CN105825647A - 智能家居网关及传感器设备 - Google Patents

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陈援非
翟胜飞
孙久帅
寻建晖
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明提供一种智能家居网关及传感器设备。其中，所述智能家居网关包括用于与传感器设备进行通信的无线传感器模块；以及用于与外部设备进行通信的外部通信模块。所述传感器设备包括无线传感器模块，以及用于采集数据的数据采集模块。本发明提供的智能家居网关功耗低、操作简单；此外，由于传感器设备之间可以组网，从而增大了传输距离。

Description

智能家居网关及传感器设备
技术领域
本发明涉及家庭网络通讯技术领域，更具体地，涉及一种智能家居网关及传感器设备。
背景技术
智能家居网关作为一种家庭用网络设备，在近几年得到了很大的发展。智能家居网关具备智能家居控制枢纽及无线路由两大功能，其通过无线方式与智能交互终端等产品进行数据交互，并且还具备有无线路由功能。随着我国政府对经济的宏观调控，智能家居网关市场也随着IT市场的发展而不断扩大。
目前，大多数智能家居网关可以通过Zigbee、Bluetooth等协议实现对智能交互终端的控制。然而，现有的智能家居网关仍存在一些缺点。例如，基于Zigbee的智能家庭无线路由器(即智能家居网关)的传输距离有限，而基于Bluetooth的智能无线路由器成本较高。
发明内容
为解决现有技术中存在问题，根据本发明的一个实施例，提供一种智能家居网关，包括：
无线传感器模块，用于与传感器设备进行通信，其中所述传感器设备用于采集数据；以及
外部通信模块，用于与外部设备进行通信，以接收来自外部设备的指令或者向外部设备发送数据。
在一个实施例中，所述无线传感器模块通过433M无线技术彼此通信。
在一个实施例中，所述智能家居网关还包括B/S管理模块，用于添加或者删除所述传感器设备。
在一个实施例中，所述外部通信模块采用2.4GHz无线技术与所述外部设备进行通信。
在一个实施例中，所述外部设备包括云服务器。
在一个实施例中，所述智能家居网关还包括存储器，用于存储从所述传感器设备发送来的数据，以及从所述外部设备发送来的数据。进一步地，所述的智能家居网关还包括USB接口，用于传输由所述存储器存储的数据。
根据本发明的一个实施例，还提供一种传感器设备，包括：
无线传感器模块，用于与上述智能家居网关中的无线传感器模块进行通信，以及与其他传感器设备中的无线传感器模块进行通信；以及
数据采集模块，用于采集数据，以通过所述无线传感器模块发送给所述智能家居网关。
在一个实施例中，所述传感器设备通过与其通信半径内的传感器设备或者智能家居网关经由所述无线传感器模块建立连接，使得所述智能家居网关与该智能家居网关通信半径外的传感器设备进行通信。
本发明提供的智能家居网关不仅可以作为普通的路由器来实现多点上网功能，还可以通过其中的433M无线传感器模块采集各传感器设备(如智能终端设备)的数据信息，功耗低、操作简单；此外，可将采集的数据发送到云平台或者用户终端，方便用户随时查看并对传感器设备进行监控和管理，提高了安全性。由于传感器设备之间可以组网，从而增大了传输距离。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的智能家居网关的结构框图；
图2是根据本发明一个实施例的智能家居网关的模块的操作流程图；
图3是根据本发明一个实施例的智能家居网关的硬件实施方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明加以说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明的一个实施例，提供一种智能家居网关。概括而言，该智能家居网关包括无线传感器模块、外部通信模块和B/S管理模块。下文将分别对这些模块进行描述。
