CN107396462B - 家庭网关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种家庭网关装置，包括主控芯片、WIFI模块、射频通信模块以及移动通信模块，主控芯片加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议，主控芯片上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，根据无线通信类型，选择性激活WIFI模块、射频通信模块和/或移动通信模块，即可以基于当前无线通信环境需要，选择性启动相应的包括WIFI、射频通信以及移动通信在内的多种无线通信方式，给用户带来便利。

Description

家庭网关装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及家庭网关装置。

背景技术

无线家庭网关在家庭网络中扮演着重要角色，借助现有的计算机网络技术，将家庭内部各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。

在家电控制方面，用户可以根据自己的需求来配置家电，从而方便地对家电进行远程控制；在视频监控方面，通过远程调取安装在家里的监控设备所拍摄到的视频信息，用户可以及时清楚地了解家里的情况，一旦出现异常情况，及时报警；在信息服务方面，通过将智能家庭网络与其他网络系统互连，用户可以及时得到诸如商品售后、健康等方面的服务。

家庭网关已成为人们日常生活中不可缺少的一部分，因此，如何提供一种通信方式多样的家庭网关装置，具有重要的意义。

发明内容

基于此，有必要针对目前尚无一种功能多样的家庭网关装置的问题，提供一种通信方式多样的家庭网关装置。

一种家庭网关装置，包括主控芯片、WIFI(WIreless-FIdelity，无线保真)模块、射频通信模块以及移动通信模块，主控芯片加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议；

WIFI模块、射频通信模块以及移动通信模块分别与主控芯片连接；

主控芯片上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，根据无线通信类型，选择性激活WIFI模块、射频通信模块和/或移动通信模块，无线通信类型包括WIFI、射频通信以及移动通信。

本发明家庭网关装置，包括主控芯片、WIFI模块、射频通信模块以及移动通信模块，主控芯片加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议，主控芯片上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，根据无线通信类型，选择性激活WIFI模块、射频通信模块和/或移动通信模块，即可以基于当前无线通信环境需要，选择性启动相应的包括WIFI、射频通信以及移动通信在内的多种无线通信方式，给用户带来便利。

附图说明

图1为本发明家庭网关装置第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明家庭网关装置第二个实施例的结构示意图；

图3为本发明家庭网关装置第三个实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1，一种家庭网关装置，包括主控芯片100、WIFI模块200、射频通信模块300以及移动通信模块400，主控芯片100加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议；

WIFI模块200、射频通信模块300以及移动通信模块400分别与主控芯片100连接；

主控芯片100上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，根据无线通信类型，选择性激活WIFI模块200、射频通信模块300和/或移动通信模块400，无线通信类型包括WIFI、射频通信以及移动通信。

主控芯片100用于控制WIFI模块200、射频通信模块300以及移动通信模块400，以使其能够协调工作。主控芯片100在上电之后，识别当前无线通信环境的无线通信类型，并且针对当前无线通信类型选择性激活相应的无线通信模块。具体来说，当当前无线通信环境包括有WIFI信号时，主控芯片100基于WIFI通信协议识别出此类信号，发送激活指令至WIFI模块200；当当前无线通信环境包括有射频信号时，主控芯片100基于射频通信协议识别出此类信号，发送激活指令至射频通信模块300；当当前无线通信环境包括有移动通信信号时，主控芯片100基于移动通信协议识别出此类信号，发送激活指令至移动通信模块400。需要指出的是，在无线通信环境中可能包括有WIFI信号、射频信号以及移动通信信号的多种信号，当有多种类型信号时，主控模块同时发送激活指令至相应的模块。更进一步来说，主控芯片100还可以先激活射频通信模块300，采用近场射频通信方式，获取外部设备支持的通信方式数据，根据外部设备支持的通信方式数据以及当前无线通信环境的无线通信类型，再选择性激活WIFI模块200或移动通信模块400。更进一步来说，主控芯片100可以选择MT7688A。

WIFI模块200用于支持WIFI通信。WIFI通信能够提供一个小范围的局域网，便于其他智能设备接入本发明家庭网关装置。例如家中智能手机、平板电脑、带WIFI功能的空调、带WIFI功能的冰箱等智能终端设备。

射频通信模块300用于支持射频通信，射频通信一般情况时满足近距离通信。具体来说，射频通信可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信技术)通信和Zigbee。

