CN107959622B - 一种智能家庭网关系统及智能家庭网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家庭网关系统及智能家庭网关，属于通信技术领域。该智能家庭网关系统包括：应用层组件及系统内核组件。该应用层组件包括：网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块、业务模块以及DBUS总线通信模块。网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块以及系统内核组件之间通过DBUS总线通信模块进行通信，业务控制管理模块与业务模块通过特定的系统调用进行通信。系统内核组件根据产生的事件，发送信号至DBUS总线，与事件相关的模块从述DBUS总线接收并处理信号。有效地提高了系统的开放性和可扩展性。

Description

一种智能家庭网关系统及智能家庭网关

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能家庭网关系统及智能家庭网关。

背景技术

在无源光网络中，智能家庭网关大部分是采用基于嵌入式Linux点对点的进程间通信方式，它主要包括以下几类：如管道(FIFO)、共享内存、信号、信号量、消息队列和Socket等。随着家庭网络中业务的不断丰富，用户对业务质量、业务内容提出了更高的要求，传统的功能型家庭网关软件系统架构已经不能满足新的需求。基于这些传统的Linux进程通信的软件架构的开放程度还远远不够，这样很多模块间的信息相对比较不开放，可扩展性较低，给第三方开发者开发应用软件带来了很大的限制。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的智能家庭网关系统及智能家庭网关。

第一方面，本发明提供了一种智能家庭网关系统，包括：应用层组件及系统内核组件。其中，所述应用层组件包括：网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块、业务模块以及DBUS总线通信模块。所述网络管理模块、所述WAN连接管理模块、所述业务控制管理模块以及所述系统内核组件之间通过所述DBUS总线通信模块进行通信，所述业务控制管理模块与所述业务模块通过特定的系统调用进行通信。所述系统内核组件根据产生的事件，发送信号至所述DBUS总线，与所述事件相关的模块从所述DBUS总线接收并处理所述信号。

进一步的，上述网络管理模块、WAN连接管理模块以及业务控制管理模块之间通过所述DBUS总线的RPC调用实现通信。

进一步的，上述应用层组件还包括Cfg配置管理库和应用程序编程接口配置管理库。所述Cfg配置管理库，能与所述网络管理模块以及所述DBUS总线进行通信，用于存储内存配置访问接口封装，以便进行内存配置访问。所述应用程序编程接口配置管理库，能与所述网络管理模块以及所述DBUS总线进行通信，用于存储用户配置访问接口封装，依赖所述Cfg配置管理库访问内存，同时实现各种配置的相关处理。

进一步的，上述Cfg配置管理库采用Cfg配置管理库共用构建模块，上述应用程序编程接口配置管理库采用应用程序编程接口配置管理库共用构建模块。

进一步的，上述应用层组件还包括配置生效库，所述配置生效库能与所述WAN连接管理模块及所述业务控制管理模块进行通信，用于在配置改变后通知对应业务模块生效，或者进行预设处理操作。

进一步的，上述配置生效库采用统一配置接口组件共用构建模块。

进一步的，上述网络管理模块采用网络管理共用构建模块，用于实现GPON OMCI管理、EPON OAM管理、WEB/HTTPD用户界面管理和TR069协议管理。所述WAN连接管理模块采用WAN连接管理共用构建模块。所述业务控制管理模块采用业务控制管理共用构建模块。

进一步的，上述DBUS总线通信模块采用DBUS总线守护进程共用构建模块，上述系统内核组件采用Linux内核组件共用构建模块。

进一步的，上述智能家庭网关系统还包括板级支持包及驱动模块，所述板级支持包及驱动模块与所述系统内核组件通信，所述板级支持包及驱动模块采用板级支持包及驱动共用构建模块。

第二方面，本发明还提供了一种智能家庭网关，包括网关主体以及上述的智能家庭网关系统。

本发明实施例提供的智能家庭网关系统及智能家庭网关中，网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块以及系统内核组件之间通过DBUS总线通信模块进行通信。相比于现有技术，有效地提高了系统的开放性和可扩展性，让第三方应用可以方便地连接到系统的通信总线上，监听和发送消息，并与其余模块进行通信。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明一个实施例提供的智能家庭网关系统的系统框架示意图；

图2示出了本发明一个实施例提供的智能家庭网关系统在一种具体应用场景中的DBUS消息流示意图；

图3示出了本发明一个实施例提供的智能家庭网关的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参照图1，本发明实施例提供了一种智能家庭网关系统10。该智能家庭网关系统10包括：应用层组件100及系统内核组件110。

