CN110149271A - 家庭网关存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭网关存储设备，涉及网络设备领域。家庭网关存储设备包括电源模块、主控单元、显示单元、存储模块、无线通信模块和路由模块，主控单元分别与显示单元、存储模块、无线通信模块、路由模块和电源模块电性连接。本发明公开的家庭网关存储设备可将电子相册、NAS、家庭网关及光纤交换机等设备的功能融为一体，只需要一个电源插座即可满足设备工作需求，减少家庭装修增加的插座开孔，提升美观，降低安全隐患，减少电源转换器的使用数量。

Description

家庭网关存储设备

技术领域

本发明涉及网络设备领域，尤其是涉及一种家庭网关存储设备。

背景技术

随着时代的进步和发展，越来越多的电子产品进入到我们的生活中，除去传统的电视机等大家电外，一些小型化的电子产品种类繁多，比如电子相册、路由器、光纤交换机、私人云存储设备(简称NAS)等等，这些设备对应的电源插座也占据了我们的“半壁江山”。

无论是电子相册、私人云存储设备，还是光纤交换机、路由器，都是作为独立的一个产品与插座相连，这样就会导致占用更多的插座接口，装修的时候就会预埋更多的管线，增加施工难度和成本，降低了家庭美观，同时也会增加漏电等安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种家庭网关存储设备，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种家庭网关存储设备，包括电源模块、主控单元、显示单元、存储模块、无线通信模块和路由模块，所述主控单元分别与所述显示单元、所述存储模块、所述无线通信模块、所述路由模块和所述电源模块电性连接。

可选的，所述存储模块包括固态硬盘和数据转换器，所述数据转换器分别与所述固态硬盘和所述主控单元电性连接，所述固态硬盘包括NAND闪存颗粒和存储主控芯片。

可选的，所述路由模块包括RJ45接口、隔离变压器和PHY芯片，所述隔离变压器分别与所述RJ45接口和所述PHY芯片电性连接，所述PHY芯片与所述主控单元电性连接。

可选的，所述无线通信模块包括WIFI通信模块和5G通信模块，所述WIFI通信模块和所述5G通信模块均与所述主控单元电性连接。

可选的，所述WIFI通信模块包括收发芯片、第一滤波器、第一功率放大器、天线、第二滤波器和第一低噪声放大器，所述第一滤波器、所述第一功率放大器、所述天线、所述第二滤波器和所述第一低噪声放大器依次电性连接，所述收发芯片分别与所述第一滤波器、所述第一低噪声放大器和所述主控单元电性连接。

可选的，所述收发芯片采用QCN5054芯片。

可选的，所述5G通信模块包括调制解调器、5G收发器、功率检波器、第三滤波器、第二功率放大器、天线调谐开关、第四滤波器和第二低噪声放大器，所述第三滤波器、所述第二功率放大器、所述天线调谐开关、所述第四滤波器和所述第二低噪声放大器依次电性连接，所述5G收发器分别与所述调制解调器、所述第三滤波器和所述第二低噪声放大器电性连接，所述功率检波器分别与所述5G收发器和所述第二功率放大器电性连接，所述调制解调器与所述主控单元电性连接。

可选的，所述调制解调器采用SDX55芯片，所述5G收发器采用SDR865芯片。

可选的，所述主控单元通过HDMI接口与所述显示单元电性连接，所述主控单元通过USB接口与所述存储模块电性连接，所述主控单元通过XSGMII接口与所述路由模块电性连接，所述主控单元通过IQ接口与所述WIFI通信模块电性连接，所述主控单元通过PCIE接口与所述5G通信模块电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的家庭网关存储设备可将电子相册、NAS、家庭网关及光纤交换机等设备的功能融为一体，只需要一个电源插座即可满足设备工作需求，减少家庭装修增加的插座开孔，提升美观，降低安全隐患，减少电源转换器的使用数量。同时，可以利用现有运营商基站网络，无需再铺设光纤到户，也无需向用户提供光纤交换机，从而降低运营商布线成本及设备成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供的家庭网关存储设备的框图示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的主控单元的框图示意图。

