CN106850418A

CN106850418A - 一种智能家居网络的网关

Info

Publication number: CN106850418A
Application number: CN201611165196.5A
Authority: CN
Inventors: 周育春
Original assignee: Shenzhen City Hanko Electronic Ltd By Share Ltd
Current assignee: Shenzhen City Hanko Electronic Ltd By Share Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-06-13

Abstract

本发明公开了一种智能家居网络的网关，包括主板，主板上设有电源模块和MT7688AN芯片，电源模块连接MT7688AN芯片，所述MT7688AN芯片连接有PCB天线一、Z‑WAVE模块、RTC时钟电路、存储器和DDR2内存，所述Z‑WAVE模块连接无线功率放大器，再连接PCB天线二；所述MT7688AN芯片设有USB接口、LAN网口、LED指示灯、复位按键、WIFI按键和ZWAVE按键。本发明的智能家居网关内置以太网接口LAN和WIFI 射频模块、Z‑Wave模块、时钟电路，达到智能控制家居灯光、空调、电视机等家电，还可以建立家庭安防系统，让生活更智能、便捷和安全；通过时钟电路可以在产品掉电后仍能同步使用时间。同时，支持远程固件更新。

Description

一种智能家居网络的网关

技术领域

本发明涉及一种网络设备，尤其涉及一种智能家居网络的网关。

背景技术

随着网络技术和通信技术的突飞猛进，使人们不仅对家居自动化和信息化程度要求越来越高，而且对家用设备控制的灵活性和对外部信息获取的方便性有了更高的要求。出现了一系列如家庭自动化、智能家居、网络家居、数字家居等代表舒适方便生活环境的新概念。

但是，现有的智能家居产品局限于家庭内部网络，当不在家庭网络覆盖的范围内，则无法对家居产品进行操作，造成不便。同时，各个厂家的智能设备依照自己的标准设计开发，导致每一家的智能设备无法相互兼容，互连互通。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种智能家居网络的网关。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种智能家居网络的网关，包括主板，主板上设有电源模块和MT7688AN芯片，电源模块连接MT7688AN芯片，所述MT7688AN芯片连接有PCB天线一、Z-WAVE模块、RTC时钟电路、存储器和DDR2内存，所述Z-WAVE模块连接无线功率放大器，再连接PCB天线二；所述MT7688AN芯片设有USB接口、LAN网口、LED指示灯、复位按键、WIFI按键和ZWAVE按键。

所述MT7688AN芯片集成了802.11n的WIFI 射频模块和MIPS24KEc/580MHz的处理器。

MT7688AN芯片是目前业界功耗最低的系统芯片，采用Linux系统，支持802.11n。MT7688内建MIPS24KEc/580MHz处理器，512Mbit内存以及AES128/256加密引擎，可处理更为复杂或数据密集型的智能家居设备，比如IP投影机及家庭监控系统。其超低功耗相较于之前产品能耗下降四成，并且支持联发科技发布的Smart Connection智能手机应用程序。符合我们的设计标准低功耗、低成本、可扩展和安全性高的要求。

本发明与现有技术相比的优点是：

本发明的智能家居网关内置以太网接口LAN、WIFI模块、Z-Wave模块、时钟电路，通过以太网和家庭路由器、智能手机、云服务器连接；通过Z-Wave模块能和灯光控制器、红外转发器、智能插座和可燃气体报警器等设备通信。使用智能手机设置和操作，达到智能控制家居灯光、空调、电视机等家电，还可以建立家庭安防系统，让生活更智能、便捷和安全；通过时钟电路可以在产品掉电后仍能同步使用时间。同时，支持远程固件更新。

智能家居网关既是智能家居系统的核心，也是家庭内部网络与外部网络连接的桥梁，是实现智能化家庭网络系统的核心和关键。本发明的智能家居网关对内实现家庭内部各种终端设备数据的采集、控制和自动化任务的监控和执行，即使在不连接Internet的情况下家庭内部的智能家居系统也可以正常的工作，用户可以通过客户端APP直接与智能家居网关连接。智能家居网关在连接Internet时，它是家庭内部网关和Internet通信的桥梁，用户可以在任何有Internet连接的地方，远程监控和控制家庭内部的智能终端设备。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的网关软件架构图。

图3是本发明中LED指示灯和按键板的结构示意图。

图4是本发明中主板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。

如图1所示，一种智能家居网络的网关，包括主板，主板上设有电源模块和MT7688AN芯片，电源模块连接MT7688AN芯片，所述MT7688AN芯片连接有PCB天线一、Z-WAVE模块、RTC时钟电路、存储器和DDR2内存，所述Z-WAVE模块连接无线功率放大器，再连接PCB天线二；所述MT7688AN芯片设有USB接口、LAN网口、LED指示灯、复位按键、WIFI按键和ZWAVE按键。

智能家居网关是实现智能家居系统的核心单元，终端用户通过手机客户端采用MQTT或者SOCKET协议提交命令和控制信息，智能家居网关接受命令，通过消息处理中心解析命令，并将命令和控制信息发送给业务处理中心进行处理，执行远端用户的命令，实现远程控制管理的功能。

因此，智能家居网关的架构设计根据系统要实现的功能，可分为三层结构，如图2所示：

1) 传输层

传输层分别实现MQTT、SOCKET和HTTP三种通信方式，负责发送和接收客户端数据，生成客户端会话，保证数据的可靠传输；

MQTT是轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议，设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。MQTT主要用于用户通过Internet对智能家居网关的远程访问。

