CN209088987U - 一种基于nfc技术的智能网关连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能网关装置，特别涉及一种基于NFC（近场通讯）技术的移动终端与智能网关相连接的装置。包括依次连接的智能移动终端，NFC传感单元，NFC读写单元，及智能网关控制单元；所述移动终端为智能手机或平板电脑等移动平台，通过NFC传感及读写单元构成的连接装置可以与智能网关的控制单元进行快速数据交换，从而完成对移动平台使用者的身份认证，设置智能网关，取得控制参数等操作，进而使得移动平台使用者能够通过智能网关对网关所连接的电子设备进行控制操作的过程。本实用新型提供了一种在传统智能网关的结构上集成NFC连接装置，从而增加了整体装置的权限控制功能并增加了网关配置及控制等操作的快捷性及安全性。

Description

一种基于NFC技术的智能网关连接装置

技术领域

本发明属于智能物联网领域，涉及一种智能网关装置，特别涉及一种基于NFC（近场通讯）技术的移动终端与智能网关相连接的装置。

背景技术

智能控制系统，无论是智能家居还是智能办公，都是近年来各大公司争相研究的技术热点。智能控制系统是在互联网影响之下物联化的体现。以智能家居而言，智能家居控制系统通过物联网技术，尤其是无线通讯功能在通用处理器上的普遍集成化以及市场价格的大幅下降，已经得到了迅速的发展，从智能开关，智能插座，智能空调及其他多种多样的家用电器，都逐渐的进入智能化控制的阶段。智能网关在这种情形下成为愈来愈重要的智能家居系统的核心部分，它可以通过网络将各种电子设备，如照明、音视频设备、窗帘控制、空调控制、影音系统、影柜系统、其他网络设备等连接到一起，提供了对各种电器设备的遥控，检测，报警以及可编程定时控制等多种功能和手段，已经得到了广泛的市场认可与推广。与普通居家或办公环境相比，以智能网关为主控的智能家居及办公控制系统不仅带给人们的生活与工作更多的便捷，安全，更多的信息与交互功能，同时为各种能源费用节约了大量的资金。

尽管智能网关可以提供对于多种电子设备跨供应商，跨接口标准，甚至跨技术形式的统一控制，但为终端用户提供一个相对统一的应用接口，含盖各种移动终端的客户界面，满足各种数据交换格式始终是富有挑战性的任务。对用户而言，需要下载必要的应用，进入用户界面，逐步完成与智能网关的数据交换，进而获得对已连接到网关上的电子设备的控制。另外，当同样的系统用于智能办公环境下，远程控制办公设备对移动终端的身份认证及权限控制有不同于一般智能家居系统的高要求。任由所有员工甚至非员工通过无线应用对公司企业的设备进行控制在任何情形下都是不可接受的。因此，现有的大多数智能技术及应用在办公环境下有着极大的局限性。同时，随着智能网关的普及，居家环境中对于智能网关的安全需求同样与日俱增，权限控制已成为智能网关应用中一项重要的功能要求。

发明内容

为了解决背景技术中所提出的技术问题，本实用新型提出了一种基于NFC技术的智能网关连接装置。通过在智能网关装置中集成NFC（Near Field Communication，近场通讯）模块，在移动智能终端与智能网关之间建立NFC通讯渠道。由于NFC通讯的特有通讯方式，移动终端必须在限定的通讯距离之内与智能网关进行通讯，保证了信息的安全有效性；在获得移动终端身份认定的基础上，同时获得网关网络等控制参数，从而使得移动终端用户对网关连接的各种电子设备进行控制操作，具有通过应用APP完成同样操作不可比拟的快捷性。

NFC是一种通过特定的NFC（Near Field Communication，近场通讯）通讯协议在两个分别支持NFC（Near Field Communication，近场通讯）设备之间进行通讯的方式。通讯的频率特点是13.56MHz，通讯距离为不超过10cm。通讯距离的限定保障了设备间通讯途径的唯一性，为需要严格设备双向验证的使用环境提供了有效的通讯协议及方法。是一种为金融系统，工业生产线，物联网传感器系统，门禁签到系统等广泛应用的安全高效的通讯技术。

本发明的技术解决方案是：一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其特殊之处在于：包括依次连接的NFC传感单元，NFC读写单元及智能网关控制单元组成的改进型智能网关装置；用以构建智能移动终端与智能网关装置之间的NFC（Near FieldCommunication，近场通讯）通讯。

NFC传感单元为能够接收及发射基于NFC通讯协议的通讯传感装置，可以是接收及发送天线或基于任何实现方式达到同等功能的装置，且可以受控于NFC读写单元及直接与NFC读写单元进行数据交换。可以是任何形式及尺寸的遵循NFC通讯协议，以13.56MHz频率接受及发送NFC信号的天线模块或装置。

