CN107172725A - 一种多模式物联网网关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多模式物联网网关，包括盖体、底座、触摸式显示屏、连接器、控制组件；盖体为方形，盖体顶面设置有散热格栅、腰形槽，盖体侧面设置有R485接口、JTAG接口、RJ45接口、USB接口、显示屏接口、电源接口、开关、指示灯，盖体顶面的腰形槽内设置有显示屏接口，显示屏通过连接器、显示屏接口与控制组件连接，底座上设置有螺柱，控制组件通过螺柱安装在底座上，盖体与底座通过螺钉连接。该网关能够实现ZigBee、蓝牙、WIFI、红外不同通信制式的智能设备无差别地接入网络，实现任意通信协议之间的转换，同时能够直接通过网关设备上的显示屏掌握网内智能设备连接情况以及对智能设备的管理与控制。

Description

一种多模式物联网网关
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种多模式物联网网关。
背景技术
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。
网关是智能家居局域网的核心组成部分，所有不同协议子网之间的互联必须通过网关进行，这使得家用设备能够实现互联。现有智能家居设备根据各个厂家以及设备本身的特点，其使用的协议差异较大，如门禁、RFID读卡器常用RS232接口、RS485接口或ZigBee接口；室内某些报警设备则采用红外控制；智能手表、智能手机则多采用蓝牙传输协议；电脑终端、电视则采用WiFi无线协议。可见，要实现众多设备的互联，开发一台能够实现多种协议切换的网关势在必行的，此外，现有的网关设备不能控制网内设备连接，难以掌握网内设备连接情况，不利于众多智能家居设备的管理与控制。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种多模式物联网网关。该网关能够实现ZigBee、蓝牙、WIFI、红外不同通信制式的智能设备无差别地接入网络，实现任意通信协议之间的转换，同时能够实现对网内智能设备的管理与控制，能够直接通过网关设备上的触摸式显示屏掌握网内设备连接情况。
本发明的技术方案如下：一种多模式物联网网关，包括盖体、底座、触摸式显示屏、连接器、控制组件；盖体为方形，盖体顶面设置有散热格栅、腰形槽，盖体侧面设置有R485接口、JTAG接口、RJ45接口、USB接口、显示屏接口、电源接口、开关、指示灯，盖体顶面的腰形槽内设置有显示屏接口，显示屏通过连接器、显示屏接口与控制组件连接，底座上设置有螺柱，控制组件通过螺柱安装在底座上，盖体与底座通过螺钉连接。
控制组件包括控制单元、通信单元、接口单元、存储单元、电源管理单元；控制单元采用ARM处理器，控制单元分别与通信单元、接口单元、存储单元、电源管理单元连接。
通信单元包括蓝牙模块、ZigBee模块、红外模块、WiFi模块、以太网模块、电力线载波模块；蓝牙模块具有触摸功能，蓝牙模块基于蓝牙4.0开发用于接收控制单元的指令实现对蓝牙设备的控制及信息传输；ZigBee模块具有无线透明传输功能，ZigBee模块可设置为协调器模式或路由器模块实现各个节点的指令及信息传输；红外模块采用STM处理器的串口自学习红外模块，实现各种不同红外设备的红外自学习功能，红外模块通过控制单元实现对红外设备的控制与信息传输；电力线载波模块为嵌入式电力线调制解调模块，通过控制单元实现半双工通信，设置有UART接口和标准通信波特率；WiFi模块为基于Marvell8686芯片的SD Wifi模块，WiFi模块通过SDIO接口与ARM处理器连接；以太网模块采用DP83848的单端口、低功耗物理层器件，通过RMII接口和ARM处理时限通信。
接口单元包括R485接口模块、JTAG接口模块、RJ45接口模块、USB接口模块、显示屏接口模块、电源接口模块。
存储单元包括Flash存储模块、Rom模块。
控制单元支持Android以及Linux操作系统。
电源管理单元设置有电源管理模块，电源管理模块通过电源接口模块连接到电源接口与外部电源连接，电源管理单元为控制单元、通信单元、接口单元、存储单元提供电源，开关与电源管理模块连接，用于打开或关闭网关，指示灯与电源管理模块连接，用于指示网关通电状态。
显示屏与连接器连接，连接器与显示屏接口连接，显示屏接口与控制单元连接，操作显示屏向控制单元发出控制指令，实现显示屏与控制单元的数据传输和指令传输，显示屏显示各个接口上设备的连接状态。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的控制组件结构原理示意图。
图3为本发明安装有控制组件的底座结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1、图2、图3所示，一种多模式物联网网关，包括盖体1、底座2、显示屏3、连接器4、控制组件5；盖体1为方形，盖体1顶面设置有散热格栅101、腰形槽102，盖体1侧面设置有R485接口103、JTAG接口104、RJ45接口105、USB接口106、显示屏接口107、电源接口108、开关109、指示灯110，盖体1顶面的腰形槽102内设置有显示屏接口107，显示屏3通过连接器4、显示屏接口107与控制组件5连接，底座2上设置有螺柱201，控制组件5通过螺柱201安装在底座2上，盖体1与底座2通过螺钉连接。