图3为本发明较佳实施例提供的存储模块的框图示意图。

图4为本发明较佳实施例提供的路由模块的框图示意图。

图5为本发明较佳实施例提供的WIFI通信模块的框图示意图。

图6为本发明较佳实施例提供的5G通信模块的框图示意图。

附图标记说明：110-电源模块；120-主控单元；130-显示单元；140-存储模块；141-固态硬盘；1411-NAND闪存颗粒；1412-存储主控芯片；142-数据转换器；150-无线通信模块；151-WIFI通信模块；1511-收发芯片；1512-第一滤波器；1513-第一功率放大器；1514-天线；1515-第二滤波器；1516-第一低噪声放大器；152-5G通信模块；1521-调制解调器；1522-5G收发器；1523-功率检波器；1524-第三滤波器；1525-第二功率放大器；1526-天线调谐开关；1527-第四滤波器；1528-第二低噪声放大器；160-路由模块；161-RJ45接口；162-隔离变压器；163-PHY芯片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

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”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种家庭网关存储设备，该家庭网关存储设备可将电子相册、NAS、家庭网关及光纤交换机等设备的功能融为一体，以减少家庭装修增加的插座开孔，提升美观，降低安全隐患，减少电源转换器的使用数量。家庭网关存储设备包括有电源模块110、主控单元120、显示单元130、存储模块140、无线通信模块150和路由模块160，所述主控单元120分别与所述显示单元130、所述存储模块140、所述无线通信模块150、所述路由模块160和所述电源模块110电性连接。

其中，所述电源模块110用于为家庭网关存储设备中的各个单元模块供电，主控单元120用于整个家庭网关存储设备的控制，存储模块140用于存储用户需要存储的图片、资料等数据，无线通信模块150用于对信号进行处理并将信号发送出去，以及对接收到的信号进行处理以便将处理后的信号发送给主控单元120进行处理，路由模块160用于将数字信号转换为模拟信号以通过接口与电脑、打印机等终端设备进行数据交互，显示单元130用于图像的显示和视频播放。

本发明实施例中，主控单元120采用高通的IPQ8072A芯片，如图2所示，该芯片集成4核ARM Cotex A53的CUP，工作频率可达到2.2GHz，集成支持802.11ax的WIFI子系统，集成支持可处理10Gbit数据流的路由子系统，集成用于支持外部设备连接的高速接口，比如PCIE、USB3.0、XSGMII、IQ、HDMI等。

本发明实施例中，主控单元120采用IPQ8072A芯片，可以理解的，在其他的一些实施例中，所述主控单元120还可以采用其他芯片，例如IPQ8074芯片等。

请参阅图3，存储模块140包括有固态硬盘141和数据转换器142，数据转换器142分别与固态硬盘141和主控单元120电性连接，固态硬盘141包括NAND闪存颗粒1411和存储主控芯片1412。存储主控芯片1412主要是通过代码来调度、协调和控制整个固态硬盘141，一方面负责合理调配数据在各个NAND闪存颗粒1411上的负荷，另一方面承担了整个数据中转，连接NAND闪存颗粒1411和外部SATA接口。所述数据转换器142主要完成SATA接口和存储模块140与主控单元120之间接口的数据转换。本发明实施例中，所述存储模块140与主控单元120之间采用USB3.0接口连接，可以理解的，在其他的一些实施例中，存储模块140与主控单元120之间也可以采用其他接口，例如SATA接口。

所述显示单元130主要采用LCD屏幕和背光驱动芯片，其中LCD屏幕主要完成图像像素的排列，背光驱动芯片主要提供均匀的光线，使光线通过排列好的图像像素传到用户的眼睛里，本发明实施例中显示单元130主要用于完成图像的显示和视频播放。

请参阅图4，路由模块160包括RJ45接口161、隔离变压器162和PHY芯片163，隔离变压器162分别与RJ45接口161和PHY芯片163电性连接，PHY芯片163与主控单元120电性连接。本发明实施例中PHY芯片163通过XSGMII接口与主控单元120电性连接。PHY芯片163主要作用是将XSGMII低电压并行数字信号转换为差分模拟信号，再经由隔离变压器162进行传输，并最终通过RJ45接口161与电脑、打印机等多种终端设备进行数据交互。

如图1所示，无线通信模块150包括WIFI通信模块151和5G通信模块152，WIFI通信模块151和5G通信模块152均与主控单元120电性连接以进行数据交互或通信。本发明实施例中，WIFI通信模块151通过IQ接口与主控单元120电性连接，5G通信模块152通过PCIE接口与主控单元120电性连接。