NFC读写单元为NFC信息处理及控制器，由NFC处理器及外围元件构成，能够对数据进行暂存与处理，能够受控于智能网关的微处理器并进行直接数据交换；尽管单元通常具有烧固于内的，嵌入式的，允许模块正常工作的标准功能逻辑，在本实用新型中，无需加入或改变任何特定的软件功能。同时，NFC读写单元能够完成NFC动态标签的功能，能够经由NFC传感单元与具备NFC功能的移动终端，如智能手机及平板电脑等设备进行NDEF格式的数据交换，也无需借助于任何软件逻辑的改变。

智能网关控制单元为传统智能网关中的微处理器，在执行网关功能的同时完成控制NFC读写单元操作并通过NFC读写单元进行数据交换的功能。这里的微处理器并不限定为任何特定的中央处理器，任何可以通过I2C或SPI方式与NFC读写单元进行通讯的中央处理器都可以完成这个操作；当智能网关的处理器受端口数量限制无法直接控制NFC读写单元的情形下，也可以采用为NFC读写单元专用的微处理器完成所需操作。

NFC智能网关连接装置所起到的功能作用，由以下完成对身份识别，权限验证，获得系统控制权限并对智能网关连接的电子设备进行控制操作的过程得以说明：

S1:输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的移动终端，如智能手机或平板电脑等，靠近智能网关的NFC连接装置，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关控制单元将经由NFC读写单元获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关控制单元决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关控制单元通过NFC连接装置将控制权限信息发送至移动终端平台；

S5：移动终端平台根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关所连接的目标电子设备进行控制操作，或受控制权限限制无法操控目标设备。

NFC智能网关连接装置所起到的功能作用，还由以下完成对身份识别，权限验证，对智能网关装置进行参数配置的过程得以说明：

S1:输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的移动终端，如智能手机或平板电脑等，靠近智能网关的NFC连接装置，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关控制单元将经由NFC读写单元获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关控制单元决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关控制单元通过NFC连接装置将控制权限信息发送至移动终端平台；

S5：移动终端平台根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关控制单元进行参数配置。

本实用新型发明的优点是：

1.本发明通过在智能网关设备中集成NFC模块，提供了对智能设备实施控制操作的使用者权限认证的有效方法，保证了对智能设备控制的安全性，极大的增加了在家居及办公环境中应用成熟的智能控制方案的可能性

2.本发明通过在智能网关设备中集成NFC模块，在提供对智能设备实施控制操作的使用者权限认证的基础上，进一步提供了控制系统管理员通过移动终端（如手机，平板电脑等）经由NFC通讯对网关控制系统实时配置及更改用户使用权限等的有效安全的管理方法

3.本发明的另一个显著特点是，由于NFC的有限作用距离小于10厘米通讯特点，排除了多用户同时违规操作申请控制权限的情况，尤其是排除了远程遥控申请控制权限的情况，大大提高了对智能系统控制的有效管理及安全性。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例一系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例二系统结构示意图。

其中，1- NFC移动终端，2- NFC传感单元，3- NFC读写单元，4-智能网关控制单元。

具体实施方式

下面我们结合说明书附图介绍本实用新型的一个较佳实施例，举例证明本发明可以实施，可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例，本文的附图和说明本质上是举例说明而不是限制本发明。

如发明附图1所示，本实用新型是一种基于NFC技术的智能网关连接装置，包括依次连接的NFC移动终端1，NFC传感单元2，NFC读写单元3及智能网关控制单元4组成的改进型智能网关装置；用以构建智能移动终端与智能网关装置之间的NFC（Near FieldCommunication，近场通讯）通讯。

NFC移动终端1为具有内置标准NFC功能的移动终端平台，如智能手机，平板电脑等多种终端；具备NFC调用接口，标准的NFC功能调用。NFC传感单元2为能够接收及发射基于NFC通讯协议的通讯传感装置，可以是接收及发送天线或基于任何实现方式达到同等功能的装置，且可以受控于NFC读写单元3及直接与NFC读写单元3进行数据交换。可以是任何形式及尺寸的遵循NFC通讯协议，以13.56MHz频率接受及发送NFC信号的天线模块或装置。NFC读写单元3为NFC信息处理及控制器，由NFC处理器及外围元件构成，能够对数据进行暂存与处理，能够受控于智能网关的微处理器并进行直接数据交换；尽管单元通常具有烧固于内的，嵌入式的，允许模块正常工作的标准功能逻辑，在本实用新型中，无需加入或改变任何特定的软件功能。同时，NFC读写单元3能够完成NFC动态标签的功能，能够经由NFC传感单元2与具备NFC功能的移动终端1，如智能手机及平板电脑等设备进行NDEF格式的数据交换，也无需借助于任何软件逻辑的改变。智能网关控制单元4为传统智能网关中的微处理器，在执行网关功能的同时完成控制NFC读写单元3操作并通过NFC读写单元3进行数据交换的功能。这里的微处理器并不限定为任何特定的中央处理器，任何可以通过I2C或SPI方式与NFC读写单元3进行通讯的中央处理器都可以完成这个操作；当智能网关的处理器受端口数量限制无法直接控制NFC读写单元3的情形下，也可以采用为NFC读写单元3专用的微处理器完成所需操作。

