CN205092872U - 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 - Google Patents
基于Arduino技术的智能光纤接入网关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205092872U CN205092872U CN201520852700.3U CN201520852700U CN205092872U CN 205092872 U CN205092872 U CN 205092872U CN 201520852700 U CN201520852700 U CN 201520852700U CN 205092872 U CN205092872 U CN 205092872U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- chip
- pin
- arduino
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 102100024396 Adrenodoxin, mitochondrial Human genes 0.000 claims description 6
- 101000833098 Homo sapiens Adrenodoxin, mitochondrial Proteins 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 201000002161 intrahepatic cholestasis of pregnancy Diseases 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007958 sleep Effects 0.000 description 2
- 102100028043 Fibroblast growth factor 3 Human genes 0.000 description 1
- 108050002021 Integrator complex subunit 2 Proteins 0.000 description 1
- 102100030147 Integrator complex subunit 7 Human genes 0.000 description 1
- 101710092890 Integrator complex subunit 7 Proteins 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 201000002159 intrahepatic cholestasis of pregnancy 3 Diseases 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关，它包括Arduino控制器；网络接口转换模块，其控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口；光电转换模块，其信号输入端通过光纤接口接入光纤宽带接口，其信号输出端连接网络接口转换模块的信号输入端；WIFI路由模块，其控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口，其信号输入端连接网络接口转换模块的信号输出端；WIFI？bee模块，其控制信号输入端连接Arduino控制器的一个串行口；ZIGBEE模块，其控制信号输入端连接Arduino控制器的另一个串行口，其信号输出端连接一无线射频放大模块；电源转换及充电模块，其输入端通过交流适配器连接外部交流电，输出端分别对应连上述各个模块。本实用新型结构简单，能耗低，满足用户对智能家居的体验。本实用新型适用于任意智能家居的智能电子设备。
Description
技术领域
本实用新型属于智能家居领域，涉及一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关。
背景技术
随着我国网络信号的全面覆盖和智能电子设备的不断发展，融合了无线传感网络技术、自动控制技术和计算机技术的智能家居产品逐渐兴起，推动了家居生活的智能化、简单化的不断发展。而随着我国经济的高速发展，智能手机、计算机、PAD等电子设备不断更新，人们对生活品质、家居环境的要求越来越高，对家居智能化的需求越来越强烈。
但是目前，我国的现代智能家居正处于初中期阶段，其存在以下的问题：
（1）产品标准不统一：现有技术中，人们使用的终端接入方式多种多样，导致智能家居产品市场不规范，而标准不统一带来的问题就是智能家居产品的价格居高不下；
（2）智能家居网关接放方式不统一：智能家居一般通过家庭网络接口接入，而宽带服务商为一般家庭只提供一个网络接口，该网关和家庭用无线路由器接入冲突，如果采用级联方式则会导致网速降低；而对于光纤接入口，拓展两个光纤接口会带来额外的费用，进一步令智能家居产品的成本提高；
