CN110855559A - 一种接入限制的智能网关 - Google Patents

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毛倩倩
李莉
潘喆琼
司冬梅
胡瑞瑞
孔旭锋
王激华
仇钧
柯方圆
杨妍
杨建立
闻铭
杨跃平
倪华亚
龙正雄
张拿丹
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Abstract

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种接入限制的智能网关，包括：密码输入模块，用于密码的输入；主控模块，用于判断输入的密码是否正确，当输入的密码正确时，输出打开网络通道的指令；网络通道开关模块，用于接收打开网络通道的指令，并控制打开对应的网络通道。本发明具备以下有益效果：1.在智能网关上设置了密码输入模块，用网终端设备连网的时候需要在密码输入模块输入正确的密码，密码正确，才能与路由器/交换机在物理上连通，否则终端设备不能连上路由器/交换机；2.通过检测网络通道输出接口的物理开关，当网线拔出时，自动关闭网络通道，实现断网功能。

Description

一种接入限制的智能网关
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种接入限制的智能网关。
背景技术
现有的网关，例如：网络86盒，是RJ45接口直接连接到路由器/交换机上，在路由器/交换机正常通网的情况下，终端设备(类如PC机)网线连接网络86盒，PC机配置IP或是自动获取IP，从而实现上网。
现有网关的缺陷是：只要服务站到网络86盒的网络是通的，PC机网线与网络86盒连接即可上网，对没有权限连网的设备，不能有效的阻止。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种接入限制的智能网关。
一种接入限制的智能网关，包括：
密码输入模块，用于密码的输入；
主控模块，用于判断输入的密码是否正确，当输入的密码正确时，输出打开网络通道的指令；
网络通道开关模块，用于接收打开网络通道的指令，并控制打开对应的网络通道。
优选的，所述密码输入模块包括：按键K1、电阻R2以及电容C4，所述按键K1的第一端和第二端连接数字地，第三端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，第四端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，所述电阻R2的另一端连接电源端，所述电容C4的另一端连接数字地。
优选的，所述主控模块采用高速32位ARM芯片，所述高速32位ARM芯片一端连接密码输入模块以获取输入的密码，另一端连接网络通道开关模块以输出打开网络通道的指令。
优选的，所述网络通道开关模块包括多个分别串联连接在不同网络通道的开关，以实现对不同的网络通道的开和关进行控制。
优选的，还包括：供电模块，用于为密码输入模块、主控模块、网络通道开关模块供电。
优选的，所述供电模块包括：电压转换模块、电容C21、24、25、26、27以及电感L1，所述电压转换模块的输入端连接交换机或路由器以及电容C21的一端，所述电容C21的另一端连接公共地，所述电压转换模块的输出端连接电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接电容C24的一端、电容C25的一端、电容C26的一端、电容C27的一端以及电源输出端，所述电容24、25、26、27的另一端连接公共地。
优选的，还包括：一端连接交换机或路由器另一端连接供电模块的网络输入接口模块，用于将交换机或路由器输出的交流电转换为直流电，并输入到供电模块。
优选的，所述网络输入接口模块包括：
输入端连接交换机或路由器的整流器，用以将输入的交流电转换为直流电输出；
输入端连接整流器，输出端连接网络通道输入接口的第一网络变压器，用以增强信号。
优选的，还包括：一端连接网络通道输出接口，另一端连接主控模块的网络输出接口模块，用于检测网络通道输出接口网线的插入或拔出，并将检测的结果发送到主控模块，当网络通道输出接口网线拔出时，主控模块输出关闭网络通道的指令。
优选的，所述网络输出接口模块包括：
与网络通道输出接口连接的第二网络变压器，用于防止信号干扰；
一端连接连接在网络通道输出接口，另一端连接主控模块的检测电路，用于检测到网线的插入和拔出，并将检测结果发送到主控模块。
本发明具备以下有益效果：
1.在智能网关上设置了密码输入模块，用网终端设备连网的时候需要在密码输入模块输入正确的密码，密码正确，才能与路由器/交换机在物理上连通，否则终端设备不能连上路由器/交换机；
2.通过检测网络通道输出接口的物理开关，当网线拔出时，自动关闭网络通道，实现断网功能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一实施例一种接入限制的智能网关的结构图；
图2是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中密码输入模块的电路图；