其中，应用层组件100包括：网络管理模块101、WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105、业务模块106以及DBUS总线通信模块103。网络管理模块101、WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105以及系统内核组件110之间通过DBUS总线通信模块103进行通信。业务控制管理模块105与业务模块106通过特定的系统调用进行通信。

系统内核组件110用于管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。系统内核组件110包括内核驱动和内核事件处理模块。本实施例中，系统内核组件110可以采用嵌入式LINUX内核4.1版，Linux Kernel 4.1。系统内核组件110根据产生的事件，发送信号至DBUS总线，与事件相关的模块从DBUS总线接收并处理信号。

另外，如图1所示，应用层组件100还包括Cfg配置管理库和应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)配置管理库102。

Cfg配置管理库能与网络管理模块101以及DBUS总线进行通信，用于存储内存配置访问接口封装，以便进行内存配置访问。

API配置管理库，是一个Linux动态库.so，它是用户配置访问接口封装库。API配置管理库能与网络管理模块101以及DBUS总线进行通信，用于存储用户配置访问接口封装，为用户提供配置访问接口封装，依赖Cfg配置管理库访问内存，同时实现各种配置的相关处理，比如配置生效触发和通知(主要是同步闪存、tr69c、gdecms通知等)。

进一步的，如图1所示，应用层组件100还包括配置生效库107，配置生效库107能与WAN连接管理模块104及业务控制管理模块105进行通信，用于在配置改变后通知对应业务模块106生效，或者进行预设处理操作。所述预设处理操作为一些简单的不会产生长时间阻塞的处理。

当然，本智能家庭网关系统10还包括板级支持包及驱动模块120和硬件芯片组驱动模块130。板级支持包及驱动模块120与所述系统内核组件110通信，硬件芯片组驱动模块130与板级支持包及驱动模块120通信。

本实施例中，业务控制管理模块105用于控制和管理系统中的业务模块106。常用的业务模块106包括：udhcpc、PPPOE(Point to Point Protocol over Ethernet，基于以太网的点对点通讯协议)、SIP(Session Initiation Protocol，会话初始协议)/H.248协议等。WAN连接管理模块104用于管理智能家庭网关连接到WAN的方式，主要包括ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线路)方式和LAN(Local AreaNetwork，局域网)以太网方式。

图2示出了本发明实施例提供的智能家庭网关系统10在一种具体应用场景中的DBUS消息流示意图。其中，WAN连接管理模块104以及业务控制管理模块105可以预先把服务注册到DBUS通信总线，如图2中的虚线箭头h和i所示。网络管理模块101、WAN连接管理模块104以及业务控制管理模块105之间通过DBUS总线的RPC调用实现通信。本系统中，网络管理模块101和各个业务配置生效，例如，WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105、语音控制管理模块等，之间通过DBUS总线的RPC调用实现通信，如图2中实线箭头a、b、c和d所示。

业务配置生效如WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105、语音控制管理模块等和具体的业务模块106如udhcpc、PPPOE、SIP/H.248协议等，之间通过特定的API调用或Linux系统调用实现通信，如图2中的实线箭头e、f和g所示。具体的，WAN连接管理模块104通过API调用或Linux系统调用与配置生效库107实现通信，业务控制管理模块105也通过API调用或Linux系统调用与配置生效库107实现通信，业务控制管理模块105通过Linux系统调用控制业务模块106的启动和停止。

另外，业务配置生效之间，如WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105以及语音控制管理模块之间，也可以通过DBUS的RPC调用实现通信。

本系统中，某一个模块产生的事件(用户态事件、内核态事件)，通过DBUS提供的信号机制发送到总线，对此事件感兴趣的进程自行接收该信号、并进行处理。例如，图2中的实线箭头j表示系统内核组件110通过DBUS会话总线发送的广播事件通知至DBUS通信总线，业务控制管理模块105和WAN连接管理模块104均可以通过DBUS通信总线接收该通知；另外，图2中的实线箭头k表示系统内核组件110通过DBUS系统总线向DBUS通信总线发送的信号，与该信号相关的进程可以自行接收该信号，并进行处理。

需要说明的是，业务配置生效如WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105、语音控制管理模块等以及业务模块106如udhcpc、PPPOE、SIP/H.248协议等，可以通过API调用访问数据库的数据。