移动通信模块400用于支持移动通信，例如可以支持2G通信、3G通信以及4G通信，移动通信具有覆盖范围广、传输稳定等特点，其可以满足用户多样化通信需求。

本发明家庭网关装置，包括主控芯片100、WIFI模块200、射频通信模块300以及移动通信模块400，主控芯片100加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议，主控芯片100上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，根据无线通信类型，选择性激活WIFI模块200、射频通信模块300和/或移动通信模块400，即可以基于当前无线通信环境需要，选择性启动相应的包括WIFI、射频通信以及移动通信在内的多种无线通信方式，给用户带来便利。

如图2所示，在其中一个实施例中，射频通信模块300包括Z-Wave射频通信单元320和ISM(the Institute for Supply Management，美国供应管理协会)-433M射频通信单元，射频通信协议包括Z-Wave射频通信协议和ISM-433M射频通信协议，Z-Wave射频通信单元320以及ISM-433M射频通信单元340分别与主控芯片100连接。

Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)～868.42MHz(欧洲)，采用FSK(Frequency-shiftkeying，频移键控)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30米，室外可超过100米，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。Z-Wave技术设计用于住宅、照明商业控制以及状态读取应用，例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等，Z-Wave可将任何独立的设备转换为智能网络设备，从而可以实现控制和无线监测。Z-Wave技术在最初设计时，就定位于智能家居无线控制领域。采用小数据格式传输，40kb/s的传输速率足以应对，早期甚至使用9.6kb/s的速率传输。与同类的其他无线技术相比，拥有相对较低的传输频率、相对较远的传输距离和一定的价格优势。Z-Wave技术专门针对窄带应用并采用创新的软件解决方案取代成本高的硬件，因此只需花费其它类似技术的一小部份成本就可以组建高质量的无线网络。ISM-433M是由美国供应管理协会规定的频段，ISM-433M射频单元具体可以为433M无线电路，其数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器稳频，频率稳定度极高，其特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。

具体来说，Z-Wave射频通信单元320可以通过UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口与主控芯片100连接，ISM-433M射频单元可以通过SPI(Serial Peripheral interface，串行外设)接口与主控芯片100连接。选用合理的连接接口将射频通信单元与主控芯片100连接，可以有效提高数据传输效率与质量。

如图2所示，在其中一个实施例中，射频通信模块300还包括NFC(Near FieldCommunication，近距离无线通信技术)通信单元，射频通信协议包括NFC通信协议，NFC通信单元360与主控芯片100连接。

NFC近场通信技术是由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。本发明家庭网关装置包括NFC通信单元360，可以采用近场通信方式识别第三方设备，进一步可以获取第三方设备支持的无线通信类型。例如可以通过NFC通信单元360扫描第三方设备的身份识别标志，再通过移动通信模块400在互联网上查询该身份识别标志对应的设备所支持无线通信类型，再根据所支持无线通信类型选择性激活相应的模块。

如图2所示，在其中一个实施例中，射频通信模块300包括Zigbee通信单元380，射频通信协议包括Zigbee通信协议，Zigbee通信单元380与主控芯片100连接。

Zigbee是基于IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和"嗡嗡"(zig)地抖动翅膀的"舞蹈"来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。在这里，射频通信模块300包括Zigbee通信单元380，整个家庭网关装置能够支持Zigbee通信，满足用户多样化通信需求。

如图2所示，在其中一个实施例中，射频通信模块300包括蓝牙单元390，射频通信协议包括蓝牙通信协议，蓝牙单元390与主控芯片100连接。

在这里，射频通信模块300包括蓝牙单元390，整个家庭网关装置能够支持蓝牙通信，满足用户多样化通信需求。

如图3所示，在其中一个实施例中，家庭网关装置还包括USB集线器800，射频通信模块300包括Zigbee通信单元380以及蓝牙单元390，USB集线器800包括集线端、第一USB端口、第二USB端口以及第三USB端口，射频通信协议包括Zigbee通信协议以及蓝牙通信协议，UBS集线器的集线端与主控芯片100连接，移动通信模块400与第一USB端口连接，Zigbee通信单元380与第二USB端口连接，蓝牙单元390与第三USB端口连接。

在本实施例中，家庭网关装置还包括USB集线器800，射频通信模块300包括Zigbee通信单元380以及蓝牙单元390，Zigbee通信单元380、蓝牙单元390以及移动通信模块400通过USB集线器与主控芯片100连接，整个家庭网关装置结构更加合理，节约了主控芯片100的引脚资源，在主控芯片100处理能力足够强大的前提下，主控芯片100可以接入更多的外围电路，实现更加丰富的功能。