SOCKET 又称“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在此SOCKET主要用于用户在局域网内部对对智能家居网关的访问。

HTTP超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，是一个客户端和服务器端请求和应答的标准（TCP）。在此HTTP协议主要用于网关和云服务器之间的通信，为用户提供云存储和数据分析功能。

2) 业务处理层

业务处理层，是网关软件架构上体现核心价值的部分，业务处理层主要包括用户管理、区域管理、设备管理（HDM）、安防管理、家庭自动化管理、背景音乐管理和远程监控。

用户管理用于用户的注册、认证管理、修改密码、找回密码和用户权限管理。智能家居系统通过局域网络和Internet网络远程监控和控制家庭内部的智能设备，这种远程控制的安全性，直接或间接地关系到我们的生命财产安全，因此用户如果想进入智能家居网关，必须通过网关的用户认证。网关设备注册认证和用户登录认证可以将大大提高智能家居系统的安全性。

区域管理用于将设备按所在区域进行划分，方便用户管理。

设备管理又称HDM，负责对家庭内部设备统一管理。设备管理模块屏蔽了设备底层协议的差异性，这样就使得系统的设备管理与硬件设备无关，从而大大提高了系统的可扩展性。

安防管理是利用各种类型的智能传感器设备和报警设备，实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。一旦发生意外情况，系统会自动发用户发出报警信息，同时启动相关智能设备联动，从而起到主动防范的作用。

家庭自动化管理是整个智能家居系统的智能化所在，家庭自动化管理模块可以按用户事先设置好的定时或者传感器设备事件，自动批量控制其它智能设备自动执行，使用户能够感受和领略到科技时尚生活的完美、便捷和高效。

远程监控是对家庭中接入的网络摄像机进行统一的管理，用户可以通过远程监控随时随地对家中的情况了如指掌。

3) 设备服务抽象层

随着智能家居行业的发展，越来越多的智能家居厂商进入智能家居市场，但是各个厂家的智能设备依照自己的标准设计开发，导致每一家的智能设备无法相互兼容，互连互通。因此，我们设计了一种基于设备描述文件适配设备的方法，每一种新的设备，只需要通过设备描述文件自动生成工具生成一个设备描述文件；在添加这个新设备时设备服务抽象层根据指定的设备描述文件自动生成设备的设备抽象服务，这种方法在很大程度上解决了智能家居系统的兼容性问题。设备描述文件包含设备类型、设备基础信息、设备服务列表、参数配置列表等信息。设备服务抽象层屏蔽了智能设备底层通信协议的差异性。对于用户来说，设备加入网络后，可以更方便的管理和控制。

在智能家居系统中，各种的传感器、家电设备、仪器仪表设备、安防监控设备和影音娱乐设备通过智能家居的中控设备利用现有的计算机网关技术，从而实现家庭内部网络与外部网络的连接，用户可以在有Internet连接的任何PC机或手机上，通过浏览器或手机应用来远程监控和控制家庭内的设备，可以对家庭内部的家电等电气设备进行自动远程控制，随时监控家庭中的安全情况，并自动报警，可以随时监测家庭内CO₂、温湿度、PM2.5等，并进行调节和控制，及时改善家庭的居住环境。为人们提供一个智能、舒适和安全的生活环境。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种智能家居网络的网关，包括主板，主板上设有电源模块和MT7688AN芯片，电源模块连接MT7688AN芯片，所述MT7688AN芯片连接有PCB天线一、Z-WAVE模块、RTC时钟电路、存储器和DDR2内存，所述Z-WAVE模块连接无线功率放大器，再连接PCB天线二；所述MT7688AN芯片设有USB接口、LAN网口、LED指示灯、复位按键、WIFI按键和ZWAVE按键。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居网络的网关，其特征在于：所述MT7688AN芯片集成了802.11n的WIFI 射频模块和MIPS24KEc/580MHz的处理器。

3.根据权利要求1所述的一种智能家居网络的网关，其特征在于：所述智能家居网关设备的软件架构设计分为三层结构，包括传输层、业务处理层和设备服务抽象层，

所述传输层分别实现MQTT、SOCKET和HTTP三种通信方式，负责发送和接收客户端数据，生成客户端会话，保证数据的可靠传输；

所述业务处理层包括用户管理、区域管理、设备管理（HDM）、安防管理、家庭自动化管理、背景音乐管理和远程监控；所述用户管理用于用户的注册、认证管理、修改密码、找回密码和用户权限管理；区域管理用于将设备按所在区域进行划分，方便用户管理；设备管理负责对家庭内部设备统一管理；安防管理是利用各种类型的智能传感器设备和报警设备，实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生；家庭自动化管理模块按用户事先设置好的定时或者传感器设备事件，自动批量控制其它智能设备自动执行；远程监控是对家庭中接入的网络摄像机进行统一的管理；

所述设备服务抽象层是基于设备描述文件适配设备的方法，每一种新的设备，只需要通过设备描述文件自动生成工具生成一个设备描述文件；在添加这个新设备时设备服务抽象层根据指定的设备描述文件自动生成设备的设备抽象服务；设备描述文件包含设备类型、设备基础信息、设备服务列表、参数配置列表信息。