CN210157205U - 一种基于sdn的家庭智能控制网关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能控制网关装置及智慧家庭系统，其中的智能控制网关装置包括电源模块、控制器模块、至少一个SDN交换模块以及与所述SDN模块匹配的天线；所述控制器模块和SDN交换模块连接，所述SDN交换模块和天线连接，所述电源模块分别给所述控制器模块和SDN交换模块供电。本实用新型将由控制器模块、天线和SDN交换模块搭建的SDN网络架构引入到智慧家庭系统中，可实现支持大量异构网络设备的接入与灵活扩展，提供高效低成本的自动化运维管理，实现网络与智能的策略协同与融合。

Description

一种基于SDN的家庭智能控制网关装置

技术领域

本实用新型属于网络数据传输领域，涉及一种智能控制网关装置及智慧家庭系统。

背景技术

随着互联网及信息技术爆炸式发展，各种智能终端及物联设备也愈加普及，带来了一系列新型的信息化应用与服务，如虚拟现实、增强现实、电子金融、网络自媒体、可穿戴设备、智能家居设备、移动娱乐直播、实时视频 /音频监控，远程医疗健康系统等等。这些新型信息应用与服务逐渐渗入到我们人类社会生活的各个方面。从家居信息化层面，综合运用物联网、云计算、移动互联网和大数据技术，从而实现家庭的安全、舒适、低碳、便捷等个性化家居生活，这便是智慧家庭的概念。智慧家庭(smart home)技术的出现，有利于实现人类生活信息化，解放家庭生活中一些需要低技术长时间值守类的任务时间，从而提高人们工作效能；另外，智慧家庭技术也能在一定程度上解决当前我国社会老龄化的问题，部分监护、看护老年人的过程通过智慧家庭系统来完成，因此在智慧家庭相关领域的研究可以促进相应民生问题的解决，具有公益属性和重要的理论及实践意义。

常见的智慧家庭系统架构图如图1所示。可以看出，家庭智能网关 (gateway)是家居智能化的心脏，通过它实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制等功能。当一个路由器(router) 从一个信标(beacon)接收到定位信号时，它会直接或通过其他路由器的帮助将定位信号转发给它的协调器(coordinator)。在Zigbee网络中，协调器用于协调同一网络中所有路由器的操作，并从路由器中收集数据包。然后，数据包通过连接Zigbee通信模块和以太网通信模块的网关转发到家庭控制服务器(homecontrol server)。家庭控制服务器中的定位模块(positioning algorithm module)根据信标的定位信号估计信标的位置。信标的估计位置随后被转发到事件触发模块(eventtrigger module)。事件触发模块维护许多控制家用电器的规则。如果徽章的估计值位置满足一定的规则，则触发相应的事件，并将一些命令发送给相应的家用电器，以改变它们的状态。

从上述架构图中可以看出，使用传统的网络需要增加协调器等逻辑模块对家庭内各路由进行集中控制，从而增加了整个系统的复杂度。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种智能控制网关装置及智慧家庭系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能控制网关装置，电源模块、控制器模块、至少一个SDN交换模块以及与所述SDN模块匹配的天线；

所述控制器模块和SDN交换模块连接，所述SDN交换模块和天线连接，所述电源模块分别给所述控制器模块和SDN交换模块供电。

本实用新型的有益效果是：将由控制器模块、天线和SDN交换模块搭建的SDN网络架构引入到由各网络设备的连接构成的智慧家庭系统中，替代现有的智慧家庭系统中的路由器、协调器和网关，可实现支持大量异构网络设备的接入与灵活扩展，提供高效低成本的自动化运维管理，实现网络与智能的策略协同与融合。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，还包括机箱，所述机箱的壳体内安装所述控制器模块、电源模块和SDN交换模块，所述机箱的后部安装所述天线，所述机箱的前面板上设置所述SDN交换模块的有线接口和电源开关。

进一步，所述机箱采用U型机箱。

进一步，一个SDN交换模块连接两个天线。

进一步，所述控制器模块采用X86架构的微型计算机主机，运行SDN控制器软件，内部的网卡通过网线与所述SDN交换模块一对一连接。

进一步，所述电源模块外接输入交流220V，输出直流9V。

进一步，所述SDN交换模块采用B-LinK BL-855R。

进一步，所述天线采用5dBi高增益全向天线。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种智慧家庭系统，包括上述智能控制网关装置、用户设备和智能家居，所述用户设备通过所述智能控制网关装置与所述智能家居连接。