（3）智能家居产品的利用率低：由于现有家庭中无线路由器功能与智能家居网关部分功能重复，无线通信时二者会出现相互干扰的现象，降低了各自的利用率。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型提供了一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关，能够在现有网络的基础上实现智能家居，方便人们日常的生活。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关，它包括：
作为控制中心的Arduino控制器，其具有SPI接口和两个串行口；
用于将输入的网络信号转换为标准的一台协议和标准的网络接口转换模块，所述网络接口转换模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口；
用于将光信号转换成电信号的光电转换模块，所述光电转换模块的信号输入端通过光纤接口接入服务商提供的光纤宽带接口，光电转换模块的信号输出端连接网络接口转换模块的信号输入端；
用于提供无线路由器热点的WIFI路由模块，所述WIFI路由模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口，其信号输入端连接网络接口转换模块的信号输出端；
用于将WIFI信号转换为高速ZIGBEE信号的WIFIbee模块，所述WIFIbee模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的一个串行口；
用于实现普通ZIGBEE协调器功能的ZIGBEE模块，所述ZIGBEE模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的另一个串行口，其信号输出端连接一无线射频放大模块；
用于为上述各个模块提供电能的电源转换及充电模块，所述电源转换及充电模块的输入端连接通过交流适配器连接外部交流电，各个不同电压的输出端分别对应连接Arduino控制器、光电转换模块、ZIGBEE模块、WIFI路由模块、WIFIbee模块。
作为对Arduino控制器的限定：所述Arduino控制器一ATmega64A芯片为核心，具有14路数字输入/输出口、6路模拟输入，以及一个16MHz晶体振荡器。
作为对本实用新型的进一步限定：所述光纤接口包括FDX1标准光纤接入口，以及转换滤波电路，所述FDX1标准管线接入口的输入端连接服务商提供的光纤宽带接口，输出端连接转换滤波电路的输入端；
所述光电转化模块包括IP113C芯片与24C01芯片，所述IP113C芯片将100BASE-FX光纤接入转换为10/100BASE-TX输出，其外接晶振引脚连接第一晶体振荡器电路，其第十三管脚FXRDP、第十四管脚FXRDM、第十六管脚FXTDP、第十七管脚FXTDM、第十八管脚FXSD分别连接转换滤波电路的输出端；所述24C01芯片为4K位串行COMSE2PROM，其通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口与IP113C芯片相连；
所述网络接口转换模块包括W5100芯片，所述W5100芯片支持SPI接口，其TXOP管脚、TXON管脚、RXIP管脚、RXIN管脚分别对应连接IP113C芯片的TXOP管脚、TXON管脚、TXIP管脚、RXIN管脚，并通过外接晶振引脚外接的第二振荡器电路连接Arduino控制的PB7管脚。
作为对本实用新型的更进一步限定：所述WIFI路由模块包括能够实现高度WLAN连接的WM-G-MR-9芯片，采用直接序列扩频和OFDM数据调制技术，同时采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全机制，具有切换开关和带通滤波功能，其通过自身的SPI接口分别连接Arduino控制器的SPI接口，以及W5100芯片的SPI接口。
作为对本实用新型的再更进一步限定：所述WIFIbee模块包括WIFLYRN171芯片，所述WIFLYRN171芯片为无线WIFI模块，兼容Xbee接口，其串行口连接Arduino控制器的第一组串行口；
所述ZIGBEE模块包括CC2530芯片，其输入串行口连接Arduino控制器的第二组串行口；
所述无线射频放大模块包括RFX2401C芯片，采用TX/RX收发接口和单天线接口，内含2.4GHz低通滤波器，其输入串行口连接CC2530芯片的输出串行口。
作为对本实用新型的电源转换及充电模块的限定：所述电源转换及充电模块包括充电电池、电源转换电路和充电电路，所述电源转换电路包括第一转换电路、第二转换电路、第三转换电路，所述第一转换电路的输入端通过交流适配器连接外部交流电，输出端输出C5.5V电源，并依次连接第二转换电路、第三转换电路，所述第二转换电路与第三转换电路分别输出DC3.3V和DC1.8V电源；
所述充电电路包括CN3052A芯片，所述CN3052A芯片的输入端通过交流适配器连接外部交流电，其信号输出端通过外围设置的电路连接充电电池。
由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
（1）本实用新型具有WIFI路由模块、WIFIbee模块、ZIGBEE模块、无线射频放大模块，因此本实用新型兼容WIFI、高速ZIGBEE及普通ZIGBEE三种无线速率接入，通过对终端的接入请求判断接入协议，为终端设备自适应接入速率；