此外，对于没有数据库存储节点，但是也需要对外提供服务的业务模块106，例如udhcpc、PPPOE、SIP/H.248协议等，也可以预先把服务注册到DBUS通信总线，以供客户端访问。

下面将分别对本系统中的网络管理模块101、DBUS总线通信模块103和板级支持包及驱动模块120的组成和功能进行具体说明。

网络管理模块101，用于EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)OAM协议管理、GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络)OMCI协议管理、WEB/HTTPD用户界面管理和TR069协议管理。

EPON OAM协议主要是指运营管理维护协议，它是一种可以监控网络、检测错误原因的工具。OAM协议中定义了EPON各种告警事件和控制处理。IEEE802.3委员会在802.3ah中制定了OAM协议标准，它是链路层协议，同时它又是无源光网络中运营商端的网管协议。EPON OAM协议管理主要处理PON(无源光网络)网络中委托代理与托管设备之间的信息交互问题。网络管理模块101利用OAM协议通过本地总线轮询获取OLT、ONU及其链路的各种性能传输，监听其异常事件，对托管设备设置参数。

GPON OMCI协议，即光网络单元管理控制接口协议，是ONU/ONT与中央OLT进行交互时的管理控制接口协议。这种协议是局端运营商管理PON智能终端和发现PON智能终端的标准方法，为吉比特无源光网络(即GPON)系统的互联互通和管理提供了重要的平台和接口。运营商中央OLT通过OMCI协议实现集中管理PON智能家庭网关的语音、数据和视频等。具体来说，就是对PON智能家庭网关的配置、性能、故障和安全进行管理。其中，PON智能终端的配置包括很多种类，如用户网络接口(即User Network Interface，UNI)配置、Cross ConnectConfiguration(交叉连接配置)、网络业务配置和接口配置等；对上行数据和下行数据进行加密以及对PON保护的倒换等属于完全管理范畴；中央OLT通过OMCI对PON智能家庭网关某些事件进行故障指示(如PON接口盘)和告警(即终端用户的告警)等属于故障管理。除了这些外，OMCI还可以监控多播业务的性能、监控语音业务的性能和数据业务的性能等。

TR069协议的原理是通过WEB服务中基于SOAP(Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议)的RPC方法进行远程管理服务，运营商根据其管理要求下发相应的RPC实现对PON智能终端的管理。该协议远程管理功能包括：故障管理、状态及性能检测、下发PON智能终端的实时业务及配置自己所需参数、远程下载镜像并进行软件升级。其中，自动配置是在无人值守的情况下对PON智能终端进行配置，包括自动安装、自动连接、自动重连和认证；远程下载镜像并进行软件升级是指当PON智能终端重启或正在运行时，通过TR069协议进行版本控制，自动下载镜像并升级。TR069可以远程设置详细操作，也可以远程设置诊断关键数据并发出处理结果，还可以取得操作获取终端诊断结果，然后针对这些诊断出的问题进行确诊、报告和恢复。

本实施例中，DBUS总线通信模块103用于智能家庭网关系统10进程间通信，主要包括Libdbus程序库子模块、DBUS封装库集合(包括libdbus-glib，libdbus-qt等)子模块和DBUS总线守护进程daemon子模块。

Libdbus程序库子模块是众多DBUS应用程序API的集合，每个跟DBUS相关的进程都可以调用该库里的程序接口函数，这样使得应用程序拥有数据交换和进程间通讯的功能。基于DBUS总线型软件系统，当一个进程A和另一个进程B交互时，它们之间交互的消息可以通过调用Libdbus库中的API，然后消息就在DBUS总线上传输，这类似于在TCP/IP网络上创建一个SOCKET，进程A和进程B建立了SOCKET后，它们之间就可以进行DBUS总线通讯了。

DBUS封装库集合(包括libdbus-glib，libdbus-qt等)子模块用于将DBUS的软件系统的底层API进行特需包装。

DBUS总线守护进程daemon子模块是在libdbus程序库子模块的基础上编程实现的，多个应用程序之间的通信都是由DBUS总线消息守护进程daemon管理的。每个应用程序都和DBUS总线daemon进程建立DBUS的链接，然后由消息守护进程DBUS daemon进行消息的分派。