在其中一个实施例中，移动通信模块400包括LTE(Long Term Evolution，长期演进)单元，移动通信协议包括LTE通信协议，LTE单元与主控芯片100连接。

如图3所示，在其中一个实施例中，家庭网关装置还包括采集环境温度的温度检测模块500，温度检测模块500与主控芯片100连接。

温度检测模块500用于检测环境温度，温度检测模块500将检测到的温度数据发送至主控芯片100，主控芯片100可以选择通过多种无线通信方式发送温度数据至所需终端，例如可以发送至智能手机，以使用户了解当前家中环境温度，还可以发送至家中具有无线通信功能的空调，以使空调自动启动等。具体来说，温度检测模块500可以采用温度传感器。温度检测模块500可以通过I2C接口与主控芯片100连接。

如图3所示，在其中一个实施例中，家庭网关装置还包括视频采集模块600，视频采集模块600与主控芯片100连接。

视频采集模块600用于采集环境视频图像数据，并且将采集到的图像数据发送至主控芯片100，主控芯片100可以通过无线通信方式发送采集到的图像数据至所需终端，例如可以发送至智能手机，用户可以了解当前家中情况，实现远程监视。

如图3所示，在其中一个实施例中，家庭网关装置还包括SD卡接口700，SD卡接口700与视频采集模块600连接。

家庭网关装置包括SD卡接口700，外部存储卡可以插入该SD卡接口700，增大整个家庭网关装置的存储空间，便于数据的存储与拷贝。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种家庭网关装置，其特征在于，包括主控芯片、WIFI模块、射频通信模块以及移动通信模块，所述主控芯片加载有WIFI通信协议、射频通信协议以及移动通信协议，所述主控芯片包括MT7688A；

所述WIFI模块、所述射频通信模块以及所述移动通信模块分别与所述主控芯片连接；

所述射频通信模块包括Z-Wave射频通信单元、ISM-433M射频通信单元以及NFC通信单元，所述射频通信协议包括Z-Wave射频通信协议、ISM-433M射频通信协议以及NFC通信协议，所述Z-Wave射频通信单元、所述ISM-433M射频通信单元以及所述NFC通信单元分别与所述主控芯片连接；

所述主控芯片上电，识别当前无线通信环境的无线通信类型，激活所述射频通信模块，采用近场射频通信方式，获取外部设备支持的通信方式数据，根据外部设备支持的通信方式数据以及当前无线通信环境的无线通信类型，选择性激活WIFI模块或移动通信模块，所述无线通信类型包括WIFI、射频通信以及移动通信。

2.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，所述射频通信模块包括Zigbee通信单元，所述射频通信协议包括Zigbee通信协议，所述Zigbee通信单元与所述主控芯片连接。

3.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，所述射频通信模块包括蓝牙单元，所述射频通信协议包括蓝牙通信协议，所述蓝牙单元与所述主控芯片连接。

4.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，还包括USB集线器，所述射频通信模块包括Zigbee通信单元以及蓝牙单元，所述USB集线器包括集线端、第一USB端口、第二USB端口以及第三USB端口，所述射频通信协议包括Zigbee通信协议以及蓝牙通信协议；

所述USB 集线器的集线端与所述主控芯片连接，所述移动通信模块与所述第一USB端口连接，所述Zigbee通信单元与所述第二USB端口连接，所述蓝牙单元与所述第三USB端口连接。

5.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，所述移动通信模块包括LTE单元，所述移动通信协议包括LTE通信协议，所述LTE单元与所述主控芯片连接。

6.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，还包括采集环境温度的温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控芯片连接。

7.根据权利要求6所述的家庭网关装置，其特征在于，所述温度检测模块通过I2C接口与所述主控芯片连接。

8.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，还包括视频采集模块，所述视频采集模块与所述主控芯片连接。

9.根据权利要求8所述的家庭网关装置，其特征在于，还包括SD卡接口，所述SD卡接口与所述视频采集模块连接。

10.根据权利要求1所述的家庭网关装置，其特征在于，所述Z-Wave射频通信单元通过UART接口与所述主控芯片连接，所述ISM-433M射频单元通过SPI接口与所述主控芯片连接。

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