（2）本实用新型兼容XBEE及ZIGBEE两种ZIGBEE协议，支持普通ZIGBEE、Arduino开源平台的Xbee协议及终端接入；
（3）本实用新型设置的无线射频放大模块能够对普通ZIGBEE协调器输出信号进行放大，功率可调以实现家庭所有智能家居终端无线覆盖无盲区，满足用户的各种需求；
（4）本实用新型的Arduino控制器、IP113C芯片、WIFLYRN171芯片，以及RFX2401C芯片全部选用低功耗芯片，工作过程中采用功率自适应、开关切换及深度休眠方式保证系统的低功耗运行，尤其是在电池供电过程时，为用户节省了电能；
（5）本实用新型的WIFI路由模块以WM-G-MR-9芯片为核心，支持接入速率自适应，并采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全加密机制，保证家庭私有网络的安全及服务质量（QoS）；
（6）本实用新型的WIFI路由模块设计了切换开关及带通滤波器，避免CDMA，GSM，PCS和WCDMA信号间的相互串扰，同时也避免了三种无线发射天线间的相互串扰；
（7）本实用新型的Arduino控制器以ATmega64A芯片为核心，所述芯片使用SPI总线及I2C总线方式控制以太网、ZIGBEE网络信号的接入及变换，实现了控制总线到网络切换的创新技术；
（8）本实用新型为提高无线传输的速率，所述光电转换模块设置了24C01芯片，提供4K位串行CMOSE2PROM，并通过编程利用W5100内部集成16KBYTE收发缓存，提高无线网络传输速率；
（9）本实用新型的电源可以采用DC9V交流适配器供电，也可以采用网关自带的充电电池供电，当用户家中停电时，网关可以继续工作，智能手机或PAD等使用电池供电的终端仍然可以短时间内访问网络，保证用户的体验良好。
（10）本实用新型外部通过统一的光纤接口、RJ45接口、ZIGBEE、XBee接口，同时还提供工程控制总线SPI及I2C总线标准接口，为家庭智能网关及控制设备提供标准接入方式；
（11）本实用新型设有专用WIFI-BEE无线组网及通信电路，传输速率可达到464Kbps，远高于普通ZIGBEE250Kbps的传输速率，打破了传统ZIGBEE传输250Kbps的上限，并且支持Adhoc和基础设施网络；
（12）本实用新型的光电转换模块设有IP113C芯片，实现了以太网借助光波进行远距离通信的系统设计，为帧缓冲保留SSRAM，可以存储１Ｋ字节的MAC地址，全数字自适应调整和时序恢复，可实现基线漂移校正；
（13）本实用新型设置了WIFIBee模块与Zigbee模块，令WIFIBee模块与Zigbee形成并存电路，WIFIBee内载TCP/IP协议栈,主机数据传输速率为464Kbps，38mA的超低功耗，且具有时间戳，自动休眠，自动启动模式的实时时钟；
（14）本实用新型具有低功耗接入模式，WIFI热点服务、ZIGBEE协调器服务、Arduino开源平台XBEE服务均可以自适应切换及关闭，且所有接入终请求采用中断方式接入，网关自动监测，当超过10min还没有终端请求服务时，该服务自动关闭，相应模块进入休眠低功耗状态，满足用户体验的同时达到节能的目的。
综上所述，本实用新型结构简单，能耗低，满足用户对智能家居的体验。
本实用新型适用于任意智能家居的智能电子设备。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例的原理框图；
图2为本实用新型实施例中Arduino控制器的电路原理图；
图3为本实用新型实施例中网络接口转换模块的电路原理图；
图4为本实用新型实施例中光电转换模块与光纤接口相连接的电路原理图；
图5为本实用新型实施例中WIFI路由模块的电路原理图；
图6为本实用新型实施例中WIFIbee模块的电路原理图；
图7为本实用新型实施例中ZIGBEE模块与无线射频放大模块相连接的电路原理图；
图8为本实用新型实施例中电源转化及充电模块的电路原理图。
具体实施方式
实施例基于Arduino技术的智能光纤接入网关
本实施例提供了一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关，如图1所示，包括（1）Arduino控制器，作为控制中心，如图2所示本实施例采用现有技术中的ATmega64A芯片，该芯片具有14路数字输入/输出口、6路模拟输入、SPI接口、串行接口TX/RX，以及一个16MHz晶体振荡器。
（2）网络接口转换模块，用于将输入的网络信号转换为标准的一台协议和标准，,所述网络接口转换模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口。
