CN213937951U - 一种智能家居网关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能家居网关，属于智能家居领域。该智能家居网关主要包括：主控制器模块通过通信模块接收第一控制命令；至少一个485隔离模块将第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使对应的第一终端设备执行第一控制命令并产生第一应答信息；其中，主控制器模块接收至少一个485隔离模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息和第一应答信息；通信模块将至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台。本申请能够根据用户的需求，对第一终端设备进行控制。同时至少一个485隔离模块能够可以扩展丰富的第一终端设备，也可以保证对第一终端设备访问响应的时效性。

Description

一种智能家居网关

技术领域

本申请涉及智能家居领域，特别是一种智能家居网关。

背景技术

随着21世纪信息化时代的到来，社会信息化和家居智能化也呈现出了蓬勃发展的趋势，越来越多的家庭开始追求高质量、高科技的家居生活，充分享受由信息时代带来的生活上的便利。如扫地机器人、智能冰箱、智能LED、智能电热水器、智能空气净化器等越来越多的智能家居设备进入到人们的家庭生活中。所以，如何实现对这些智能家居设备的集中化管理控制，是进一步提升家居智能化的关键。由此，出现了智能家居网关。

智能家居网关又称为家庭网关，是智能家居系统的核心。它是实现家庭内部网络与外部网络的连接和通信的设备，是两种异构网络间的中转站。通过家庭网关，人们可以方便的在外部互联网实现对家庭内部网络的访问与控制。

在智能家居领域中，人们实时了解智能家居设备和智能家居网关的状态，当其中一者出现故障时，如何提醒人们及时的对其进行维修是关键。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本申请主要提供了一种智能家居网关。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种智能家居网关，其包括：通信模块，其与智能家居云平台连接，接收智能家居云平台发送的第一控制命令；主控制器模块，其与通信模块连接，接收通信模块发送的第一控制命令；至少一个485隔离模块，其分别与主控制器模块、至少一个第一终端设备对应连接，将接收的第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使对应的第一终端设备执行第一控制命令并产生第一应答信息；其中，主控制器模块，其接收至少一个485隔离模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息和对应的485隔离模块发送的第一应答信息；通信模块，其将接收的至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台。

本申请的技术方案可以达到的有益效果是：本申请通过通信模块，其与智能家居云平台连接，接收智能家居云平台发送的第一控制命令；主控制器模块，其与通信模块连接，接收通信模块发送的第一控制命令；至少一个485隔离模块，其分别与主控制器模块、至少一个第一终端设备对应连接，将接收的第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使对应的第一终端设备执行第一控制命令并产生第一应答信息；其中，主控制器模块，其接收至少一个485隔离模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息和对应的485隔离模块发送的第一应答信息；通信模块，其将接收的至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台，能够根据用户的需求，实现对第一终端的控制管理，并且用户能够实时了解终端设备和智能家居网关的状态。同时采用至少一个485隔离模块能够可以扩展丰富的第一终端设备，也可以保证对第一终端设备访问响应的时效性，同时实现对多个第一终端设备的联动控制。本申请的智能家居网关具有功耗低安全性高、实现成本低等优点。

附图说明

图1是本申请一种智能家居网关的具体实施方式的示意图；

图2是本申请一种智能家居网关的操作方法的具体实施方式的示意图；

图3是本申请一种智能家居网关的操作方法的一个具体实例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的技术方案中，智能家居云平台可以通过APP或系统应用软件对终端设备发送第一控制命令和第二控制命令。终端设备包括但不限于数据采集器、执行器、智能语音终端等。

图1示出了本申请一种智能家居网关的具体实施方式。在该具体实施方式中，本申请智能家居网关主要包括：通信模块。该模块用于与智能家居云平台连接，接收智能家居云平台发送的第一控制命令。

