CN208424794U - 一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一个基于物联网的嵌入式智能家庭网关，嵌入式智能家庭网关包含控制模块与ZigBee无线模块，其中所述控制模块包含MT7628芯片与控制单元供电电路，MT7628芯片通过VDD3V3引脚与控制单元供电电路连接；所述ZigBee无线模块包含CC2530芯片、保护电路、第一晶振、第二晶振及采集接收电路；所述采集接收电路包含顺次连接的LC振荡电路、滤波电路及天线；ZigBee无线模块通过所述采集接收电路进行信号采集和接收，通过UART串口将信号传递到控制模块进行处理，所述控制模块与ZigBee无线模块通过UART串口连接。本实用新型不仅仅满足家庭远程监控、家庭安防等个性化需求，还可以通过扩展ZigBee单元实现家庭内部无线网络的建立，支持各种通信方式的传感器设备，同时协议转换效率高，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域和嵌入式领域，其中涉及到一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关。
背景技术
随着信息社会的发展，网络和信息家电已经越来越多的出现在人们的生活之中，而这一切发展的最终目标都是给人类提供一个舒适、便捷、高效、安全的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。目前，常规的物联网网关，控制部分是由单片机来控制，随着新功能的不断增加和性能的不断提升，单片机的控制处理能力需要大大增强，需要具有网络功能的嵌入式操作系统来完成。
但是由于1、常用的嵌入式Linux系统属于开放的通用操作系统，运行在通用计算机架构体系，不可避免的会受到病毒和黑客的攻击；2、系统兼容性低，移植性差、扩展性差。处理出现的问题周期长，系统维护开销大；开发周期长，成本高；3、只能接入装有无线ZigBee芯片的家用电器，由于通讯协议的不同而不能接入。因此，应用范围受限，而且，兼容性差、成本高，由于通讯协议的不同而不能接入。因此，应用范围受限，为此提供一种结构简单合理，安全可靠的智能家居系统就成为该技术领域急需解决的技术难题。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种结构简单合理，安全可靠的家庭网关。
采取以下技术方案：一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，包含控制模块与ZigBee无线模块，其中所述控制模块包含MT7628芯片与控制单元供电电路，MT7628芯片通过VDD3V3引脚与控制单元供电电路连接；所述ZigBee无线模块包含CC2530芯片、保护电路、第一晶振、第二晶振及采集接收电路；所述CC2530芯片通过P2.3和P2.4引脚接第一晶振，为外部电路提供统一的频率；所述CC2530芯片通过XOSC32M_Q1和XOSC32M_Q2引脚连接第二晶振，为CPU提供统一的晶振；所述CC2530芯片通过COUPL和RBIAS引脚接保护电路，为CC2530芯片提供电压保护。
所述CC2530芯片通过RE_P与RF_N引脚连接采集接收电路，对网关采集的信号进行收发。
所述采集接收电路包含顺次连接的LC振荡电路、滤波电路及天线；ZigBee无线模块通过所述采集接收电路进行信号采集和接收，通过UART串口将信号传递到控制模块进行处理，所述控制模块与ZigBee无线模块通过UART串口连接。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，MT7628芯片的UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH1与UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH0引脚分别与CC2530芯片的P0.3和P0.2引脚相连，实现数据的传输；所述MT7628芯片的WLED_N/GPIO44引脚与CC2530芯片的RESET_N引脚相连接到同一个复位按钮上，对所述网关进行统一复位。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述ZigBee无线模块的保护电路，连接第一放电电容、第二放电电容和一个下拉电阻，第一放电电容、第二放电电容和一个下拉电阻一端接地，为CC2530芯片提供保护。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述控制模块的控制单元供电电路，连接3.3V直流电源，并通过两个并联的滤波电容接地，给控制模块MT7628芯片提供稳定的3.3V电压。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述ZigBee无线模块的采集接收电路中的滤波电路包含依次串联的第一电容、第二电容及第三电容，其中第一电容和第三电容一端接地，第二电容一端接天线。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述ZigBee无线模块的采集接收电路中的LC振荡电路包含第一电感，通过第四电容与第二电感相连，其中第二电感通过第五电容接地。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述CC2530芯片的RE_P与RF_N引脚通过第六电容与第七电容与采集接收电路相连，进行信号的收发。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关中，所述MT7628芯片的REF_CLK_O/GPIO37引脚接系统指示灯；EPHY_LED0_N_JTDO/GPIO43、EPHY_LED1_N_JTDI/GPIO42、EPHY_LED2_N_JTMS/GPIO41及EPHY_LED3_N_JTCLK/GPIO40引脚接WLAN/LAN指示灯。