本实施例中的网络接口转换模块如图3所示，包括W5100芯片，该芯片SPI接口(SCS、SCLK、MISO、MOSI)，接线方便，程序简单；支持硬件TCP/IP协议栈，支持TCP,UDP,ICMP,IGMP,IPv4，ARP，PPPoE等协议。内部集成16KBYTE收发缓存；W5100硬件集成TCP/IP协议栈、MAC、PHY，减少了用户代码量、减轻了CPU的压力。W5100可以通过SPI接口控制，只须要操作少量的寄存器即可，大量节约了开发时间，不同平台移植W5100的程序更加方便、简单。本实施例的具体连接如图3所示，利用W5100芯片的SCK管脚连接ATmega64A芯片的（SCK）PB1管脚，CSS管脚连接ATmega64A芯片的（SS）PB0管脚，MOSI管脚连接ATmega64A芯片的（MOSI）PB2管脚，MISO管脚连接ATmega64A芯片的（MISO）PB3管脚，而W5100芯片的外接晶振引脚通过外接的第二振荡器电路连接ATmega64A芯片的（OC2/OC1C）/PB7管脚。
（3）光电转换模块，用于将光信号转换成电信号，所述光电转换模块的信号输入端通过光纤接口接入服务商提供的光纤宽带接口，光电转换模块的信号输出端连接网络接口转换模块的信号输入端。
本实施例中光纤接口如图4所示，包括FDX1标准光纤接入口，以及由电阻R40至R60、电容器C40、C41、C49、C50、C53构成的转换滤波电路，所述FDX1标准管线接入口的输入端连接服务商提供的光纤宽带接口，输出端连接转换滤波电路的输入端，即图4中的第五十九电阻R58与第六十电阻R60相连的中间节点，而第五十八电阻R58与第五十九电阻R59相连的中间节点作为转换滤波电路的输出连接光电转换模块。
本实施例的光电转换模块如图4所示，包括IP113C芯片与24C01芯片，所述IP113C芯片将100BASE-FX光纤接入转换为10/100BASE-TX输出送至W5100芯片，具体连接如图4所示，将IP113C芯片的TXOP管脚、TXON管脚、RXOM管脚、RXIP管脚分别与W5100芯片的TXOP管脚、TXON管脚、RXIP管脚、RXIN管脚相连接；为提高光电转换速度，模块中专门设计了4K位串行CMOSE2PROM芯片24C01,芯片采用CMOS技术减少了器件功耗，24C01通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口与IP113C相连。而其第FXRDP管脚、FXRDM管脚、FXTDP管脚、FXTDM管脚、FXSD管脚分别连接转换滤波电路的输出端，即第五十八电阻R58与第五十九电阻R59相连的中间节点。而本实施例中的24C01芯片为4K位串行COMSE2PROM，其通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口将自身的SDA管脚、SCL管脚分别与IP113C芯片的SDA管脚、SCL管脚对应相连。
（4）WIFI路由模块，用于提供无线路由器热点，所述WIFI路由模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口，其信号输入端连接网络接口转换模块的信号输出端。
本实施例中的WIFI路由模块如图5所示，包括能够实现高度WLAN连接的WM-G-MR-9芯片，该芯片可以实现高速WLAN连接，采用直接序列扩频（DSSS）和OFDM数据调制技术，支持IEEE802.11b/g的高达54Mbps的数据传输速率。支持接入速率自适应，并采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全机制，保证网络安全及服务质量（QoS），使用简单的天线设计理念，采用切换开关及带通滤波器避免CDMA，GSM，PCS和WCDMA信号间的相互串扰。
本实施例中WM-G-MR-9芯片通过自身的SPI接口分别连接Arduino控制器的SPI接口，以及W5100芯片的SPI接口，即如图5所示，通过自身的SD_CLK/SPI_CLK管脚、SD_DO/SPI_SCSn管脚、SD_CMD/SPI_SDI管脚、SD_DI/SPI_DO管脚分别对应连接ATmega64A芯片的（SCK）PB1管脚、（SS）PB0管脚、（MOSI）PB2管脚、（MISO）PB3管脚，由于W5100芯片的管脚也与ATmega64A芯片的上述四个管脚相连，因此本实施例的WM-G-MR-9芯片实现了与W5100芯片的相连。
（5）WIFIbee模块，用于将WIFI信号转换为高速ZIGBEE信号，实现本实施例对WIFI信号及高速ZIGBEE信号的无缝覆盖，所述WIFIbee模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的一个串行口。
本实施例中WIFIbee模块如图6所示，包括WIFLYRN171芯片，所述WIFLYRN171芯片为无线WIFI模块，兼容Xbee接口。该芯片具有超低功耗：4uA的睡眠模式，38mA的活跃模式。内载TCP/IP协议栈（DHCP,UDP,DNS,ARP,ICMP,HTTP客户端,FTP客户端和TCP），固件可配置发射功率：0dBmto12dBm。主机数据传输速率为464Kbps，且支持Adhoc和基础设施网络。
本实施例中WIFLYRN171芯片与ATmega64A芯片的连接方式如图6所示，WIFLYRN171芯片通过自身的GPIO-13（UART-RST）管脚、GPIO-11（UART-RX）管脚、GPIO-10（UART-TX）管脚分别对应连接ATmega64A芯片的（TXD/PD0）PE1管脚、RXD0/（PDI）PE0管脚、（ICP3/INT7）PE7管脚。