在本申请的一个具体实施例中，RJ45接口与智能家居云平台有线连接，以太网收发模块通过RJ45接口实现主控制器模块与智能家居云平台之间的通信。

在该具体实施例中，通过以太网收发模块实现介质访问控制MAC(Media AccessController)与以太网数据互转，使得智能家居云平台可以对智能家居网关和至少一个第一终端设备和/或至少一个第二终端设备进行相应的配置，方便用户的远程控制管理，以及将智能家居网关和至少一个第一终端设备和/或至少一个第二终端设备的运行状态发送到智能家居云平台，使得用户实时了解其的运行状态。太网收发模块数据传输量大，且能够支持高速的突发数据转移或者突发的大访问量。

在该具体实施例中，RJ45接口内置变压器模块。

具体地，变压器模块为网络变压器。在以太网收发模块中，通过PHY接RJ45时，中间都会加一个网络变压器。该网络变压器作用主要是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的智能家居云平台；同时使智能家居网关与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对智能家居网关增加了很大的保护作用(如雷击)；以及当接到不同电平的网口时，不会对彼此两端的设备造成影响。

在图1所示的具体实施方式中，本申请智能家居网关还包括：主控制器模块。该模块用于与通信模块连接，接收通信模块发送的第一控制命令。

在该具体实施方式中，主控制器模块通过以太网收发模块和RJ45接口，实现智能家居云平台和智能家居网关之间的通信，接收智能家居云平台对至少一个第一终端设备的第一控制命令。

在本申请的一个具体实施例中，主控制器模块进一步用于定时向智能家居云平台发送心跳包，将智能家居网关的运行状态信息和/或至少一个第一终端设备的状态信息发送给智能家居云平台。

在该具体实施方式中，该主控制器模块通过定期发送心跳包的方式来维护自身的运行管理。即用户定期可以了解到智能家居网关的运行状态和/或至少一个第一终端设备的状态，若其中一者出现故障，则能够使用户及时对其进行维护。

在本申请的一个具体实施例中，本申请智能家居网关还可以包括：RTC模块。该模块主要用于与主控制器模块连接，RTC模块内置有备用电池，当智能家居网关掉电时，RTC模块启动，为智能家居网关提供完整的实时时钟信息。

在智能家居网关运行过程中，可能会出现掉电的情形，在该具体实施例中，RTC(Real-Time Clock)模块能够为智能家居网关提供了一个可靠的时间。当在智能家居网关掉电的情况下，RTC模块可以产生一个唤醒信号，使其被唤醒，且由自身的备用电池通过RTC_VDD引脚供电，使得智能家居网关具有完整的实时时钟信息。

在图1所示的具体实施方式中，本申请智能家居网关还包括：至少一个485隔离模块。该模块用于分别与主控制器模块、至少一个第一终端设备对应连接，将接收的第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使对应的第一终端设备执行第一控制命令并产生第一应答信息。

在该具体实施方式中，设置至少一个485隔离模块，通过这些模块可以连接并控制相应的第一终端设备，这样既可以扩展丰富的第一终端设备，也可以保证对第一终端设备访问响应的时效性。同时可以实现对至少一个第一终端设备的联动控制，也就是智能家居云平台发送的第一控制命令可以是对一个第一终端设备进行配置的命令，也可以是对多个第一终端设备进行配置的命令。示例性的可以有3个或5个或6个485隔离模块，即设置3路或5路或6路485总线，每条总线上可以连接3个或4个第一终端设备，其中可以对其中的一个第一终端设备进行配置，也可以同时对九个或十五个或十八个或全部第一终端设备进行配置。该示例只是对至少一个485隔离模块的数量和对应的终端设备的数量进行简单的描述而不是具体的限制，本领域技术人员可以根据实际情况来进行配置。

在该具体实施方式中，对应的一个或多个第一终端设备执行第一控制命令，并且一个或多个第一终端设备中的每一者均相应的产生第一应答信息。该第一应答信息发送到对应的485隔离模块，以及至少一个第一终端设备的状态信息也发送到对应的至少一个485隔离模块。

