CN202282787U

CN202282787U - 一种手持式智能家居管理网关

Info

Publication number: CN202282787U
Application number: CN2011204295418U
Authority: CN
Inventors: 符强; 刘洪林; 任风华; 韦必忠; 姚远; 宋育裕
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2021-11-03

Abstract

本实用新型公开一种手持式智能家居管理网关，主要由手机模块和通信背板组成；上述手机模块包括中央处理器、以及与中央处理器相连的电源管理芯片、长距离射频芯片、显示屏、操作键盘、存储器和扩展插槽；上述通信背板包括单片机模块、以及与单片机模块相连的短距离射频模块和扩展插针；其中通信背板上的扩展插针与手机模块上的扩展插槽相连。本实用新型通过改造手机模块实现RF射频通信功能的扩展，让遥控器的收发和网关管理功能合为一体，这样便能够通过RF无线方式实现对下位机各无线控制模块的控制和管理，具有成本低廉、易于操作、且移动性好的特点。

Description

一种手持式智能家居管理网关

技术领域

本实用新型涉及智能家居控制领域，具体涉及一种手持式智能家居管理网关。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。随着生活水平的提高，人们对住宅及小区的智能化服务设施提出了更高的要求，所以目前的智能化小区和智能家居这些新的生活理念正逐步进入人们的生活，正引导用户一种新的生活享受方式，通过智能家居模式，用户可以随时随地的了解家用电器的使用情况，甚至远程控制和管理，本专利所描述的相关设备就是为了适应这种发展潮流而发明的一种手持式智能家居管理网关。

目前常用的智能家居管理网关采用的是基于一个固定的智能家居管理网关设备配合一个无线遥控器的组合方式来完成各智能家居的控制及相关管理，无线遥控器通过发射信号给智能家居管理网关来控制想要控制的智能家居设备如空调、家电以及智能插座的关/开等操作。这种方式的网关产品，功能全面但设计复杂，因而成本较高，特别是软硬件都要从最底层开始设计，在时间和成本上花费较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供成本低廉、易于操作、且移动性好的一种手持式智能家居管理网关。

为解决上述问题，本实用新型所设计的一种手持式智能家居管理网关，主要由手机模块和通信背板组成；上述手机模块包括中央处理器、以及与中央处理器相连的电源管理芯片、长距离射频芯片、显示屏、操作键盘、存储器和扩展插槽；上述通信背板包括单片机模块、以及与单片机模块相连的短距离射频模块和扩展插针；其中通信背板上的扩展插针与手机模块上的扩展插槽相连。

上述方案中，所述手机模块为MTK手机模块。

上述方案中，通信背板上的短距离射频模块主要RF收发器、功率放大电路、天线匹配电路和射频收发天线构成；其中功率放大电路包括信号接收前置放大电路、信号发射前置放大电路、以及2个四通道双级双掷的射频端模拟开关和天线端模拟开关，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路分别并联在射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组输出口之间，且射频端模拟开关的输入口连接RF收发器，天线端模拟开关的输入口则经过天线匹配电路与射频收发天线相连；射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组控制端口分别相连。

上述方案中，所述通信背板上的扩展插针具有128个外接引脚插针，与之相对应是，所述手机模块上的扩展插槽具有128个外接引脚插槽。

上述方案中，所述存储器包括闪存和随机存储器，这两种存储器均通过内部总线与中央处理器相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、通过改造手机模块实现RF射频通信功能的扩展，让遥控器的收发和网关管理功能合为一体，这样便能够通过RF无线方式实现对下位机各无线控制模块的控制和管理；

2、不需要接入运营商的网络，频率段使用免费，适合家庭设备的无线控制；

3、具有低成本、易操作、移动性好的特点，特别适合家庭对家用电器产品的控制。

附图说明

图1为一种手持式智能家居管理网关结构示意图；

图2为图1的电路原理框图；

图3为短距离射频模块电路原理图。

具体实施方式

参见图1和图2，一种手持式智能家居管理网关，主要由外壳，以及设置在外壳内的手机模块和通信背板组成。上述手机模块包括中央处理器、以及与中央处理器相连的电源管理芯片、长距离射频芯片、显示屏、操作键盘、存储器和扩展插槽。上述通信背板包括单片机模块、以及与单片机模块相连的短距离射频模块和扩展插针。通信背板上的扩展插针与手机模块上的扩展插槽相连。

在本实用新型优选实施例中，所用手机模块为MTK手机模块，其中选用MT6225型号的中央处理器、MT6318型号的电源管理芯片、MT6139型号的长距离射频芯片。其中所述存储器包括闪存和随机存储器，这两种存储器均通过内部总线与中央处理器相连。通信背板上的短距离射频模块通过SPI接口与单片机模块相连。其中选用频率为RF433MHz的短距离射频模块、STC89LE516RD+型号的单片机模块。

本实用新型采用JAVA虚拟机的编程方式实现对智能家居设备的无线控制和管理。所述通信背板上的扩展插针具有128个外接引脚插针，与之相对应是，所述手机模块上的扩展插槽具有128个外接引脚插槽，以此实现手机模块对通信背板的控制。其中通信背板上的单片机模块通过Tx、Rx外接引脚插针与手机模块背面的外接引脚插槽与手机模块实现串行通信，它的作用是接受MTK手机模块发出的命令，并将命令按照所制定的格式通过短距离射频模块转发指定的下位机，也可将下位机发送上来的数据按照给定的格式通过通信背板上的单片机模块转发给MTK手机模块。下位机可以是带有同样RF模块的智能插座、温湿度采集设备或其他家用电器。