DBUS总线守护进程与各进程间通信中的信号是一个广播的消息，不需要响应，接收方向DBUS总线daemon注册匹配的条件，包括发送方和信号名，DBUS总线守护进程只发送给希望接收的进程。本实施例提供的智能家庭网关系统10中，全部业务配置生效所提供的服务，在进程启动时注册到DBUS总线。

物联网和智慧城市的兴起，促使传统的功能型家庭网关进阶到智能型PON终端，并且运营商如中国电信、中国移动和中国联通也对新一代智能家庭网关提出了更高的要求，比如开放的家庭网关能力接口、安全可控的资源策略、插件化的基础平台、模块增减自由等。在无源光网络中，传统的功能型家庭网关软件系统架构是点对点方式的Linux进程间通信(如Signal、Message Queues、FIFO、Share Memory、Semaphores和Socket等)，这已经不能满足新的需求。采用传统Linux进程间通信方式，系统中的两个模块之间通过互相API调用，如果其中一个模块发生变化，另外一个模块必须做相应调整。每个模块都需要对系统通信做API上的适配，代码量大，且重复率高。另外，除了统一API外，没有其他办法让新的应用程序获得系统其余模块的信息，开放性、可扩展性很差。

相比于现有技术，本实施例提供的智能家庭网关系统10中的各模块间，通过DBUS总线发送通信消息，若系统中的其中一个模块发生改变，其余模块可以不受影响，能够有效地降低模块间耦合性。此外，通过DBUS的适配层可以大大减少代码量，有效减少代码冗余度。另外，本系统的工作方式类似总线型局域网，新增加的应用程序可以通过发送查询消息给总线上的所有注册模块，并根据反馈查询结果和相应模块进行通信，有效地提高了系统的可扩展性。

本实施例中，板级支持包及驱动模块120，即BSP(Board Support Package，板级支持包)and Drivers，用于实现通用驱动、按键、指示灯、根文件系统、NAND/NOR FLASH镜像支持、软件升级和分区表管理等功能。

BSP功能模块负责PON智能终端的底层软件驱动的管理，主要包括BOOTLOADER开机子模块、闪存NAND FLASH分区表管理子模块和I2C驱动存取光模块参数子模块。BSP功能模块是系统底层驱动的若干接口封装，它屏蔽硬件配置上的细节，在代码上不需要关心硬件的细节，可以把它看作是一个抽象的驱动配置层。

BOOTLOADER开机子模块主要是按照芯片来规划开机流程boot-stage1(系统启动第一阶段)和boot-stage2(系统启动第二阶段)，它是保存在NAND FLASH中的一段软件代码，用来完成智能家庭网关系统10的初始化、加载嵌入式Linux内核并引导系统的启动，其作用有点类似于普通电脑上的BIOS。BOOTLOADER开机顺序是先启动第一阶段(即boot-stage1)，然后再启动第二阶段(即boot-stage2)。其中，第一阶段(即boot-stage1)主要包括：初始化128个中断异常向量(0：硬复位，1：软复位)，清零32个通用寄存器，初始化杂项寄存器和协处理器COP0，屏蔽所有的中断和关闭CPU内部指令，初始化DDRx RAM，计算栈顶和清除BBS，初始化Cache以及从NAND FLASH启动第二阶段cferam。第二阶段(即boot-stage2)主要包括：计算CPU速度和初始化计时器，初始化板子参数和初始化串口，板级设备初始化如设置SLIC、phs leds和serial leds管脚服用，板子后初始化如设置各种控制LED和按键智能中断，拷贝压缩的内核vmlinux.lz到运行内存RAM并解压，启动内核，启动参数包含在Kernel Command Line里。

闪存NAND FLASH分区表管理子模块主要是负责规划固件、进程配置和参数保存位置以及软件升级各种参数保存。在一种具体的应用场景中，NAND FLASH主要包括11个分区，即boot、ImageA、ImageB、configrationA、configrationB、UserLocalCT、Userdata、Framework1、Framework2、App和bbt；在Bootloader代码里先把这11个分区的偏移地址和大小划分好后，并将其参数保存在NVRAM数据结构中；然后在MTD驱动程序中根据NVRAM配置信息在进行细分，各分区的解释如下：