图3是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中网络通道开关模块的电路图；
图4是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中供电模块的结构图；
图5是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中供电模块的电路图；
图6是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中网络输入接口模块的结构图；
图7是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中整流器的电路图；
图8是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中第一网络变压器的电路图；
图9是本发明一实施例一种接入限制的智能网关中网络输出接口模块的结构图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本实施例的基本思想是在智能网关上设置了密码输入模块，用网终端设备连网的时候需要在密码输入模块输入正确的密码，密码正确，才能与路由器/交换机在物理上连通，否则终端设备不能连上路由器/交换机。通过检测网络通道输出接口的物理开关，当网线拔出时，自动关闭网络通道，实现断网功能。
基于上述思想，本发明一实施例提出一种接入限制的智能网关，如图1所示，包括：密码输入模块，用于密码的输入；主控模块，用于判断输入的密码是否正确，当输入的密码正确时，输出打开网络通道的指令；网络通道开关模块，用于接收打开网络通道的指令，并控制打开对应的网络通道。
如图2所示，密码输入模块包括：按键K1、电阻R2以及电容C4，所述按键K1的第一端和第二端连接数字地DGND，第三端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，第四端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，所述电阻R2的另一端连接电源端VCC_3.3V，所述电容C4的另一端连接数字地。
密码输入模块，采用轻触按键，主控检测外部手动按下的次数，当按下的次数等于设定的次数时，输出打开网络通道的指令。
主控模块采用高速32位ARM芯片，所述高速32位ARM芯片一端连接密码输入模块以获取输入的密码，另一端连接网络通道开关模块以输出打开网络通道的指令。
在本实施例中，主控芯片采用ST公司的高速32BIT ARM，通过计数器检测外部按键输入次数，当按下的次数等于设定的次数时，输出打开网络通道的指令，以控制网络通道的打开。
网络通道开关模块包括多个分别串联连接在不同网络通道的开关，以实现对不同的网络通道的开和关进行控制。
如图3所示，网络通道开关模块采用TI公司的高速开关芯片TSL110PW，内阻小，开关速度快，多通道，可以同时关闭网络通道的TXD+/TXD-和RXD+/RXD-。此外，高速开关芯片的VCC端和GND之间还连接有电容C15，S端通过电阻R12连接电源端VCC_3.3V。
作为本实施例的优选，如图4所示，本智能网关还包括：供电模块，用于为密码输入模块、主控模块、网络通道开关模块供电。
如图5所示，供电模块包括：电压转换模块、电阻R18、19、电容C21、24、25、26、27以及电感L1，所述电压转换模块的输入端连接交换机或路由器以及电容C21的一端，所述电容C21的另一端连接公共地，所述电压转换模块的输出端连接电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接电容C24的一端、电容C25的一端、电容C26的一端、电容C27的一端以及电源输出端，所述电容24、25、26、27的另一端连接公共地，电压转换模块的FB端连接电阻R18的一端以及电阻R19的一端，电阻R18的另一端连接电感，电阻R19的另一端连接公共地GND。
在本实施例中，供电模块采用POE供电，因此不需要外部供电，直接获取交换机/路由器提供的48V供电，转换成芯片需要的3.3V供电。电容C21、24、25、26、27以及电感L1组成的滤波电路对输出电流进行滤波处理。
POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。POE供电即同一根网线上既可以传输数据又可以传输电力。原理：当需要供电的设备和POE供电设备连接后，供电设备会检测这个设备是否支持PoE供电，是就开始供电直到48V稳定供电，不是那就不会供电。
如图6所示，作为本实施例的优选，本智能网关还包括：一端连接交换机或路由器另一端连接供电模块的网络输入接口模块，用于将交换机或路由器输出的交流电转换为直流电，并输入到供电模块。
网络输入接口模块包括：输入端连接交换机或路由器的整流器，如图7所示，用以将输入的交流电转换为直流电输出，整流器的两个输出端还分别连接有滤波电容C17、C18、电阻R15、R16；输入端连接整流器，输出端连接网络通道输入接口的第一网络变压器，如图8所示，用以增强信号。