为了能够更大范围的智能家居设备管理比如智能小区中的应用，本实用新型还对通信背板的短距离射频模块进行了相应的改进，参见图3，即所述短距离射频模块主要由RF收发器、功率放大电路、天线匹配电路和射频收发天线构成；其中功率放大电路包括信号接收前置放大电路、信号发射前置放大电路、以及2个四通道双级双掷的射频端模拟开关和天线端模拟开关，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路分别并联在射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组输出口之间，且射频端模拟开关的输入口连接RF收发器，天线端模拟开关的输入口则经过天线匹配电路与射频收发天线相连；射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组控制端口分别相连。

上述的信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路的设计既要考虑功率值的要求，又要满足远距离的收发需要，同时也要考虑到PCB中对射频敏感的电路和器件的情况，以及模块周围其他仪表的干扰问题。因此，在本实用新型优选实施例中，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路的具体电路如下：

信号发射前置放大电路主要由电容C22、C23及电感L7、L9构成的平衡滤波电路；电感L1及电容C19构成的LC谐振电路；射频放大晶体管Q10；电感L17及电容C33、C100构成的第一LC滤波电路；电感L6及电容C35构成的第二LC滤波电路；电容C34、C36构成的晶体管电源滤波电路；偏压电阻R30、R38；以及限流电阻R44构成；天线端模拟开关U7的第一输出口经过平衡滤波电路、LC谐振电路和第一LC滤波电路连接在射频放大晶体管Q10的漏极上；该射频放大晶体管Q10的漏极还分别与晶体管电源滤波电路和电源输出端口PA_PWR连接，射频放大晶体管Q10的源极接地；射频放大晶体管Q10的栅极分为两路，一路经电容C45连接在射频端模拟开关U8的第一输出口上，另一路则经过第二LC滤波电路、偏压电阻和限流电阻分别连接在RF收发器的第一控制端RF_TXC_GD00上；上述RF收发器的第一控制端RF_TXC_GD00的一路经过电阻R37、及电容C12、C15构成的第一RC滤波电路与射频端模拟开关U8的第一控制端相连；另一路则经过电阻R25、及电容C29构成的第二RC滤波电路连接在天线端模拟开关U7的第一控制端上。

信号前置接收电路主要由电感L12及电容C37、C39构成的滤波去耦电路；射频三极管KST10MTF；电阻R34、R35、电容C42、C43、C87及电感L14构成的波型整形电路；双极性三极管BC847PN；以及电阻R26、R27及电容C30和构成的滤波反馈电路的构成；天线端模拟开关U7中的第二输出口经过滤波去耦电路连接至射频三极管KST10MTF的基极；射频三极管KST10MTF的发射极接地；射频三极管KST10MTF的集电极的一路经电容C40、C42直接与射频端模拟开关U8的第二输出口相连，另一路则通过波型整形电路分别连接至双极性三极管BC847PN的第二集电极上和电源输出端口RX_PWR上；双极性三极管BC847PN的第二发射极、第二基极和第一集电极经过滤波反馈电路连接至电源输入端口3V3；双极性三极管BC847PN的第一发射极接地；双极性三极管BC847PN的第一基极经电阻R28连接在RF收发器的第二控制端RF_TXC_GD02上；上述RF收发器的第二控制端RF_TXC_GD02一路经过电阻R36与射频端模拟开关U8的第二控制端相连，另一路则经过电阻R13及电容C28构成的第三RC滤波电路连接在天线端模拟开关U7的第二控制端上。

Claims

1.一种手持式智能家居管理网关，其特征在于：主要由手机模块和通信背板组成；上述手机模块包括中央处理器、以及与中央处理器相连的电源管理芯片、长距离射频芯片、显示屏、操作键盘、存储器和扩展插槽；上述通信背板包括单片机模块、以及与单片机模块相连的短距离射频模块和扩展插针；其中通信背板上的扩展插针与手机模块上的扩展插槽相连。

2.根据权利要求1所述的一种手持式智能家居管理网关，其特征在于：所述手机模块为MTK手机模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种手持式智能家居管理网关，其特征在于：通信背板上的短距离射频模块主要RF收发器、功率放大电路、天线匹配电路和射频收发天线构成；其中功率放大电路包括信号接收前置放大电路、信号发射前置放大电路、以及2个四通道双级双掷的射频端模拟开关和天线端模拟开关，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路分别并联在射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组输出口之间，且射频端模拟开关的输入口连接RF收发器，天线端模拟开关的输入口则经过天线匹配电路与射频收发天线相连；射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组控制端口分别相连。

4.根据权利要求1或2所述的一种手持式智能家居管理网关，其特征在于：所述通信背板上的扩展插针具有128个外接引脚插针，与之相对应是，所述手机模块上的扩展插槽具有128个外接引脚插槽。

5.根据权利要求1或2所述的一种手持式智能家居管理网关，其特征在于：所述存储器包括闪存和随机存储器，这两种存储器均通过内部总线与中央处理器相连。