请参阅图5，WIFI通信模块151包括收发芯片1511、第一滤波器1512、第一功率放大器1513、天线1514、第二滤波器1515和第一低噪声放大器1516，所述第一滤波器1512、所述第一功率放大器1513、所述天线1514、所述第二滤波器1515和所述第一低噪声放大器1516依次电性连接，所述收发芯片1511分别与所述第一滤波器1512、所述第一低噪声放大器1516和所述主控单元120电性连接。所述收发芯片1511可以采用2.4G-WiFi芯片或5G-WiFi芯片，本发明实施例中，WIFI通信模块151的数量为2个，其中一个采用2.4G-WiFi芯片，另一个采用5G-WiFi芯片。

所述收发芯片1511用于将主控单元120的数字信号转换为模拟的射频信号，经由第一滤波器1512滤除无用的干扰信号后，由第一功率放大器1513放大并经由天线1514以2.4G或5G的频率(根据收发芯片1511所采用的型号而定)将数据发送出去。同理，天线1514也可以将接收到的数据经由第二滤波器1515滤除无用的干扰信号后，由第一低噪声放大器1516放大后发送到收发芯片1511进行模数转换并最终通过主控单元120与收发芯片1511之间的接口将信号发送到主控单元120进行处理。

所述收发芯片1511可以采用，但不限于QCN5024芯片、QCN5054芯片等，收发芯片1511与主控单元120之间的接口采用IQ接口连接。

请参阅图6，5G通信模块152包括调制解调器1521、5G收发器1522、功率检波器1523、第三滤波器1524、第二功率放大器1525、天线调谐开关1526、第四滤波器1527和第二低噪声放大器1528，所述第三滤波器1524、所述第二功率放大器1525、所述天线调谐开关1526、所述第四滤波器1527和所述第二低噪声放大器1528依次电性连接，所述5G收发器1522分别与所述调制解调器1521、所述第三滤波器1524和所述第二低噪声放大器1528电性连接，所述功率检波器1523分别与所述5G收发器1522和所述第二功率放大器1525电性连接，所述调制解调器1521与所述主控单元120电性连接。

调制解调器1521用于将数据信号按照一定的规则进行编码、加密等，通过与5G收发器1522之间的接口传输到5G收发器1522，经由5G收发器1522进行调频、锁相等复杂的处理后转变为高频信号，经第三滤波器1524滤除噪音后由第二功率放大器1525进行放大，然后经由天线调谐开关1526切换从不同的天线1514以电磁波的形式发送出去，其中功率检波器1523主要是用于检测第二功率放大器1525的输出功率，确保设备以合理可控的功率进行放大。同理，当设备接收到电磁波后，经过天线调谐开关1526进行切换选择，由第四滤波器1527进行滤除噪声信号后，再由第二低噪声放大器1528进行小信号放大，以便5G收发器1522进行调解等将高频模拟信号转换为数字信号从与调制解调器1521之间的接口发送到调制解调器1521，然后由调制解调器1521再经过解密、解码等处理最终还原出真实的信号，并由其与主控单元120之间的接口发送到主控单元120。

所述调制解调器1521可以采用，但不限于SDX55芯片、SDX50芯片等，5G收发器1522可以采用，但不限于SDR865芯片、AD936X芯片等。本发明实施例中，调制解调器1521采用SDX55芯片，5G收发器1522采用SDR865芯片。调制解调器1521与5G收发器1522之间通过QLINK接口连接，调制解调器1521与主控单元120之间通过PCIE接口连接。

所述天线调谐开关1526可以采用，但不限于LFD2H788MMZKE922或TPX255925MT等型号器件。

本发明实施例中，用户可通过客户端软件将存储模块140进行分区管理、账户管理以及权限管理等，其至少包括如下的工作模式：

模式一：

当用户需要将图片或者资料存储到家庭网关存储设备的存储模块140中时，使用客户端软件将图片发送出去，通过运营商基站后以电磁波的形式用5G通信模块152接收，接收到的数据经过滤噪、放大、解调等运算后，得到的数字信号根据PCIE协议进行编码传输到主控单元120，主控单元120将接收到的数据，通过DSP的解析、重新编码，由物理层、数据链路层、事务层包传递到USB总线，以USB3.0的数据格式存储到存储模块140中。

模式二：

当用户需要将存储模块140中的照片或视频展示出来的时候，通过客户端软件进行设置(如照片显示时长、是否轮询播放、播放时间段等功能)，让主控单元120通过USB协议，将存储在存储模块140中的照片或视频读取出来，主控单元120经过数据解析、重新编码，再由AHB总线进行数据传输到HDMI端口，以JPG/RAW等图片格式或者MP4/AVI等视频格式显示播放出来。