附图说明

图1为现有技术中常见的智慧家庭系统架构图；

图2为本实用新型实施例提供一种智能控制网关装置的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供一种智能控制网关装置的外形结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

图2为本实用新型实施例提供的一种智能控制网关装置的结构框图，如图2所示，该装置电源模块、控制器模块、至少一个SDN交换模块以及与所述SDN模块匹配的天线；

所述控制器模块和SDN交换模块连接，所述SDN交换模块和天线连接，所述电源模块分别给所述控制器模块和SDN交换模块供电。

具体的，SDN交换模块采用支持软件定义网络的交换机芯片，一般的智能路由器芯片即可，需要写入openwrt和openvswitch开源软件。本实施例中，SDN交换模块用的是B-LinK BL-855R，里面是台湾联发科技股份有限公司的mt7620n芯片。SDN交换模块的数量可根据家庭网络的实际需要确定，本实施例中设置了三个SDN交换模块。

天线可采用5dBi高增益全向天线，每一个SDN交换模块连接两个天线。

控制器模块可采用X86架构的微型计算机主机，例如诺客N3919STH，CPU 主频1.0GHz以上，内存2GB以上，存储40GB以上，运行常见的SDN控制器软件，包含三个网卡，三个网卡分别与三个SDN交换模块通过网线一对一连接。

电源模块外接输入交流220V，输出直流9V，分别为三个SDN交换模块和控制器模块通过电源线相连并供电。可采用用上海铭纬开关电源S-50-9。

该装置的工作原理为，将各模块元件硬件连接后，就可以直接当做家庭网关进行工作。具体过程是，控制器模块和SDN交换模块之间通过openflow 协议进行交互，控制器模块则用于控制SDN交换模块对通过网线或无线网络接入其的家庭智能设备(如电脑，手机，智能家电，平板电脑pad等)发送或接收的网络通信数据包进行转发。

SDN(Software Defined Network,软件定义网络)是一种新型的网络模式，其将转发与控制功能分离，从而简化了网络管理，并通过网络可编程特性为网络优化、服务质量改善提供新的空间。基于此，软件定义网络逐渐受到了学术界和工业界的广泛关注和重视。

SDN网络的一大特点就是资源由控制器集中管理，通过使用本网关，可以方便的进行网络带宽等资源的配置，甚至能够根据家庭业务需求进行自动化的网络资源分配，从而方便和优化家庭网络的资源配置。

本实用新型实施例提供的一种智能控制网关装置，将由控制器模块、天线和SDN交换模块搭建的SDN网络架构引入到智慧家庭系统中，可实现支持大量异构网络设备的接入与灵活扩展，提供高效低成本的自动化运维管理，实现网络与智能的策略协同与融合。

可选地，作为本实用新型的一个实施例中，如图3所示，该装置还包括机箱1，所述机箱1的壳体内安装所述控制器模块、电源模块和SDN交换模块(图中未示出)，所述机箱1的后部安装所述天线2，所述机箱的前面板上设置所述SDN交换模块的有线接口3和电源开关4。机箱1可采用U型机箱。

本实施例提供一种智慧家庭系统，包括上述智能控制网关装置，还包括用户设备和智能家居，所述用户设备通过所述智能控制网关装置与所述智能家居连接。

其中，用户设备包括手机、平板等智能终端，智能家居为可通过有线或无线连接至该智能控制网关装置联网的智能化的家居，例如空调、智能开关等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，包括控制器模块、天线、电源模块和SDN交换模块；

所述控制器模块和SDN交换模块连接，所述SDN交换模块和天线连接，所述电源模块分别给所述控制器模块和SDN交换模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，还包括机箱，所述机箱的壳体内安装所述控制器模块、电源模块和SDN交换模块，所述机箱的后部安装所述天线，所述机箱的前面板上设置所述SDN交换模块的有线接口和电源开关。

3.根据权利要求2所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，所述机箱采用U型机箱。

4.根据权利要求1所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，一个SDN交换模块连接两个天线。

5.根据权利要求1所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，所述控制器模块采用X86架构的微型计算机主机，运行SDN控制器软件，内部的网卡通过网线与所述SDN交换模块一对一连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，所述电源模块外接输入交流220V，输出直流9V。

7.根据权利要求1所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，所述SDN交换模块采用B-LinK BL-855R。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于SDN的家庭智能控制网关装置，其特征在于，所述天线采用5dBi高增益全向天线。

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