本发明的智能家庭网关是无线传感网络中的核心部件，是整个家庭网络的核心，主要实现以太网接入、远程控制、ipv4和ipv6双通道数据传输以及实现协议转换连接异构网络的功能，本实用新型不仅仅满足家庭远程监控、家庭安防等个性化需求，还可以通过扩展ZigBee单元实现家庭内部无线网络的建立，支持各种通信方式和网络协议的传感器设备，同时协议转换效率高，应用范围广泛，抗干扰能力强。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例系统功能框架图；
图2是本发明电路连接图。
具体实施方式
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型提供一种技术方案：
参见图1，一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1，包含控制模块2与ZigBee无线模块3，其中所述控制模块2包含MT7628芯片20与控制单元供电电路21，MT7628芯片20通过VDD3V3引脚与控制单元供电电路21连接；所述ZigBee无线模块3包含CC2530芯片30、保护电路31、第一晶振32、第二晶振33及采集接收电路34；所述CC2530芯片30通过P2.3和P2.4引脚接第一晶振32，为外部电路提供统一的频率；所述CC2530芯片30通过XOSC32M_Q1和XOSC32M_Q2引脚连接第二晶振33，为CPU提供统一的晶振；所述CC2530芯片30通过COUPL和RBIAS引脚接保护电路31，为CC2530芯片30提供电压保护。
所述CC2530芯片30通过RE_P与RF_N引脚连接采集接收电路34，对嵌入式智能家庭网关1采集的信号进行收发。
所述采集接收电路34包含顺次连接的LC振荡电路343、滤波电路342及天线341；ZigBee无线模块3通过所述采集接收电路34进行信号采集和接收，通过UART串口将信号传递到控制模块2进行处理，所述控制模块2与ZigBee无线模块3通过UART串口连接。
所述嵌入式智能家庭网关1外接传感器；所述嵌入式智能家庭网关1的MT7628芯片20接收手机或电脑发送的第一控制指令，并传输给ZIGBEE无线模块3中的CC2530芯片30，CC2530芯片30接收所述第一控制指令传输到采集接收电路34，控制所述传感器开始与停止采集室温、煤气含量、烟火报警信号；所述传感器采集室温、煤气含量、烟火报警信号之后，传递到采集接收电路34，并通过CC2530芯片30传递给MT7628芯片20，MT7628芯片20将接收到的所述室温、煤气含量、烟火报警信号传送至手机或电脑，进行数据监控并进行相应措施。
所述嵌入式智能家庭网关1还外接外部受控设备，外部受控设备内置无线网卡和开关控制装置，外部受控设备通过所述无线网卡连接到所述嵌入式智能家庭网关1上，MT7628芯片20接收通讯终端发送的第二控制指令，将第二控制指令传输到外部受控设备，外部受控设备接收第二控制指令通过内置的开关控制装置控制外部受控设备的动作。如当手机或电脑下发第一控制指令，通过所述嵌入式智能家庭网关1控制传感器采集到室温、煤气含量、烟火报警信号后，将所述报警信号通过嵌入式智能家庭网关1传递到手机或电脑，手机或电脑收到所述报警信号后下发第二控制指令，通过所述嵌入式智能家庭网关1将第二控制指令传递到灭火器开关控制装置、空调的开关控制装置来分别控制灭火器喷洒灭火或控制空调降温或升温。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，MT7628芯片20的UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH1与UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH0引脚分别与CC2530芯片30的P0.3和P0.2引脚相连，实现数据的传输；所述MT7628芯片20的WLED_N/GPIO44引脚与CC2530芯片30的RESET_N引脚相连接到同一个复位按钮上，对所述网关进行统一复位。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述ZigBee无线模块3的保护电路31，连接第一放电电容C20、第二放电电容C21和一个下拉电阻R2，第一放电电容C20、第二放电电容C21和一个下拉电阻R2一端接地，为CC2530芯片30提供保护。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述控制模块2的控制单元供电电路21，连接3.3V直流电源，并通过两个并联的滤波电容C18和C19接地，给控制模块2MT7628芯片20提供稳定的3.3V电压。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述ZigBee无线模块3的采集接收电路中的滤波电路342包含依次串联的第一电容C14、第二电容C12及第三电容C15，其中第一电容C14和第三电容C15一端接地，第二电容C12一端接天线341。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述ZigBee无线模块3的采集接收电路34中的LC振荡电路343包含第一电感L4，通过第四电容C11与第二电感L5相连，其中第二电感L5通过第五电容C17接地。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述CC2530芯片30的RE_P与RF_N引脚通过第六电容C13与第七电容C16与采集接收电路相连，进行信号的收发。