在图1所示的具体实施方式中，本申请智能家居网关的主控制器模块还用于接收至少一个485隔离模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息和对应的485隔离模块发送的第一应答信息。

在该具体实施方式中，主控制器模块接收一个或多个第一终端设备中的每一者均相应的产生第一应答信息，和至少一个第一终端设备的状态信息，实现主控制器模块和至少一个485隔离模块之间的双向通信。

在图1所示的具体实施方式中，本申请智能家居网关的通信模块还用于将接收的至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台。

在该具体实施方式中，通信模块将主控制器模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台，实现智能家居云平台与智能家居网关之间的双向通信。智能家居云平台根据接收到的这些信息可以判断智能家居网关和至少一个第一终端设备是否处于正常工作状态中，和对应的一个或多个第一终端设备是否执行了其发送的第一控制命令，以及执行第一控制命令后的一个或多个第一终端设备的运行状态。

在本申请的一个具体实施例中，本申请智能家居网关还可以包括Zigbee通信模块。该模块分别与主控制器模块、Zigbee网络中的至少一个第二终端设备连接，其中

主控制器模块，其通过通信模块接收智能家居云平台发送的第二控制命令，以及将智能家居网关的工作状态信息、接收的至少一个第二终端设备的状态信息和第二应答信息中的至少一者发送给智能家居云平台；

Zigbee通信模块，其将接收的第二控制命令发送给对应的第二终端设备，使对应的第二终端设备执行第二控制命令并产生第二应答信息。

在该具体实施例中，智能家居云平台可以对Zigbee网络中的至少一个第二终端设备进行控制，主控制器模块还可以接收智能家居云平台对至少一个第二终端设备的第二控制命令，并通过Zigbee通信模块控制相应的第二终端设备，这样既可以扩展丰富的第二终端设备，也可以保证对第二终端设备访问响应的时效性。同时可以实现对至少一个第二终端设备的联动控制，也就是智能家居云平台发送的第二控制命令可以是对一个第二终端设备进行配置的命令，也可以是对多个第二终端设备进行配置的命令。

对应的一个或多个第二终端设备执行第二控制命令，并且一个或多个第二终端设备中的每一者均相应的产生第二应答信息。该第一应答信息通过Zigbee通信模块发送到主控制器模块，以及至少一个第二终端设备的状态信息也通过Zigbee通信模块发送到主控制器模块。

通信模块将主控制器模块发送的至少一个第二终端设备的状态信息、第二应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台，实现智能家居云平台与智能家居网关之间的双向通信。智能家居云平台根据接收到的这些信息可以判断智能家居网关和至少一个第二终端设备是否处于正常工作状态中，和对应的一个或多个第二终端设备是否执行了其发送的第二控制命令，以及执行第二控制命令后的一个或多个第二终端设备的运行状态。

其中，Zigbee通信模块是一种近距离功耗、低复杂度、低成本的双向无线通信技术，适用于自动控制领域。

目前的家居控制组网技术有很多种，常规的产品是每一种技术就对应一个网关产品，来实现接入外部网络。而不同技术形成的控制网络之间的信息是无法互通的，例如在项目中如果采用多种技术的产品，就必须分别配置对应的多个网关，再例如要实现多个系统相互通讯就必须通过网关之间中转通讯来实现。而在该具体实施例中，智能家居网关可以提供多个网络通讯接口(Zigbee通信模块和至少一个485隔离模块)，通过这些接口可以连接并控制相应的智能家居设备，进一步可以实现多个接口对应的不同的技术的终端设备的联动控制。

在本申请的一个具体实施例中，主控制器模块进一步用于定时向智能家居云平台发送心跳包，将智能家居网关的运行状态信息和/或至少一个第二终端设备的状态信息发送给智能家居云平台。