参考图1，智能家居网关集成有无线传感器模块，用于与智能家居传感器设备中的无线传感器模块进行通信。传感器设备可以是能够采集数据或者根据采集的数据发出信息(如报警信息)的智能终端设备，如门磁、红外设备、摄像头等；也可以是具有无线路由功能的智能设备，如智能插座等。下文中，一般将智能家居网关中的无线传感器模块称为无线传感器主模块，而将与其通信的传感器设备中无线传感器模块称为无线传感器从模块。智能家居网关通过无线传感器主模块向传感器设备发送消息(例如控制信息等)，并且通过无线传感器主模块接收经由传感器设备的无线传感器从模块发送的数据，例如，由传感器设备采集的数据或报警信息。
在一个实施例中，无线传感器模块之间(包括主模块与从模块之间，从模块与从模块之间)通过433M无线技术进行通信。因此，在图1中，主模块也称作433M无线传感器主模块，类似地，从模块称作433M无线传感器从模块。
继续参考图1，智能家居网关通过外部通信模块，例如经由WAN口/LAN口，与外部设备进行通信。外部设备诸如是云服务器、用户终端(手机终端、PC)等。在一个实施例中，外部通信模块可采用2.4GHz无线技术与外部设备通信。
其中，外部设备(如PC)上可安装有智能家居网关的客户端软件，用于由用户根据采集的各传感器设备数据通过B/S管理模块来管理这些传感器设备，例如用户删除或添加传感器设备，从而实现对传感器设备的监控与控制，并且还可以屏蔽不良网站信息。云服务器可集成实时通信服务器和数据存储与分析服务器，用于根据智能家居网关提供的数据分析用户的习惯，并且及时方便地为用户提供合适的体验。进一步地，云服务器可与连接智能家居网关的其他外部设备(如手机、PC)作为对等角色。例如，PC可与云服务器通信，同时将获得的数据上传到云端，方便分析管理。具体地，用户可通过在PC上键入指令将采集的红外门磁信息以及摄像头的视频发送至云服务器。
继续参考图1，B/S管理模块用于由用户管理传感器设备。例如，查看智能家居网关和传感器设备的运行状态，以及对传感器设备进行添加或删除操作。
如图2所示，智能家居网关可(例如采用预设的智能家居程序)将经由无线传感器主模块接收的由传感器设备发送来的信息传送到B/S管理模块或者通过外部通信模块上传到云端服务器模块(或其他外部设备)。云端服务器可在分析数据后传回数据(例如基于xml的数据)，以控制智能家居网关和传感器设备；B/S管理模块可管理传感器设备，其中，用户可通过该B/S管理模块查看网关以及传感器设备的状态，并且通过B/S管理模块执行对传感器设备的添加和删除。例如，用户可通过PC上安装的客户端软件登录到智能家居网关并与之绑定，以通过B/S管理模块查看传感器设备的上线、离线状态。
在一个实施例中，智能家居网关还包括存储器，用于存储传感器设备发送来的数据，以及从外部设备发送来的数据。进一步地，可对智能家居网关进行分区管理，不同的分区存放不同的数据，从而对某一分区的操作不会影响其他分区。这样，固件在升级时不会导致路由数据的丢失，在完成升级后，无需重建路由，从而具有较高的组网速度。
在一个实施例中，智能家居网关还包括USB接口，用户可以通过USB接口从智能家居网关下载数据，实现离线下载功能。
图3示出了本发明提供的智能家居网关的一种实施方式，其中采用目前主流的芯片AR9331，WAN口/LAN口的通信速率为10/100Mbps，其内存和闪存容量分别为64Mbyte和16Mbyte。该智能家居网关集成了433M无线传感器模块，用以接收传感器设备发送的数据，并通过串口交由主芯片处理(如，B/S管理模块执行对传感器设备的添加/删除)。
根据本发明的一个实施例，还提供一种传感器设备。
概括而言，该传感器设备包括无线传感器从模块，用于与具有无线传感器模块的其他传感器设备进行通信或者与智能家居网关进行通信。此外，传感器设备还包括数据采集模块，用于采集发送给智能家居网关的数据。