本实施方案实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，该装置所起到的功能作用，由以下完成对身份识别，权限验证，获得系统控制权限并对智能网关连接的电子设备进行控制操作的过程得以说明：

S1: 输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的移动终端1，如智能手机或平板电脑等，靠近智能网关的NFC连接装置传感单元2，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关控制单元4将经由NFC读写单元3获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关控制单元4决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关控制单元4通过NFC连接装置3及2将控制权限信息发送至移动终端平台；

S5：移动终端平台1根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关所连接的目标电子设备进行控制操作，或受控制权限限制无法操控目标设备。

本实施方案实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，该装置所起到的功能作用，还由以下完成对身份识别，权限验证，对智能网关装置进行参数配置的过程得以说明：

S1: 输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的移动终端1，如智能手机或平板电脑等，靠近智能网关的NFC连接装置传感单元2，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关控制单元4将经由NFC读写单元3获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关控制单元4决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关控制单元4通过NFC连接装置3及2将控制权限信息发送至移动终端平台；

S5：移动终端平台1根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关控制单元4进行参数配置。

实施例一

如发明附图2所示，实施例演示本发明实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，完成对用户输入移动终端的身份识别与权限验证并根据验证结果赋予输入移动终端通过智能网关控制目标电子设备的完整过程。

本实用新型实施例提供的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，包括依次连接的NFC移动终端，NFC传感单元，NFC读写单元及智能网关控制单元组成的改进型智能网关装置；用以构建智能移动终端与智能网关装置之间的NFC（Near Field Communication，近场通讯）通讯。

NFC移动终端为具有内置标准NFC功能的Android智能手机，在通过系统设置页面打开NFC功能之后，移动终端即具备NFC调用接口及标准的NFC功能调用。

NFC传感单元为能够接收及发射基于NFC通讯协议的通讯传感装置，可以是接收及发送天线或基于任何实现方式达到同等功能的装置，且可以受控于NFC读写单元及直接与NFC读写单元进行数据交换。可以是任何形式及尺寸的遵循NFC通讯协议，以13.56MHz频率接受及发送NFC信号的天线模块或装置。在本实施例中采用方形6圈的天线。

NFC读写单元为NFC信息处理及控制器，由NFC处理器及外围元件构成，能够对数据进行暂存与处理，能够受控于智能网关的微处理器并进行直接数据交换；尽管单元通常具有烧固于内的，嵌入式的，允许模块正常工作的标准功能逻辑，在本实用新型中，无需加入或改变任何特定的软件功能。同时，NFC读写单元能够完成NFC动态标签的功能，能够经由NFC传感单元与具备NFC功能的移动终端，如智能手机及平板电脑等设备进行NDEF格式的数据交换，也无需借助于任何软件逻辑的改变。在本实施例中，采用由RF430CL330H构成的NFC读写单元。

智能网关控制单元为传统智能网关中的微处理器，在执行网关功能的同时完成控制NFC读写单元操作并通过NFC读写单元进行数据交换的功能。在本实施例中，采用由ATMEGA32U4QFN构成的微处理器，通过I2C方式与NFC读写单元进行通讯，完成所需操作；在本实施例中，ATMEGA32U4QFN构成的微处理器作为NFC读写单元专用的控制单元，受控于智能网关内部主中央处理器。

本实施方案实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，该装置所起到的功能作用，由以下完成对身份识别，权限验证，获得系统控制权限并对智能网关连接的电子设备进行控制操作的过程得以说明：

S1:输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的Android手机，靠近智能网关的NFC连接装置传感天线，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关控制单元微处理器ATMEGA32U4QFN将经由NFC读写单元RF430CL330H获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关控制单元微处理器ATMEGA32U4QFN决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关控制单元微处理器ATMEGA32U4QFN通过NFC连接装置RF430CL330H将控制权限信息发送至移动终端Android手机；

S5：移动终端Android手机根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关所连接的目标电子设备进行控制操作。

实施例二

如发明附图3所示，实施例演示本发明实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，完成对用户输入移动终端的身份识别与权限验证并根据验证结果赋予输入移动终端设置智能网关控制单元参数的完整过程。

