CN205883602U - 智能平行网关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种智能平行网关装置，包括为装置供电的电源，以及无线网关主控器，还包括微处理器、受控于无线网关主控器的Zigebee协调器，以及可进行WIFI网络通信的WiFi芯片，其中Zigebee协调器无线连接有可设置在不同位置处的Zigebee终端节点，多个Zigebee终端节点和Zigebee协调器之间通过无线电波传输以形成Zigebee网络；WiFi网络与Zigebee网络之间数据互通；电源分别与WiFi芯片、Zigbee协调器、微处理器电性连接，微处理器分别与WiFi芯片、Zigbee协调器电连接，无线网关主控器分别与Zigbee终端节点通过无线网络进行数据连接.本实用新型能主动采集Zigbee网络下各个Zigbee终端节点的数据，将数据汇总上传至服务器可进行大数据分析。

Description

智能平行网关装置

技术领域

本实用新型涉及一种网关装置，尤其涉及一种通过WiFi无线通讯技术与Zigbee组网通讯技术的智能平行网关装置。

背景技术

目前，物联网产业飞速发展，智能家居、智能楼宇、智慧城市等产业方兴未艾，Zigbee技术具有组网方便、成本低廉、低功耗、低速率、近距离、高可靠性、高安全性等优良特性，很好的契合了无线网络技术大发展的需求，WiFi网络已延伸到人们生活的方方面面，在未来的家用自动化等系统中，若能将Zigbee网络与WiFi网络实现互联互通，用户将可以随时随地掌控家用设备的运行情况。

而目前市场上能实现Zigbee与WiFi网络数据连通的网关少之又少，大部分只是集成了简单的路由功能，通过设置可以实现无线网桥和无线路由器的功能，可以连接内部网和外部网，所连接的无线网络基本是WiFi网络，应用有一定的局限性，在存在大量Zigbee网络的工业现场及智能家居系统中，无法实现Zigbee网络与外网的通讯。有小部分实现Zigbee网络与外网通讯功能的网关功能简陋、结构复杂、体积庞大、价格昂贵、维护困难，无法走进普通的家庭用户、中小企业用户，为顺应物联网的飞速发展与市场需求，进行此体积小巧、功能全面易用的实用新型的设计。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能平行网关装置，它能主动采集Zigbee网络下各个Zigbee终端节点的数据，将数据汇总上传至服务器可进行大数据分析。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种智能平行网关装置，包括为装置供电的电源，以及无线网关主控器，还包括微处理器、受控于无线网关主控器的Zigebee协调器，以及可进行WIFI网络通信的WiFi芯片，其中Zigebee协调器无线连接有可设置在不同位置处的Zigebee终端节点，多个Zigebee终端节点和Zigebee协调器之间通过无线电波传输以形成Zigebee网络；WiFi网络与Zigebee网络之间数据互通；电源分别与WiFi芯片、Zigbee协调器、微处理器电性连接，微处理器分别与WiFi芯片、Zigbee协调器电连接，无线网关主控器分别与Zigbee终端节点通过无线网络进行数据连接。

作为本实用新型的进一步优化：其还包括集成有语音识别处理器和外部电路的语音识别芯片和可外接音响的语音播放芯片，其中外部电路包括AD/DA转换器、麦克风接口、声音输出接口；语音识别芯片和语音播放芯片都和微处理器电连接。

作为本实用新型的进一步优化：其还包括有可进行远程视频监控的视频摄像头模块，无线网关主控器电连接视频摄像头模块，以控制视频摄像头模块采集视频。

作为本实用新型的进一步优化：无线网关主控器内设有用来储存WIFI网络及Zigbee网络信息的存储芯片。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型的智能平行无线网关包括微处理器、Zigebee协调器、WiFi芯片，Zigebee协调器和WiFi芯片都和微处理器连接，由微处理器集中控制，电源模块和微处理器连接，本技术方案消除了WiFi网络与Zigbee网络的壁垒，使两种网络之间的数据可自由流通。本实用新型应用可采集Zigbee网络各终端节点的数据，将数据汇总后上传至服务器，进行大数据分析。

2、本实用新型应用可根据联动规则动态调整控制逻辑，实现差异化、精细化的智能服务。

附图说明

图1为本实用新型智能平行网关装置的实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型智能平行网关装置的结构方框图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