（6）ZIGBEE模块，用于实现普通ZIGBEE协调器功能，所述ZIGBEE模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的另一个串行口，其信号输出端连接一无线射频放大模块。
本实施例中ZIGBEE模块如图7所示，包括CC2530芯片，其通过自身的P0.3（TXT）管脚、P0.2（RX）管脚分别对应连接ATmega64A芯片的（TXD1/INT2）PD2管脚、（TXD1/ONT3）PD3管脚。
所述无线射频放大模块用于将ZIGBEE模块的输出信号功率进行放大，以满足智能家居所有终端的控制需求。该模块如图7所示包括RFX2401C芯片。该芯片为2.4GHz终端IC前的ZIGBEE单片大功率放大器采用，采用TX/RX收发接口和单天线接口，内含2.4GHZ低通滤波器，芯片内部集成功率监测和控制功能；1.2V低电压CMOS控制逻辑；所有的端口具有ESD保护电路。而RFX2401C芯片与CC2530芯片具体连接如图7所示，RFX2401C芯片通过自身的TXEN管脚、RXEN管脚分别连接CC2530芯片的P1.1管脚与P1.4管脚。
（7）电源转换及充电模块，用于为上述各个模块提供电能，所述电源转换及充电模块的输入端连接交流电，各个不同电压的输出端分别对应连接Arduino控制器、光电转换模块、ZIGBEE模块、WIFI路由模块、WIFIbee模块。
本实施例中的电源转换及充电模块如图8所示包括充电电池、电源转换电路和充电电路，所述充电电池采用现有技术中的锂电池；而电源转换电路包括AP1059-5.0芯片构成的第一转换电路、AS1117-3.3芯片构成的第二转换电路，以及AS1117-1.8芯片构成的第三转换电路，所述第一转换电路的输入端通过9V交流适配器连接外部交流电，输出端输出C5.5V电源，并依次连接第二转换电路、第三转换电路，所述第二转换电路与第三转换电路分别输出DC3.3V和DC1.8V电源，而输出的DC5.5V、DC3.3V、DC1.8V电源分别对应图2至图7中设置电源的端点。
所述充电电路包括CN3052A芯片，所述CN3052A芯片的输入端通过交流适配器连接外部9V电，其信号输出端通过外围设置的电路连接充电电池。
本实施例工作原理按照以下步骤依次进行：
首先将9V交流适配器将本实施例与外部交流电相连，对本实施例上电，同时本实施例的系统初始化，系统通电后，Arduino控制器复位，SPI和I2C总线初始化，所有芯片复位，电源转换及充电电路开始工作，为锂电池充电的同时实现电源转换，为系统其他模块提供DC5V、DC3.3V和DC1.8V；
WIFI热点功能开启：系统初始化完成后，WIFI路由器的热点功能开启，Arduino控制器、光纤接口、光电转换模块、网络接口转换模块及WIFI路由模块进入工作状态，实现WIFI热点功能，手机、PAD等无线终端可以通过WIFI热点访问宽带外网。
系统自动监测：当超过10min还没有终端请求WIFI热点服务，则自动进入长时间无WIFI功能。
终端设备请求接入，网关自适应判断：WIFI热点服务、ZIGBEE协调器服务、Arduino开源平台XBEE服务终端通过中断方式实现服务接入，网关自动监测中断，自适应匹配服务。
网关自适应响应终端请求：当需要WIFI热点服务时，Arduino控制器、光纤接口、光电转换模块、网络接口转换模块及WIFI路由模块进入工作状态；当需要ZIGBEE协调器服务时，Arduino控制器、Zigbee模块、无线射频放大模块进入工作状态；当需要Arduino开源平台XBEE服务是，Arduino控制器、WIFIbee模块进入工作状态。
系统低功耗接入模式：WIFI热点服务、ZIGBEE协调器服务、Arduino开源平台XBEE服务均可以自适应切换及关闭，所有接入终请求采用中断方式接入，网关自动监测，当超过10min还没有终端请求服务时，该服务自动关闭，相应模块进入休眠低功耗状态。
Claims (6)
1.一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：包括
作为控制中心的Arduino控制器，其具有SPI接口和两个串行口；
用于将输入的网络信号转换为标准的协议和标准的网络接口转换模块，所述网络接口转换模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口；
用于将光信号转换成电信号的光电转换模块，所述光电转换模块的信号输入端通过光纤接口接入服务商提供的光纤宽带接口，光电转换模块的信号输出端连接网络接口转换模块的信号输入端；
用于提供无线路由器热点的WIFI路由模块，所述WIFI路由模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口，其信号输入端连接网络接口转换模块的信号输出端；
用于将WIFI信号转换为高速ZIGBEE信号的WIFIbee模块，所述WIFIbee模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的一个串行口；
用于实现普通ZIGBEE协调器功能的ZIGBEE模块，所述ZIGBEE模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的另一个串行口，其信号输出端连接一无线射频放大模块；