本实用新型实施例提供的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，包括依次连接的NFC移动终端，NFC传感单元，NFC读写单元及智能网关控制单元组成的改进型智能网关装置；用以构建智能移动终端与智能网关装置之间的NFC（Near Field Communication，近场通讯）通讯。

NFC移动终端为具有内置标准NFC功能的Android智能手机，在通过系统设置页面打开NFC功能之后，移动终端即具备NFC调用接口及标准的NFC功能调用。

NFC传感单元为能够接收及发射基于NFC通讯协议的通讯传感装置，可以是接收及发送天线或基于任何实现方式达到同等功能的装置，且可以受控于NFC读写单元及直接与NFC读写单元进行数据交换。可以是任何形式及尺寸的遵循NFC通讯协议，以13.56MHz频率接受及发送NFC信号的天线模块或装置。在本实施例中采用方形6圈的天线。

NFC读写单元为NFC信息处理及控制器，由NFC处理器及外围元件构成，能够对数据进行暂存与处理，能够受控于智能网关的微处理器并进行直接数据交换；尽管单元通常具有烧固于内的，嵌入式的，允许模块正常工作的标准功能逻辑，在本实用新型中，无需加入或改变任何特定的软件功能。同时，NFC读写单元能够完成NFC动态标签的功能，能够经由NFC传感单元与具备NFC功能的移动终端，如智能手机及平板电脑等设备进行NDEF格式的数据交换，也无需借助于任何软件逻辑的改变。在本实施例中，采用由RF430CL330H构成的NFC读写单元。

智能网关控制单元为传统智能网关中的微处理器，在执行网关功能的同时完成控制NFC读写单元操作并通过NFC读写单元进行数据交换的功能。在本实施例中，智能网关内部中央微处理器作为控制NFC读写单元的控制线路，通过I2C方式与NFC读写单元进行通讯，完成所需操作。

本实施方案实现一种基于NFC技术的智能网关连接装置，该装置所起到的功能作用，由以下完成对身份识别，权限验证，对智能网关装置进行参数配置的过程得以说明：

S1:输入移动终端使用者通过将具有NFC功能的Android手机，靠近智能网关的NFC连接装置传感天线，将此终端的辨识信息经由平台的标准NFC通讯方式传送至智能网关装置；

S2: 智能网关内部控制单元微处理器将经由NFC读写单元RF430CL330H获取的移动终端信息进行处理，解码得到移动终端的身份信息；

S3: 智能网关内部控制单元微处理器决定此次请求的移动终端的控制权限；

S4: 智能网关内部控制单元微处理器通过NFC连接装置RF430CL330H将控制权限信息发送至移动终端Android手机；

S5：移动终端Android手机根据接受到的控制权限，通过应用APP对智能网关控制单元进行参数配置。

Claims (8)

1.一种基于NFC技术的智能网关连接装置，包括智能移动终端，通过智能网关设备连接并控制与网关设备相连的电子设备，其特征在于，所述智能网关设备集成了NFC连接装置，形成了依次连接的NFC传感单元，NFC读写单元及智能网关控制单元组成的改进型智能网关装置；用以构建智能移动终端与智能网关装置之间的NFC（Near Field Communication，近场通讯）通讯。

2.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述NFC传感单元为能够基于NFC通讯协议进行接收信号及发射信号的通讯天线装置，此装置受控于NFC读写单元并直接与NFC读写单元进行数据交换。

3.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述NFC读写单元为NFC信息处理及控制器，由NFC处理器及外围元件构成，能够对数据进行暂存与处理，能够受控于智能网关的微处理器并进行直接数据交换，而无需借助于任何软件逻辑的改变。

4.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述NFC读写单元能够完成NFC动态标签的功能，能够经由NFC传感单元与具备NFC功能的移动终端设备进行NDEF格式的数据交换，而无需借助于任何软件逻辑的改变。

5.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述智能网关控制单元为传统智能网关中的微处理器，在执行网关功能的同时完成控制NFC读写单元操作并通过NFC读写单元进行数据交换的功能。

6.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述智能网关控制单元在完成控制NFC读写单元进行数据交换并进行身份识别，权限验证操作之后，可以根据解析得到的请求指令进行网关的功能操作。

7.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述智能网关控制单元在完成控制NFC读写单元进行数据交换并进行身份识别，权限验证操作之后，可以根据解析得到的请求指令进行网关装置的参数配置操作。

8.根据权利要求1所述的一种基于NFC技术的智能网关连接装置，其中，所述NFC智能网关连接装置遵循NFC通讯协议定义的通讯方式，通讯距离限于10cm之内，通讯频率为13.56MHz。