(1)、boot分区保存Bootloader镜像和初始化配置信息；

(2)、ImageA分区保存内核和根文件系统；

(3)、ImageB分区是ImageA完整的备份分区；

(4)、ConfigurationA分区保存进程的一些关键配置信息；

(5)、ConafigurationB分区是ConfigrationA完整备份分区；

(6)、UserLocalCT分区是为运营商中间件预留；

(7)、Userdata分区保存scatch_pad、persistent、backup_psi和syslog信息；

(8)、Framework1分区PON智能终端插件；

(9)、Framework2分区是Framework1完整备份分区；

(10)、Apps分区保存业务应用程序；

(11)、bbt分区保存NAND FLASH坏块数目。

I2C驱动存取光模块参数子模块主要是负责进程存取光模块EEPROM里参数。光模块软件遵循SFF-8472协议，内部包含状态机；该状态机运行所有操作模式并且在内部处理数据以提供数字诊断监控解决方案。光模块存取数据通过I2C连接到外部EEPROM，所有的光模块参数保存在EEPROM里的两张表A0h和A2h，其对应的I2C芯片地址分别是0x50和0x51；一般来说，A0h保存光模块的部分通用信息；A2h表保存是进程运行中交换数据。

硬件芯片组驱动模块130，即Hareware Chipset，主要是采用原厂提供的CPU芯片和软件SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)方案，用于实现底层硬件设备的驱动。

在本实施例提供的智能家庭网关系统10的一种具体应用场景中，智能家庭网关系统10的App framework，即业务功能层框架，包括：IPC Service、数据存储模型(XML/UCI)、配置管理DBManager(IPC Register)、进程间通信DBUS总线daemon、App管理(包括C、JAVA插件，IPC Register)、接口管理(WAN、LAN、WLAN，IPC Register)、业务控制管理(IPCRegister)、语音管理(IPC Register)、安全模式(IPC Register)和OSGI核心子框架。其中，智能操作系统技术要求是基于OSGi，OSGi Framework应遵循OSGi Core Realease4.2Specification以上，要求必需支持Security Layer。OSGi标准服务应遵循OSGiCompendium Realease 4.2Specification以上，至少提供的服务包括：Log Service、HttpService、Configuration Admin Service、Event Admin Service。

另外，作为一种可选的实施例，本智能家庭网关系统10还可以包括WEB页面管理模块，WEB页面管理模块也可以通过DBUS总线通信模块103与上述网络管理模块101、WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105以及系统内核组件110之间进行通信。用户可以通过WEB页面管理模块配置和管理智能家庭网关的各种业务。

具体来讲，WEB页面管理模块是一个集中管理的模块，它包括很多子页面，例如：用户登陆页面、设备注册页面、TR069设置页面和WiFi设置页面等。另外，WEB页面管理模块位于智能家庭网关系统10的应用层，直接面向用户，提供系统管理和控制智能家庭网关；为用户提供系统信息，并且传输用户设置；当WEB页面和CGI(Common Gateway Interface，公共网关接口)交互时，CGI程序会将页面数据整体返回给用户；CGI处理用户请求，通过onumgr的适配层接口，调用相关的API，获取或者改变MIB设置，实现对于系统的控制。

例如，某运营商的PON智能终端的WEB界面可以分为Telecomadmin Web管理界面和Useradmin Web管理界面。其中，Telecomadmin Web管理界面，可以沿用E8C的现有界面，默认8080端口。Useradmin Web管理界面，可以使用OpenWrt的Luci作为其web框架，默认80端口。用户输入网关默认地址后，默认展现80端口的Useradmin Web管理界面，页面在提交请求时判断用户密码，如果是telecomadmin的正确密码，则采用POST请求跳转到8080端口对应的E8C管理页面；如果不是telecomadmin的正确密码，则由Useradmin Web管理界面处理。

作为一种可选的实施例，本智能家庭网关系统10还可以包括语音控制模块，语音控制模块也可以通过DBUS总线通信模块103与上述网络管理模块101、WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105以及系统内核组件110之间进行通信。

本实施例中，语音控制模块用于处理SIP或H.248协议电话通信，经由SIP或H.248协议对智能家庭网关传送语音和传真业务。其中，SIP包括：MS SIP和软交换SIP。智能家庭网关厂商可以按具体需求供货SIP和H.248协议中的一种。另外，也可以通过ITMS+远程软件升级从一种语音协议切换到另一种，且切换过程中不能拉低终端对运营商技术规范的能力。该模块功能主要包括开机馈电、拨号振铃、话机摘机、呼叫处理和语音处理等。智能家庭网关语音会话初始协议功能包括接收到终端信息后立马呼叫，呼叫抽取的主叫号码信息来源于From头域中，接着要传送给在线的模拟电话。智能家庭网关可以将主叫号码信息包括在From头域中一起发送出去。而当智能家庭网关在线域IMS网络时，H.248协议的MGC地址配置不少于2个优先级别的网络IP地址。其中，智能家庭网关的语音H.248协议可以轮询注册和链路检测。