用于为上述各个模块提供电能的电源转换及充电模块，所述电源转换及充电模块的输入端连接通过交流适配器连接外部交流电，各个不同电压的输出端分别对应连接Arduino控制器、光电转换模块、ZIGBEE模块、WIFI路由模块、WIFIbee模块。
2.根据权利要求1所述的基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：所述Arduino控制器一ATmega64A芯片为核心，具有14路数字输入/输出口、6路模拟输入，以及一个16MHz晶体振荡器。
3.根据权利要求2所述的基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：所述光纤接口包括FDX1标准光纤接入口，以及转换滤波电路，所述FDX1标准管线接入口的输入端连接服务商提供的光纤宽带接口，输出端连接转换滤波电路的输入端；
所述光电转化模块包括IP113C芯片与24C01芯片，所述IP113C芯片将100BASE-FX光纤接入转换为10/100BASE-TX输出，其外接晶振引脚连接第一晶体振荡器电路，其第十三管脚FXRDP、第十四管脚FXRDM、第十六管脚FXTDP、第十七管脚FXTDM、第十八管脚FXSD分别连接转换滤波电路的输出端；所述24C01芯片为4K位串行COMSE2PROM，其通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口与IP113C芯片相连；
所述网络接口转换模块包括W5100芯片，所述W5100芯片支持SPI接口，其TXOP管脚、TXON管脚、TXIP管脚、RXIN管脚分别对应连接IP113C芯片的TXOP管脚、TXON管脚、RXIP管脚、RXIN管脚，并通过外接晶振引脚外接的第二振荡器电路连接Arduino控制的PB7管脚。
4.根据权利要求3所述的基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：所述WIFI路由模块包括能够实现高度WLAN连接的WM-G-MR-9芯片，采用直接序列扩频和OFDM数据调制技术，同时采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全机制，具有切换开关和带通滤波功能，其通过自身的SPI接口分别连接Arduino控制器的SPI接口，以及W5100芯片的SPI接口。
5.根据权利要求4所述的基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：所述WIFIbee模块包括WIFLYRN171芯片，所述WIFLYRN171芯片为无线WIFI模块，兼容Xbee接口，其串行口连接Arduino控制器的第一组串行口；
所述ZIGBEE模块包括CC2530芯片，其输入串行口连接Arduino控制器的第二组串行口；
所述无线射频放大模块包括RFX2401C芯片，采用TX/RX收发接口和单天线接口，内含2.4GHz低通滤波器，其输入串行口连接CC2530芯片的输出串行口。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的基于Arduino技术的智能光纤接入网关，其特征在于：所述电源转换及充电模块包括充电电池、电源转换电路和充电电路，所述电源转换电路包括第一转换电路、第二转换电路、第三转换电路，所述第一转换电路的输入端通过交流适配器连接外部交流电，输出端输出C5.5V电源，并依次连接第二转换电路、第三转换电路，所述第二转换电路与第三转换电路分别输出DC3.3V和DC1.8V电源；
所述充电电路包括CN3052A芯片，所述CN3052A芯片的输入端通过交流适配器连接外部交流电，其信号输出端通过外围设置的电路连接充电电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520852700.3U CN205092872U (zh) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520852700.3U CN205092872U (zh) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205092872U true CN205092872U (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=55483522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520852700.3U Expired - Fee Related CN205092872U (zh) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205092872U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105357087A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-02-24 | 河北四方通信设备有限公司 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