在本申请的一个具体实施例中，本申请智能家居网关还可以包括电源接口模块、电源板模块、主控板第一电压模块和主控板第二电压模块，电源接口模块分别连接电源板模块和至少一个485隔离模块，主控板第一电压模块分别连接电源板模块和主控制器模块、主控板第二电压模块分别连接电源板模块和通信模块，其中

电源接口模块为预定直流电源接入智能家居网关提供接口；

电源板模块将预定直流电源转换成第一电压的直流电源后输入到主控板第一电压模块；

电源板模块将预定直流电源转换成第二电压的直流电源后输入到主控板第二电压模块。

为主控制器模块供电；

第二电源转换模块将预定直流电源转换成第二电压的直流电源，为通信模块供电。

在该具体实施例中，电源接口模块用于为该智能家居网关提供电源接口，预定直流电源为电源板模块和至少一个485隔离模块供电，其中具体的预定直流电源电压的确定可根据实际的智能家居网关的工作需求进行选择。优选的，预定直流电源的电压范围为12-24V，避免电压过大，烧毁智能家居网关。

在该具体实施例中，电源板模块将预定直流电源转换成5.0V的直流电源后输入到主控板第一电压模块，进而为主控制器模块供电。其中，例如，当预定直流电源选择12-24V时，通过电源板模块将12-24V的直流电源转换成5.0V的直流电源为主控制器模块供电。通过电源板模块的电压转换，将较高的外部电源电压转换成较低的适合主控制器模块的电源电压，保证主控制器模块正常运转的同时，通过工作电压的降低，也避免了高电压所产生的高功耗。

在该具体实施例中，电源板模块将预定直流电源转换成3.3V的直流电源，输入到主控板第二电压模块，进而为通信模块供电，同时主控板第二电压模块也分别连接RTC模块和ZigBee通信模块，所以进而也可以为RTC模块和ZigBee通信模块供电。其中，例如，当预定直流电源选择12-24V时，通过电源板模块将12-24V的直流电源转换成3.3V的直流电源为通信模块、RTC模块和ZigBee通信模块供电。通过电源板模块的电压转换，将较高预定电源电压转换成较低的适合通信模块、RTC模块和ZigBee通信模块的工作电压，保证通信模块、RTC模块和ZigBee通信模块正常运转的同时，通过工作电压的降低，也避免了高电压所产生的高功耗。

通过第一电源转换模块和第二电源转换模块的设置，将较高电压的外部电源转换成适合相应的工作模块的较低的工作电压，保证相应的工作模块正常工作的同时，避免高电压产生的高功耗的问题，降低智能家居网关的功耗。另外，因为不同模块的工作电压不同，通过设置电源转换模块，利用一个预设直流电源便可实现对不同工作模块的供电，进而在进行智能家居网关的设计时，只需一个预设直流电源，减少智能家居网关的占用空间。

本申请通过智能家居网关实现智能家居云平台和终端设备之间的双向通信，能够根据用户的需求，使用户实时了解终端设备和智能家居网关的状态。同时采用至少一个485隔离模块和ZigBee通信模块能够可以扩展丰富的第一终端设备和第二终端设备，也可以保证对第一终端设备和第二终端设备访问响应的时效性，同时实现对多个第一终端设备和第二终端设备的联动控制。本申请的智能家居网关具有功耗低安全性高、实现成本低等优点。

图2示出了本申请一种智能家居网关的操作方法的具体实施方式。在该具体实施方式中，本申请一种智能家居网关的操作方法包括步骤S201。该步骤主要包括：通信模块与智能家居云平台连接，接收智能家居云平台发送的第一控制命令。

在图2所示的具体实施方式中，本申请一种智能家居网关的操作方法还包括步骤S202。该步骤主要包括：主控制器模块与通信模块连接，接收通信模块发送的第一控制命令。

在图2所示的具体实施方式中，本申请一种智能家居网关的操作方法还包括步骤S203。该步骤主要包括：至少一个485隔离模块分别与主控制器模块、至少一个第一终端设备对应连接，将接收的第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使对应的第一终端设备执行第一控制命令并产生第一应答信息。