如图2所示，控制组件5包括控制单元501、通信单元502、接口单元503、存储单元504、电源管理单元505；控制单元501采用ARM处理器，控制单元501分别与通信单元502、接口单元503、存储单元504、电源管理单元505连接。
如图3所示，通信单元502包括蓝牙模块、ZigBee模块、红外模块、WiFi模块、以太网模块、电力线载波模块；蓝牙模块具有触摸功能，蓝牙模块基于蓝牙4.0开发用于接收控制单元的指令实现对蓝牙设备的控制及信息传输；ZigBee模块具有无线透明传输功能，ZigBee模块可设置为协调器模式或路由器模块实现各个节点的指令及信息传输；红外模块采用STM处理器的串口自学习红外模块，实现各种不同红外设备的红外自学习功能，红外模块通过控制单元实现对红外设备的控制与信息传输；电力线载波模块为嵌入式电力线调制解调模块，通过控制单元实现半双工通信，设置有UART接口和标准通信波特率；WiFi模块为基于Marvell 8686芯片的SD Wifi模块，WiFi模块通过SDIO接口与ARM处理器连接；以太网模块采用DP83848的单端口、低功耗物理层器件，通过RMII接口和ARM处理时限通信。
接口单元503包括R485接口模块、JTAG接口模块、RJ45接口模块、USB接口模块、显示屏接口模块、电源接口模块。
存储单元504包括Flash存储模块、Rom模块。
控制单元501支持Android以及Linux操作系统。
电源管理单元505设置有电源管理模块，电源管理模块通过电源接口模块连接到电源接口108与外部电源连接，电源管理单元505为控制单元501、通信单元502、接口单元503、存储单元504提供电源，开关109与电源管理模块连接，用于打开或关闭网关，指示灯110与电源管理模块连接，用于指示网关连接状态。
显示屏3与连接器4连接，连接器4与显示屏接口107连接，显示屏接口107与控制单元501连接，操作显示屏3向控制单元501发出控制指令，实现显示屏3与控制单元501的数据传输和指令传输，显示屏3显示各个接口上设备的连接状态。
在实际的智能家居使用时，当无线传感网节点的通信方式为ZigBee方式时，多模式物联网网关在控制单元501的控制下，启动ZigBee模块进行传感网节点数据的采集，控制单元501进行分析后，将信息发送至显示屏3以及通过WiFi模块传输给用户终端，用户通过操作显示屏3或用户终端对传感网节点上的智能家居设备进行控制、操作。
以上是对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多模式物联网网关，包括盖体、底座、触摸式显示屏、连接器、控制组件；
其特征在于，盖体为方形，盖体顶面设置有散热格栅、腰形槽，盖体侧面设置有R485接口、JTAG接口、RJ45接口、USB接口、显示屏接口、电源接口、开关、指示灯，盖体顶面的腰形槽内设置有显示屏接口，显示屏通过连接器、显示屏接口与控制组件连接，底座上设置有螺柱，控制组件通过螺柱安装在底座上，盖体与底座通过螺钉连接；
控制组件包括控制单元、通信单元、接口单元、存储单元、电源管理单元；控制单元采用ARM处理器，控制单元分别与通信单元、接口单元、存储单元、电源管理单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，通信单元包括蓝牙模块、ZigBee模块、红外模块、WiFi模块、以太网模块、电力线载波模块；蓝牙模块具有触摸功能，蓝牙模块基于蓝牙4.0开发用于接收控制单元的指令实现对蓝牙设备的控制及信息传输；ZigBee模块具有无线透明传输功能，ZigBee模块可设置为协调器模式或路由器模块实现各个节点的指令及信息传输；红外模块采用STM处理器的串口自学习红外模块，实现各种不同红外设备的红外自学习功能，红外模块通过控制单元实现对红外设备的控制与信息传输；电力线载波模块为嵌入式电力线调制解调模块，通过控制单元实现半双工通信，设置有UART接口和标准通信波特率；WiFi模块为基于Marvell 8686芯片的SD Wifi模块，WiFi模块通过SDIO接口与ARM处理器连接；以太网模块采用DP83848的单端口、低功耗物理层器件，通过RMII接口和ARM处理时限通信。
3.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，接口单元包括R485接口模块、JTAG接口模块、RJ45接口模块、USB接口模块、显示屏接口模块、电源接口模块。
4.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，存储单元包括Flash存储模块、Rom模块。
5.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，控制单元支持Android以及Linux操作系统。
6.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，电源管理单元设置有电源管理模块，电源管理模块通过电源接口模块连接到电源接口与外部电源连接，电源管理单元为控制单元、通信单元、接口单元、存储单元提供电源，开关与电源管理模块连接，用于打开或关闭网关，指示灯与电源管理模块连接，用于指示网关通电状态。
7.根据权利要求1所述的一种多模式物联网网关，其特征在于，显示屏与连接器连接，连接器与显示屏接口连接，显示屏接口与控制单元连接，操作显示屏向控制单元发出控制指令，实现显示屏与控制单元的数据传输和指令传输，显示屏显示各个接口上设备的连接状态。
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