接的第二存储器(7)，所述的第二存储器(7)内存储有用于将处理器模块(4)读取的通信数据进行逻辑处理控制的场景逻辑接口程序、用于定时触发时间的设定的时间控制接口程序、用于主从数据同步控制的数据同步接口程序以及用于将智能家居网关读取的数据上传至外部监控平台的数据上传接口程序。

3.根据权利要求2所述的一种基于WEB的多协议智能家居网关，其特征在于，该智能家居网关设有编程调试接口，所述的编程调试接口分别连接第一存储器(6)和第二存储器(7)。

4.根据权利要求1所述的一种基于WEB的多协议智能家居网关，其特征在于，该智能家居网关连接至智能终端，所述的智能家居网关内设有连接智能终端的WEB服务器(8)。

5.根据权利要求1所述的一种基于WEB的多协议智能家居网关，其特征在于，所述的处理器模块(4)包括嵌入式处理器。

6.根据权利要求1所述的一种基于WEB的多协议智能家居网关，其特征在于，所述的外接接口包括RS232接口(1)、RS485接口(2)和以太网接口(3)。