CN105897573A - 支持多协议多业务的智能家居网关系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能家居技术领域，具体为一种支持多协议多业务的智能家居网关系统。本发明基于智能家庭网关的家庭物联终端管控技术融合无线通信技术、物联管控技术、互联网技术等，提供物联设备的鉴权、注册、配置、信息采集、故障检测等业务功能，实现有线电视网络、无线网络接入设备的统一管控，同时支持WiFi、蓝牙、ZigBee、IEEE P1901等协议。本发明主要着眼于解决目前物联网业务分散，不能兼容多公司智能设备，规模小、功能单一，不能完美解决多无线协议和有线协议的融合问题；以此满足物联网业务开发的灵活性，促进物联网业务的快速发展。

Description

支持多协议多业务的智能家居网关系统

技术领域

本发明属于智能家居系统控制技术领域，具体涉及一种支持多协议多业务的智能家居网关系统。

背景技术

新一代的物联网、无线宽带网、互联网、电信网等网络相互组合，伴随着信息技术的高度集成，信息资源的综合应用，智慧技术、智慧服务、智慧管理、智慧生活等成为智能家居技术的核心内容。该技术致力于解决城市社会经济、人文、环境等关键问题，是未来城市发展的新方向。随着人们生活水平的提高、电子及信息化技术的发展，智能家居正在不断的前进发展。

作为家居生活的主要场所，智能家居系统旨在为人们提供更加舒适、便利、高效的家居环境，智能家居从技术上进入了一个相对快速的发展阶段,协议与技术标准也开始主动互通和融合。但是为人们提供一个支持多种业务，和支持多种协议规范的智能家居网关，目前还没有一套设计简单、操作方便、规范统一的系统作为行业的标准。

发明内容

本发明的目的在于设计一种结构简单、操作方便、统一规范的支持多协议多业务的智能家居网关系统，以解决物联网业务分散、规模小、功能单一，不能完美解决多无线协议的融合等问题，使不同公司智能家庭设备兼容，从而满足物联网业务开发的灵活性，促进物联网业务的快速发展。

本发明首先结合目前的网关支持的协议种类和系统需求，确定系统支持的协议规范种类；然后从用户需求角度明确业务类目；最后制定一套网关系统框架并实施。

本发明中，协议规范种类，包括支持ZigBee、蓝牙、WiFi和有线网络的IEEE P1901协议规范，支持不同公司的协议规范。规范应用包括：支持ZigBee协议的传感器终端，如红外探测传感器、烟雾传感器等；支持蓝牙协议的温湿度传感器终端；支持WiFi协议的WiFi摄像头监控设备；支持有线网络IEEE P1901协议的机顶盒设备。兼顾用户的多种应用需求，支持不同公司、不同协议的终端设备，检测并记录家庭内的环境信息和设备信息，以及有线电视网络类的视频和网络信息，为用户提供全方位的设备保障。

本发明提供支持多协议多业务的智能家居网关系统，其框架部分包括三个模块：终端、网关、服务器和客户端，系统框架图如图1所示，系统详细架构图如图2所示。

终端模块，按功能划分，包括如下子模块：检测环境温湿度和PM2.5的智能传感模块，控制灯亮度、颜色和插座开关的开关控制模块，窗帘、电视、空调的红外控制模块，监控家庭实时信息的视频监控模块，检测机顶盒节目信息、设备信息的机顶盒模块等。实现包括：家庭环境信息的获取，家电设备的控制等。终端结构图如图3所示。

终端模块，按照通信协议划分，包括WiFi终端、ZigBee终端、Bluetooth终端、有线终端。终端使用协议解析模块已经被嵌入系统的公司的设备，采集环境信息或与设备通信，并通过对应的协议传输至网关。

网关，包括三部分：模块1，模块2，统一协议模块；根据终端设备遵循的通信协议，模块2负责与不同协议的终端传输收据或控制命令；模块1根据不同公司的协议规范，分别处理数据；统一协议模块用于统一数据，规范数据格式。

服务器和客户端，服务器用于存储各个网关传送的终端数据，并响应客户端的用户操作命令。客户端面向用户，接收用户操作并转发至服务器，显示家庭实况信息等。

终端模块采集数据，通过网关模块中转至服务器。模块2接收对应协议的数据，并传递给模块1，模块1将不同公司的数据分析处理并提交给统一协议模块；统一协议模块对数据统一格式，客户端访问服务器显示终端采集的环境信息；同样，客户端发送命令，通过服务器传输至网关，最后终端响应命令。

本发明提供的支持多协议多业务的智能家居网关系统，可实现家庭物联终端统一管控，包括对物联设备的注册、鉴权、配置，以及信息采集和故障检测、状态管理、故障管理等。其中：