在软件开发时，需要从结构化和模块化设计开始。发明人经过长期研究发现，对于软件开发来说，软件是许多成熟的共享软件模块的重用。同一个共享软件模块可以应用在不同的产品中。当产品是基于许多成熟的共享软件模块和技术搭建或集成而成的话，无疑产品的质量、进度和成本会得到更好的控制和保证。因此，为了提高产品软件开发的效率，本发明实施例将CBB(Common Building Block，共用构建模块)引用到智能家庭网关软件架构上。需要说明的是，CBB原本是指那些可以在不同的产品、系统之间共用的零部件、模块、技术及其他相关的设计成果，应用于硬件研发和物流管理中。

而本实施例中，构建模块(Building Block，BB)是指系统中一组实现特定功能，具备接口要素、性能及规格的实体单元。CBB则表示可共用的构建模块，即可在两个或两个以上的产品系统中直接应用的构建模块。软件CBB不同于硬件CBB，他针对各种目标客户需求特征的变易点、易变点进行建模，分析清楚这些点的特性，从需求的角度，解决平台、公共组件的建设关系，这个模型是有效地区分平台和产品的边界。显然，采用软件CBB是实现软件异步开发的基础和手段，当产品软件是基于很多成熟的共用软件模块和技术搭建或集成而成的话，无疑提高了产品软件开发的效率。

因此，于本发明较佳的实施例中，系统中的各模块均可以采用相应的共用构建模块。具体的，网络管理模块101采用网络管理CBB；WAN连接管理模块104采用WAN连接管理CBB；业务控制管理模块105采用业务控制管理CBB；DBUS总线通信模块103采用DBUS总线守护进程CBB；系统内核组件110采用Linux内核组件CBB；板级支持包及驱动模块120采用板级支持包及驱动CBB；Cfg配置管理库采用Cfg配置管理库CBB；API配置管理库采用API配置管理库CBB；配置生效库107采用统一配置接口组件CBB。WEB页面管理模块采用WEB页面管理CBB；语音控制模块语音控制CBB。这样可以有效地提高智能家庭网关软件开发的效率。

综上所述，本发明实施例提供的智能家庭网关系统10中，网络管理模块101、WAN连接管理模块104、业务控制管理模块105以及系统内核组件110之间通过DBUS总线通信模块103进行通信。相比于现有技术，有效地提高了系统的开放性和可扩展性，让第三方应用可以方便地连接到系统的通信总线上，监听和发送消息，并与其余模块进行通信，并且能够有效地降低系统中各模块间的耦合性，减少代码冗余度，提高进程运行的效率和代码的复用率。进一步地，系统中各模块均采用相应的共用构建模块，有效地提高了本智能家庭网关软件开发的效率。

另外，如图3所示，本发明实施例还提供了一种智能家庭网关20，包括网关主体以及上述的智能家庭网关系统10。

其中，网关主体包括一个或多个处理器210、存储器220以及接口230等。一个或多个处理器210、存储器220以及接口230通过总线240连接。其中，存储器220用于存储程序，处理器210用于执行存储器220中存储的可执行模块，例如计算机程序。处理器210在接收到执行指令后，执行所述程序。存储器220可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random AccessMemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。处理器210可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。接口230包括通信接口、显示接口、调试接口、电源接口等。其中，通信接口用于实现该系统网元与其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线240可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

当然，除了上述部件外，网关主体还可以包括其他结构，具体根据实际需要设计。

需要说明的是，智能家庭网关20作为家庭内部所有设备的管理核心、接入核心和控制中心。通过智能家庭网关可组建家庭内部的网络，包括家庭内部基于双频WiFi的无线网络、基于以太网的家庭有限网络，以及连接家庭娱乐网关的家庭娱乐网络。通过智能家庭网关，可以提供带宽有线接入、UPnP网络媒体共享和互操作能力，并和局端的业务平台一起为用户提供多种增值服务。光网络智能家庭网关支持PON上行接入功能，支持对称、非对称模式；提供双WiFi，支持万兆数据转发能力，可以满足用户业务、大带宽的应用场景。