实施例1：

下面结合附图及实施例对本实用新型的智能平行网关装置作进一步详细的说明。

结构见图1，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

本实施例采用TI的CC3200作为开发平台，采用TI-RTOS实时操作系统，运行稳健可靠，WiFi网络和Zigbee网络数据互联互通，实现了随时随地对家居系统全方位的信息采集管理，用户可以通过手机APP设定适合自己的联动规则，集成有语音模块，方便人机互动，集成有视频模块，使用更方便安全。

在本实施例中，提供了一种应用智能平行无线技术的智能网关的装置。图1为根据本实用新型实施例应用智能平行无线网关的网络拓扑图。如图1所示，本实施例的智能平行无线网关，包括为装置供电的电源，以及无线网关主控器，还包括微处理器、受控于无线网关主控器的Zigebee协调器，以及可进行WIFI网络通信的WiFi芯片，其中Zigebee协调器无线连接有可设置在不同位置处的Zigebee终端节点，多个Zigebee终端节点和Zigebee协调器之间通过无线电波传输以形成Zigebee网络；WiFi网络与Zigebee网络之间数据互通；电源分别与WiFi芯片、Zigbee协调器、微处理器电性连接，微处理器分别与WiFi芯片、Zigbee协调器电连接，无线网关主控器分别Zigbee终端节点通过无线数据连接。

在上述中的智能平行网关装置的网络包括：WiFi网络和Zigbee网络，Zigbee网络由多个Zigbee终端节点和一个Zigbee协调器组成，WiFi网络主要由网关、手机终端、远程服务器等组成。

图2为本实施例智能平行无线网关的结构示意图。如图2所示，本实施例智能平行无线网关装置包括：集成有语音识别处理器和外部电路的语音识别芯片和可外接音响的语音播放芯片，其中外部电路包括AD/DA转换器、麦克风接口、声音输出接口；语音识别芯片和语音播放芯片都和微处理器电连接。

本实施例智能平行无线网关装置还包括视频摄像头模块，视频摄像头可进行图像采集及远程视频监控，无线网关主控器电连接视频摄像头模块采集视频。

本实施例智能平行无线网关装置还包括用于存储WIFI网络信息及Zigbee网络信息的存储芯片，包括存储视频或图像的远程云端服务器。

综上，本实用新型中的智能平型无线网关装置包括微处理器、WiFi芯片、Zigbee芯片、电源、语音识别芯片、语音播放芯片、按键板、视频芯片及外接存储器。

其中，微处理器分别与WiFi芯片、Zigebee协调器、电源模块、语音识别模块、语音播放模块、按键模块、视频模块及外接存储器电性连接。电源模块分别与WiFi芯片、Zigebee协调器、语音识别芯片、语音播放芯片、按键板、视频芯片、外接存储器模块电性连接。

以下分别对本实施例智能平行无线网关装置的各个组成部分进行详细说明。

微处理器采用TI的CC3200，CC3200是TI新推出的一款集成有片上WiFi解决方案及电源管理子系统，同时具有丰富片上外设的功能强大的MCU，采用ARM Cortex-M4内核，运行频率达80MHz。

微处理器CC3200内部集成了一个WiFi内核：CC3100，CC3100作为WiFi路由器提供了完整的片上WiFi解决方案，具有三种网络模式：热点模式，站点模式，直连模式。热点模式将网关作为一个热点，其他WiFi终端设备可以连接到此热点进行通讯；站点模式将网关作为一个终端设备连接其它无线热点进行通讯；直连模式用于两个网关之间进行通讯。

Zigebee协调器作为Zigbee网络的主要载体，采用TI的CC2530芯片作为协调器，用于创建Zigbee网络并进行网络管理，终端节点也使用TI的CC2530芯片，采集不同的传感器数据，上传至协调器。

电源采用5V电源适配器供电，经由LM1117芯片转换为3.3V为其他模块供电。

语音识别芯片采用ICRoute公司的LD3320芯片，LD3320芯片是一款“语音识别”芯片，由ICRoute公司设计生产。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表可以动态编辑。