在一个实施例中，传感器设备还包括报警模块，用于根据采集到的数据经由无线传感器从模块发送报警信息。例如，诸如红外、门磁的传感器设备分别集成了热释红外传感器以及磁管传感器(即数据采集模块)，用于采集信息；报警模块发现所采集到的数据超过阈值，从而通过无线传感器从模块发出报警信息；用户通过外部设备发现报警信息后，可通过智能家居网关的B/S管理模块打开诸如摄像头的传感器设备，通过摄像头采集并发送到智能家居网关的视频数据，接着用户可通过B/S管理模块查看家庭状态，实现安防的作用
在一个实施例中，传感器设备可以是具有无线路由功能的传感器设备(如智能插座)，也就是说，传感器设备可作为路由设备在智能终端设备(不具有无线路由功能的传感器设备)和智能家居网关之间建立数据传输路径。详细而言，具有路由功能的传感器设备可以搜索其通信半径内的其他传感器设备或智能家居网关，与半径内的其他传感器设备或智能家居网关建立连接，从而形成mesh网络。使得智能家居网关能够与不在其通信半径内的传感器设备、经由一个或多个具有无线路由功能的传感器设备进行通信。因此，从智能家居网关到智能终端设备(不具有无线路由功能的传感器设备)可得到一条或多条多级数路由链路。
因此，各传感器设备(门磁、智能插座)之间可以通过组网从而增大通信距离，其中非智能终端设备的传感器设备可以作为级联节点。
对于作为智能终端设备的传感器设备(即不具有无线路由功能的传感器设备)来说，其可以与具有无线路由功能的传感器设备或直接与智能家居网关通信。例如，将采集的数据或报警信息直接或者经由由其他具有路由功能的传感器设备构成的多级数路由链路发送给智能家居网关，由智能家居网关进行进一步的处理。例如：烟雾报警器采集到一定浓度的烟雾时经过智能插座将烟雾浓度数据上传至智能家居网关，由智能家居网关发送到用户终端，用户终端的客户端软件根据烟雾浓度决定是否发出报警，用户在收到报警后可通过手机观看摄像头采集的视频数据以查看家中是否有异常情况。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (10)

1.一种智能家居网关，包括：
无线传感器模块，用于与传感器设备进行通信，其中所述传感器设备用于采集数据；以及
外部通信模块，用于与外部设备进行通信，以接收来自外部设备的指令并向外部设备发送数据。
2.根据权利要求1所述的智能家居网关，其中，所述无线传感器模块通过433M无线技术彼此通信。
3.根据权利要求1或2所述的智能家居网关，还包括：
B/S管理模块，用于添加或者删除所述传感器设备。
4.根据权利要求1或2所述的智能家居网关，其中，所述外部通信模块采用2.4GHz无线技术与所述外部设备进行通信。
5.根据权利要求1或2所述的智能家居网关，其中，所述外部设备包括云服务器。
6.根据权利要求1或2所述的智能家居网关，还包括：
存储器，用于存储从所述传感器设备发送来的数据，以及从所述外部设备发送来的数据。
7.根据权利要求6所述的智能家居网关，还包括：
USB接口，用于传输由所述存储器存储的数据。
8.一种传感器设备，包括：
无线传感器模块，用于与如权利要求1-7中任何一个所述的智能家居网关中的无线传感器模块进行通信，以及与其他传感器设备中的无线传感器模块进行通信；以及
数据采集模块，用于采集数据，以通过所述无线传感器模块发送给所述智能家居网关。
9.根据权利要求8所述的传感器设备，其中，所述无线传感器模块通过433M无线技术彼此通信。
10.根据权利要求8或9所述的传感器设备，其中，所述传感器设备通过与其通信半径内的传感器设备或者智能家居网关经由所述无线传感器模块建立连接，使得所述智能家居网关与该智能家居网关通信半径外的传感器设备进行通信。
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