-
2015
- 2015-10-30 CN CN201520852700.3U patent/CN205092872U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105357087A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-02-24 | 河北四方通信设备有限公司 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
| CN105357087B (zh) * | 2015-10-30 | 2024-09-20 | 江苏鑫源融信软件科技有限公司 | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huq et al. | Home area network technology assessment for demand response in smart grid environment | |
| CN108011814A (zh) | 一种基于窄带物联网的多协议智能网关及其实现方法 | |
| Bing et al. | Design of an Internet of Things-based smart home system | |
| CN110971515A (zh) | 一种智能物联网关以及基于智能物联网关的物联网系统 | |
| Mao | Research of wireless monitoring system in power distribution transformer station based on GPRS | |
| CN102946447A (zh) | 一种工业设备远程数据传输系统及方法 | |
| CN202929470U (zh) | 一种工业设备远程数据传输系统 | |
| Ni et al. | Implementation of wireless gateway for smart home | |
| CN102202424B (zh) | 一种基于IPv6的透明型WSN/TD-SCDMA网关 | |
| CN202261810U (zh) | 一种通过td-lte网络传输的无线局域网接入点 | |
| CN205092872U (zh) | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 | |
| CN203014810U (zh) | 一种电力猫 | |
| CN109150704A (zh) | 一种用于物联网通信的网关 | |
| CN105353627B (zh) | 基于cpld的光纤转换器模块智能无线接入装置 | |
| CN105357087A (zh) | 基于Arduino技术的智能光纤接入网关 | |
| CN204721367U (zh) | 基于以太网IPv6通信协议的宽电压供电集中器 | |
| CN207995122U (zh) | 一种基于窄带物联网的多协议智能网关 | |
| CN203786547U (zh) | 一种基于无线传感器的智能家居系统 | |
| CN201414136Y (zh) | 双网架构智能家居网络系统 | |
| CN202183766U (zh) | 一种ism通讯中的基站/中继通用设备 | |
| CN102026423B (zh) | 一种基于单核处理的3g+wifi移动路由器 | |
| CN207664993U (zh) | 一种RS485转WiFi以太网的串口联网服务器 | |
| CN105491690A (zh) | 一种基于arm9的嵌入式无线智能家居网关 | |
| CN112953597A (zh) | 一种基于电力载波技术与5g无缝对接智能组网技术系统 | |
| CN202602913U (zh) | 一种通过td-scdma网络传输的无线局域网接入点 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20170626 Granted publication date: 20160316 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20200626 Granted publication date: 20160316 |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20200630 Granted publication date: 20160316 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20230630 Granted publication date: 20160316 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160316 |