模式三：

当电脑、打印机或者其他终端设备通过网线接入到家庭网关存储设备时，首先通过路由模块160将网线上的差分信号转换为高速的数字信号XSGMII传递到主控单元120，主控单元120将XSGMII信号经过协议解析、根据PCIE协议重新编码、封包后，由PCIE接口传送到5G通信模块152并将数据与运营商提供的网络进行数据交换。

模式四：

一些如手机、平板电脑、智能音箱、无线摄像头等具备WIFI功能的产品，通过WIFI信号接入到该设备时，首先通过WIFI通信模块151将无线高频的模拟信号转换为数字信号，该数字信号再通过IQ线路传输到主控单元120，主控单元120将IQ信号经过协议解析、根据PCIE协议重新编码、封包后，由PCIE接口传送到5G通信模块152并将数据与运营商提供的网络进行数据交换。

相对于现有技术，本发明实施例提供的家庭网关存储设备具有如下的优点：

本发明提供的家庭网关存储设备可以利用现有运营商基站网络，因此无需再铺设光纤到户，也无需用户安装光纤交换机，从而降低运营商布线成本及设备成本。同时，由于本发明提供的家庭网关存储设备具5G数据传输功能，其带宽和数据传输速度得到了极大的提高，且传输时延大大降低，解决了现今用户对于大数据、低时延传输的需求。

本发明提供的家庭网关存储设备通过设置存储模块140，其存储空间相对于现有的电子相册、SD卡或U盘等具有更大的存储空间，彻底解决了用户因存储空间不足及频繁更新内容的烦恼。且用户只需要通过移动终端APP远程控制即可随时更新照片或者视频的内容播放，操作简单。

本发明提供的家庭网关存储设备与现有的技术方案相比，将电子相册、NAS、家庭网关及光纤交换机融为一体，只需要一个电源插座即可满足设备工作需求，减少家庭装修增加的插座开孔，提升美观，降低安全隐患，减少电源转换器的使用数量。同时，可减少对原材料的使用，降低工业污染，提升环保质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种家庭网关存储设备，其特征在于，包括电源模块、主控单元、显示单元、存储模块、无线通信模块和路由模块，所述主控单元分别与所述显示单元、所述存储模块、所述无线通信模块、所述路由模块和所述电源模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述存储模块包括固态硬盘和数据转换器，所述数据转换器分别与所述固态硬盘和所述主控单元电性连接，所述固态硬盘包括NAND闪存颗粒和存储主控芯片。

3.根据权利要求1所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述路由模块包括RJ45接口、隔离变压器和PHY芯片，所述隔离变压器分别与所述RJ45接口和所述PHY芯片电性连接，所述PHY芯片与所述主控单元电性连接。

4.根据权利要求1所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述无线通信模块包括WIFI通信模块和5G通信模块，所述WIFI通信模块和所述5G通信模块均与所述主控单元电性连接。

5.根据权利要求4所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述WIFI通信模块包括收发芯片、第一滤波器、第一功率放大器、天线、第二滤波器和第一低噪声放大器，所述第一滤波器、所述第一功率放大器、所述天线、所述第二滤波器和所述第一低噪声放大器依次电性连接，所述收发芯片分别与所述第一滤波器、所述第一低噪声放大器和所述主控单元电性连接。

6.根据权利要求5所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述收发芯片采用QCN5054芯片。

7.根据权利要求4所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述5G通信模块包括调制解调器、5G收发器、功率检波器、第三滤波器、第二功率放大器、天线调谐开关、第四滤波器和第二低噪声放大器，所述第三滤波器、所述第二功率放大器、所述天线调谐开关、所述第四滤波器和所述第二低噪声放大器依次电性连接，所述5G收发器分别与所述调制解调器、所述第三滤波器和所述第二低噪声放大器电性连接，所述功率检波器分别与所述5G收发器和所述第二功率放大器电性连接，所述调制解调器与所述主控单元电性连接。

8.根据权利要求7所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述调制解调器采用SDX55芯片，所述5G收发器采用SDR865芯片。

9.根据权利要求4所述的家庭网关存储设备，其特征在于，所述主控单元通过HDM I接口与所述显示单元电性连接，所述主控单元通过USB接口与所述存储模块电性连接，所述主控单元通过XSGM II接口与所述路由模块电性连接，所述主控单元通过I Q接口与所述WIFI通信模块电性连接，所述主控单元通过PCIE接口与所述5G通信模块电性连接。