注册业务，由客户端完成，参考网关设备信息注册账户，绑定网关和智能家庭管控平台后，实现设备信息同步。

鉴权业务，由服务器完成，家庭物联终端在提供服务前向智能家庭网关管控系统，鉴权通过后，终端设备方可接入家庭网关。

配置业务，由客户端模块完成，管控平台向终端发送控制信息对终端配置，如更改参数、系统复位等。

信息采集，由终端模块实现，负责采集家庭环境信息和家中设备信息，以及网络状况信息。

状态管理、故障检测与故障管理，组成故障模块，通过检查终端的状态和数据，发现设备故障并分析，提出维修建议。

本发明智能家居网关系统，可以对用户提供多种业务功能，支持不同公司、不同协议的终端设备并行工作的性能，系统实现后，对于用户来说，操作方便，部署方便，可在任意地方了解家中的信息，可以购买不同公司、遵循多协议的终端设备部署到家庭网关中。

附图说明

图1系统框架图。

图2系统详细架构图。

图3 终端结构图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案能清晰地表示出来，下面结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1，首先实施服务器、客户端部分，然后部署完成网关模块，最后完成终端模块的部署。

服务器、客户端模块。首先搭建智能网关的服务器，服务器配置：戴尔OptiPlex 3020，Windows7操作系统，5.5.27版本的MySQL；其次我们创建Web客户端，使用PHP语言编写客户端前端，根据上述网关的业务功能，设计客户端模块。

网关模块，结合图2。本部分包括三个子模块，如图模块2，通过部署相应的数据收发模块实现本模块功能，如WiFi、ZigBee、Bluetooth、有线模块。模块1，根据不同公司的协议规范对模块2接收的数据处理，如A数据处理模块，处理A公司设备A1、A2、A3等的数据；当添加新的公司D的设备，只需要在模块2中添加D公司的数据处理模块即可。统一协议模块，对模块1处理的数据，进行标准化，统一为我们自己的数据标准。终端上传数据给模块2，模块2接收后传送至模块1，按照公司分类处理，然后由统一协议模块做规范化数据处理，即统一数据格式，终端编号信息+采集数据形式，最后上传至服务器；或者网关接收服务器命令，根据命令内容经过模块1分公司处理，然后根据不同协议由模块2处理，最后智能终端响应命令。

终端模块。终端部署结合图3，按照协议分别部署不同的终端，如支持ZigBee协议的红外探测、烟雾传感等智能终端，支持WiFi协议的视频监控、智能窗帘等智能终端，另外还有蓝牙智能终端设备、有线机顶盒设备。

如上我们完成了多业务多协议的智能家庭网关的部署于运行工作。

Claims (2)

1.一种支持多协议多业务的智能家居网关系统，其特征在于，包括三个模块：终端、网关、服务器和客户端；其中：

所述终端模块，按功能划分，包括如下子模块：检测环境温湿度和PM2.5的智能传感模块，控制灯亮度、颜色和插座开关的开关控制模块，窗帘、电视、空调的红外控制模块，监控家庭实时信息的视频监控模块，检测机顶盒节目信息、设备信息的机顶盒模块，实现包括：家庭环境信息的获取，家电设备的控制；

所述终端模块，按照通信协议划分，包括WiFi终端、ZigBee终端、Bluetooth终端、有线终端；终端使用协议解析模块已经被嵌入系统的公司的设备，采集环境信息或与设备通信，并通过对应的协议传输至网关；

所述网关，包括三部分：第一模块，第二模块，统一协议模块；根据终端设备遵循的通信协议，第二模块负责与不同协议的终端传输收据或控制命令；第一模块根据不同公司的协议规范，分别处理数据；统一协议模块用于统一数据，规范数据格式；

所述服务器和客户端中，服务器用于存储各个网关传送的终端数据，并响应客户端的用户操作命令；客户端面向用户，接收用户操作并转发至服务器，显示家庭实况信息；

终端模块采集数据，通过网关模块中转至服务器；第二模块接收对应协议的数据，并传递给第一模块，第一模块将不同公司的数据分析处理并提交给统一协议模块；统一协议模块对数据统一格式，客户端访问服务器显示终端采集的环境信息；同样，客户端发送命令，通过服务器传输至网关，最后终端响应命令。

2.根据权利要求1所述的支持多协议多业务的智能家居网关系统，其特征在于，可实现家庭物联终端统一管控，包括对物联设备的注册、鉴权、配置，以及信息采集和故障检测、状态管理、故障管理；其中：

注册业务，由客户端完成，参考网关设备信息注册账户，绑定网关和智能家庭管控平台后，实现设备信息同步；

鉴权业务，由服务器完成，家庭物联终端在提供服务前向智能家庭网关管控系统，鉴权通过后，终端设备方可接入家庭网关；

配置业务，由客户端模块完成，管控平台向终端发送控制信息对终端配置，包括更改参数、系统复位；

信息采集，由终端模块实现，负责采集家庭环境信息和家中设备信息，以及网络状况信息；

状态管理、故障检测与故障管理，组成故障模块，通过检查终端的状态和数据，发现设备故障并分析，提出维修建议。