在一种具体的应用场景中，家庭网络内部各种终端通过智能家庭网关的用户侧接口与智能家庭网关进行通信。智能家庭网关对经过其的数据和应用进行转发、控制和管理，并通过网络侧接口与业务平台、ITMS+(增强型终端综合管理系统)、智能家庭网关及应用管理平台进行交互，实现家庭网络和外部网络的通信，提供各种可管理、可控制的应用。智能家庭网关的接口可以包括：U接口、T接口、M接口、N接口、G接口和A接口。各接口的具体说明如下：

U接口是智能家庭网关和宽带接入网的接口，采用EPON、GPON等接入技术，同时传递接入认证、QoS适配等的控制信息。

T接口是智能家庭网关和各种应用终端或组网终端的接口，实现智能家庭网关对家庭应用终端的设备发现和统一管理。

M接口是智能家庭网关和ITMS+之间的远程逻辑接口，采用TR-069系列协议，可以实现对智能家庭网关的远程管理、配置、软件升级、性能统计、故障诊断等功能。

N接口是EPON/GPON上行智能家庭网关和EMS之间的远程逻辑接口，采用OAM或OMCI系列协议，可以实现对智能家庭网关PON接口相关的物理层及链路层的配置及管理等功能。

G接口是智能家庭网关和智能家庭网关及应用管理平台之间的远程逻辑接口，可以实现对智能家庭网关以及加载应用的配置及管理等功能。

A接口是手机APP和智能家庭网关之间的本地逻辑接口，可以实现对智能家庭网关以及加载应用的配置及管理等功能。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种智能家庭网关系统，其特征在于，包括：应用层组件及系统内核组件，

其中，所述应用层组件包括：网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块、业务模块以及DBUS总线通信模块，且所述网络管理模块、WAN连接管理模块、业务控制管理模块以及DBUS总线通信模块均采用相应的共用构建模块；

所述网络管理模块、所述WAN连接管理模块、所述业务控制管理模块以及所述系统内核组件之间通过所述DBUS总线通信模块进行通信，所述业务控制管理模块与所述业务模块通过特定的系统调用进行通信；

所述系统内核组件根据产生的事件，发送信号至所述DBUS总线，与所述事件相关的模块从所述DBUS总线接收并处理所述信号；

所述应用层组件还包括：Cfg配置管理库、应用程序编程接口配置管理库以及配置生效库，其中，

所述Cfg配置管理库，与所述网络管理模块以及所述DBUS总线进行通信，用于存储内存配置访问接口封装，以便进行内存配置访问，

所述应用程序编程接口配置管理库，与所述网络管理模块以及所述DBUS总线进行通信，用于存储用户配置访问接口封装，依赖所述Cfg配置管理库访问内存，同时实现各种配置的相关处理，

所述配置生效库，与所述WAN连接管理模块及所述业务控制管理模块进行通信，用于在配置改变后通知对应业务模块生效，或者进行预设处理操作，

所述Cfg配置管理库采用Cfg配置管理库共用构建模块，所述应用程序编程接口配置管理库采用应用程序编程接口配置管理库共用构建模块，所述配置生效库采用统一配置接口组件共用构建模块。

2.如权利要求1所述的智能家庭网关系统，其特征在于，所述网络管理模块、所述WAN连接管理模块以及所述业务控制管理模块之间通过所述DBUS总线的RPC调用实现通信。

3.如权利要求1所述的智能家庭网关系统，其特征在于，所述网络管理模块采用网络管理共用构建模块，用于实现GPON OMCI管理、EPON OAM管理、WEB/HTTPD用户界面管理和TR069协议管理；

所述WAN连接管理模块采用WAN连接管理共用构建模块；

所述业务控制管理模块采用业务控制管理共用构建模块。

4.如权利要求1所述的智能家庭网关系统，其特征在于，所述DBUS总线通信模块采用DBUS总线守护进程共用构建模块，所述系统内核组件采用Linux内核组件共用构建模块。

5.如权利要求1所述的智能家庭网关系统，其特征在于，还包括板级支持包及驱动模块，所述板级支持包及驱动模块与所述系统内核组件通信，所述板级支持包及驱动模块采用板级支持包及驱动共用构建模块。

6.一种智能家庭网关，其特征在于，包括网关主体以及权利要求1-5中任一项所述的智能家庭网关系统。

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