语音播放芯片采用飞音云电子工厂提供的乐声播放芯片，使用简单方便，直接通过IO口的高低电平触发播放音乐，可外接音响，播放清晰悦耳。

外接存储器采用W25Q80BV外置Flash，用来存储文件系统、Zigbee网络的数据以及各种历史命令、事件的记录。

语音按键板采用中断方式触发，包括复位按键，Zigbee入网允许按键，WiFi模式变换按键。

视频模块采用Mt9d111摄像头芯片，Mt9d111是Micron公司推出新型200万像素片上系统(SoC)图像传感器，可用于移动手机。这种超低功耗MT9D111采用DigitalClarity技术，在单片集成电路内集成了Micron的有新一代图像处理技术的先进200万像素传感器核，集成了自动对焦和实时JPEG压缩功能的SOC器件，集成有专业的图像流处理器，10位片内ADC，有更好彩色和更清晰细致的色彩插补，以及有灰度检测的非常快速的白平衡，使得在很宽的照明条件下有更好的色彩。由于Mt9d111接口占用较多的IO资源，单独采用一块CC3200连接mt9d111，将采集的图像数据上传至服务器，服务器端显示收到的JPEG图像文件。

本实用新型使用时，先在室内安装无线网关，同时将各个Zigbee终端节点布置到房间的不同位置，布置好后，启动无线网关，网关初始化完毕之后会建立Zigbee网络，按下网关上的Zigbee网络允许加入按钮，房间内的由各个Zigbee终端节点形成的各个终端节点会依次加入Zigbee网络。初次使用时，网关默认开启的是AP模式，用户可打开手机APP，连接到网关所建的AP热点，输入家里无线热点的帐户和密码，然后可以将网关改变到站点模式，连接到WiFi网络正常使用。

具体工作原理如下：网关启用后，不断采集Zigbee终端节点的传感器数据，将数据汇总后进行本地存储备份，同时上传至服务器；服务器可将用户编辑的联动规则下发至网关，网关在运行过程中若发现达成规则的触发条件，立即执行联动规则。例如，用户设定如下规则：下班后，开门进屋会收到语音问候，同时打开空调、热水器，打开背景灯光。具体的实现：当用户下班回家时，人体红外传感器检测到主人回家，启动语音播放模块播放“主人您回来啦”等问候语，同时通过Zigbee网络控制带有继电器的终端节点打开空调开关、热水器开关，打开背景灯，在此过程中可以语音播放将要做的动作，如“将打开热水器”、“将打开空调”等，然后可以等待用户语音命令，若用户说“打开电视”，网关的语音识别模块识别到命令后，会通过Zigbee网络控制Zigbee终端节点打开电视开关。

此外，若网关通过Zigbee温湿度节点检测到环境温度较低，或通过服务器获知明天将要降温，会通过语音模块进行提示。白天用户上班时，若检测到不明人员的进入，会开启摄像头模块并通知用户，用户通过手机APP或PC界面可看到家里的实际情况，生活更智能更安心。

实施例2：

本实施例和实施例1的区别在于，本实施例没有设置语音识别模块和语音播放模块。

实施例3：

本实施例和实施例1的区别在于，本实施例没有设置视频模块。

综上所述，本实用新型智能平行无线网关安装简单，维护方便，打通了Zigbee网络与WiFi网络的壁垒，实现对家居系统信息的全方位采集管理，灵活的联动规则的设定与智能的语音交互为人们提供了优质的生活体验，同时视频模块大大提升了居家生活的安全性，后期亦可对用户信息进行大数据分析，实现产品的精准定位，加速产品的升级推广，具有广泛的市场应用价值。

Claims (4)

1.一种智能平行网关装置，包括为装置供电的电源，以及无线网关主控器，其特征在于：还包括微处理器、受控于无线网关主控器的Zigebee协调器，以及可进行WIFI网络通信的WiFi芯片，其中Zigebee协调器无线连接有可设置在不同位置处的Zigebee终端节点，多个Zigebee终端节点和Zigebee协调器之间通过无线电波传输以形成Zigebee网络；WiFi网络与Zigebee网络之间数据互通；电源分别与WiFi芯片、Zigbee协调器、微处理器电性连接，微处理器分别与WiFi芯片、Zigbee协调器电连接，无线网关主控器分别与Zigbee终端节点通过无线网络进行数据连接。

2.根据权利要求1所述的智能平行网关装置，其特征在于：其还包括集成有语音识别处理器和外部电路的语音识别芯片和可外接音响的语音播放芯片，其中外部电路包括AD/DA转换器、麦克风接口、声音输出接口；语音识别芯片和语音播放芯片都和微处理器电连接。

3.根据权利要求1所述的智能平行网关装置，其特征在于：其还包括有可进行远程视频监控的视频摄像头模块，无线网关主控器电连接视频摄像头模块，以控制视频摄像头模块采集视频。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的智能平行网关装置，其特征在于：无线网关主控器内设有用来储存WIFI网络及Zigbee网络信息的存储芯片。