在本发明的一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关1中，所述MT7628芯片20的REF_CLK_O/GPIO37引脚接系统指示灯；EPHY_LED0_N_JTDO/GPIO43、EPHY_LED1_N_JTDI/GPIO42、EPHY_LED2_N_JTMS/GPIO41及EPHY_LED3_N_JTCLK/GPIO40引脚接WLAN/LAN指示灯。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (8)
1.一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述嵌入式智能家庭网关包含控制模块与ZigBee无线模块，其中所述控制模块包含MT7628芯片与控制单元供电电路，MT7628芯片通过VDD3V3引脚与控制单元供电电路连接；所述ZigBee无线模块包含CC2530芯片、保护电路、第一晶振、第二晶振及采集接收电路；所述CC2530芯片通过P2.3和P2.4引脚接第一晶振，为外部电路提供统一的频率；所述CC2530芯片通过XOSC32M_Q1和XOSC32M_Q2引脚连接第二晶振，为CPU提供统一的晶振；所述CC2530芯片通过COUPL和RBIAS引脚接保护电路，为CC2530芯片提供电压保护；
所述CC2530芯片通过RE_P与RF_N引脚连接采集接收电路，对网关采集的信号进行收发；
所述采集接收电路包含顺次连接的LC振荡电路、滤波电路及天线；ZigBee无线模块通过所述采集接收电路进行信号采集和接收，通过UART串口将信号传递到控制模块进行处理，所述控制模块与ZigBee无线模块通过UART串口连接。
2.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，
所述MT7628芯片的UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH1与UART_RXD1/GPIO46/PWM_CH0引脚分别与CC2530芯片的P0.3和P0.2引脚相连，实现数据的传输；所述MT7628芯片的WLED_N/GPIO44引脚与CC2530芯片的RESET_N引脚相连接到同一个复位按钮上，对所述网关进行统一复位。
3.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，
所述ZigBee无线模块的保护电路，连接第一放电电容、第二放电电容和一个下拉电阻，第一放电电容、第二放电电容和一个下拉电阻一端接地，为CC2530芯片提供保护。
4.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述控制模块的控制单元供电电路，连接3.3V直流电源，并通过两个并联的滤波电容接地，给控制模块MT7628芯片提供稳定的3.3V电压。
5.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述ZigBee无线模块的采集接收电路中的滤波电路包含依次串联的第一电容、第二电容及第三电容，其中第一电容和第三电容一端接地，第二电容一端接天线。
6.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述ZigBee无线模块的采集接收电路中的LC振荡电路包含第一电感，通过第四电容与第二电感相连，其中第二电感通过第五电容接地。
7.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述CC2530芯片的RE_P与RF_N引脚通过第六电容与第七电容与采集接收电路相连，进行信号的收发。
8.根据权利要求1所述一种基于物联网的嵌入式智能家庭网关，其特征在于，所述MT7628芯片的REF_CLK_O/GPIO37引脚接系统指示灯；EPHY_LED0_N_JTDO/GPIO 43、EPHY_LED1_N_JTDI/GPIO42、EPHY_LED2_N_JTMS/GPIO41及EPHY_LED3_N_JTCLK/GPIO40引脚接WLAN/LAN指示灯。
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| CN111416768A (zh) * | 2020-03-28 | 2020-07-14 | 湖南湘钢工程技术有限公司 | 一种基于ZigBee无线网络的集成网关 |
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