由于信号传输距离就很受限制，同时外部对芯片的干扰也很大。当接了网络变压器后，它主要用于信号电平耦合。具有以下作用：增强信号，使其传输距离更远；使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用(如雷击)；当接到不同电平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的网口时，不会对彼此设备造成影响。
如图9所示，作为本实施例的优选，本智能网关还包括：一端连接网络通道输出接口，另一端连接主控模块的网络输出接口模块，用于检测网络通道输出接口网线的插入或拔出，并将检测的结果发送到主控模块，当网络通道输出接口网线拔出时，主控模块输出关闭网络通道的指令。
网络输出接口模块包括：与网络通道输出接口连接的第二网络变压器，用于防止信号干扰；一端连接连接在网络通道输出接口，另一端连接主控模块的检测电路，用于检测到网线的插入和拔出，并将检测结果发送到主控模块。
在网络通道输出接口底部PCB上面安装了检测电路，当网线插入网口时，内部物理开关闭合；当网线拔出网口时，内部物理开关打开。用主控模块监测物理开关的关闭与闭合来判断网线是否插入还是拔出。当认为网线拔出时，自动关闭网络通道，实现断网功能。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种接入限制的智能网关，其特征在于，包括：
密码输入模块，用于密码的输入；
主控模块，用于判断输入的密码是否正确，当输入的密码正确时，输出打开网络通道的指令；
网络通道开关模块，用于接收打开网络通道的指令，并控制打开对应的网络通道。
2.根据权利要求1所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述密码输入模块包括：按键K1、电阻R2以及电容C4，所述按键K1的第一端和第二端连接数字地，第三端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，第四端连接电阻R2的一端、电容C4的一端以及主控模块，所述电阻R2的另一端连接电源端，所述电容C4的另一端连接数字地。
3.根据权利要求1所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述主控模块采用高速32位ARM芯片，所述高速32位ARM芯片一端连接密码输入模块以获取输入的密码，另一端连接网络通道开关模块以输出打开网络通道的指令。
4.根据权利要求1所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述网络通道开关模块包括多个分别串联连接在不同网络通道的开关，以实现对不同的网络通道的开和关进行控制。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，还包括：供电模块，用于为密码输入模块、主控模块、网络通道开关模块供电。
6.根据权利要求5所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述供电模块包括：电压转换模块、电容C21、24、25、26、27以及电感L1，所述电压转换模块的输入端连接交换机或路由器以及电容C21的一端，所述电容C21的另一端连接公共地，所述电压转换模块的输出端连接电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接电容C24的一端、电容C25的一端、电容C26的一端、电容C27的一端以及电源输出端，所述电容24、25、26、27的另一端连接公共地。
7.根据权利要求5所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，还包括：一端连接交换机或路由器另一端连接供电模块的网络输入接口模块，用于将交换机或路由器输出的交流电转换为直流电，并输入到供电模块。
8.根据权利要求7所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述网络输入接口模块包括：
输入端连接交换机或路由器的整流器，用以将输入的交流电转换为直流电输出；
输入端连接整流器，输出端连接网络通道输入接口的第一网络变压器，用以增强信号。
9.根据权利要求7所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，还包括：一端连接网络通道输出接口，另一端连接主控模块的网络输出接口模块，用于检测网络通道输出接口网线的插入或拔出，并将检测的结果发送到主控模块，当网络通道输出接口网线拔出时，主控模块输出关闭网络通道的指令。
10.根据权利要求9所述的一种接入限制的智能网关，其特征在于，所述网络输出接口模块包括：
与网络通道输出接口连接的第二网络变压器，用于防止信号干扰；
一端连接连接在网络通道输出接口，另一端连接主控模块的检测电路，用于检测到网线的插入和拔出，并将检测结果发送到主控模块。
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