在图2所示的具体实施方式中，本申请一种智能家居网关的操作方法还包括步骤S204。该步骤主要包括：主控制器模块接收至少一个485隔离模块发送的至少一个第一终端设备的状态信息和对应的485隔离模块发送的第一应答信息。

在图2所示的具体实施方式中，本申请一种智能家居网关的操作方法还包括步骤S205。该步骤主要包括：通信模块将接收的至少一个第一终端设备的状态信息、第一应答信息和智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给智能家居云平台。

在本申请的一个具体实施例中，本申请一种智能家居网关的操作方法还包括：

主控制器模块通过通信模块接收智能家居云平台发送的第二控制命令，以及将智能家居网关的工作状态信息、接收的至少一个第二终端设备的状态信息和第二应答信息中的至少一者发送给智能家居云平台；

Zigbee通信模块将接收的第二控制命令发送给对应的第二终端设备，使对应的第二终端设备执行第二控制命令并产生第二应答信息，其中Zigbee通信模块分别与主控制器模块、Zigbee网络中的至少一个第二终端设备连接。

具体地，本申请一种智能家居网关的操作方法的实现原理与本申请一种智能家居网关的原理相同，在此不做具体的赘述。

图3示出了本申请智能家居网关的操作过程的一个具体实例。如图3所示，首先预设直流电源开始为智能家居网关进行供电，期间通过电源转换模块将预设直流电源转换成较低的工作电压，并为智能家居网关中的相关模块进行供电。随后，智能家居网关开始进行初始化，初始化完成后。智能家居网关中的ZigBee通信模块和至少一个485隔离模块将各个终端设备的状态信息进行接收，并发送到主控制器模块中。主控制器模块通过以太网收发模块和RJ45接口与智能家居云平台建立联系，若与智能家居云平台成功连接，主控制器模块将各个终端设备的状态信息和智能家居网关的工作状态信息发送到智能家居云平台。智能家居云平台接收各个终端设备的状态信息和智能家居网关的工作状态信息，并进行分析处理。若用户想对其中的某个或某几个终端设备进行控制，智能家居云平台将发送控制命令到智能家居网关中的主控制器模块。主控制器模块接收控制命令后，再将控制命令对应的发送给ZigBee通信模块和/或至少一个485隔离模块，进而控制终端设备。

在本申请所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种智能家居网关，其特征在于，包括：

通信模块，其与智能家居云平台连接，接收所述智能家居云平台发送的第一控制命令；

主控制器模块，其与所述通信模块连接，接收所述通信模块发送的所述第一控制命令；

至少一个485隔离模块，其分别与所述主控制器模块、至少一个第一终端设备对应连接，将接收的所述第一控制命令发送给对应的第一终端设备，使所述对应的第一终端设备执行所述第一控制命令并产生第一应答信息；其中，

所述主控制器模块，其接收所述至少一个485隔离模块发送的所述至少一个第一终端设备的状态信息和对应的485隔离模块发送的所述第一应答信息；

所述通信模块，其将接收的所述至少一个第一终端设备的状态信息、所述第一应答信息和所述智能家居网关的运行状态信息中的至少一者发送给所述智能家居云平台。

2.根据权利要求1所述的智能家居网关，其特征在于，所述主控制器模块进一步用于，定时向所述智能家居云平台发送心跳包，将所述智能家居网关的运行状态信息和/或所述至少一个第一终端设备的状态信息发送给所述智能家居云平台。

3.根据权利要求1所述的智能家居网关，其特征在于，所述通信模块包括RJ45接口和以太网收发模块，其中

所述RJ45接口与所述智能家居云平台有线连接，所述以太网收发模块通过RJ45接口实现所述主控制器模块与所述智能家居云平台之间的通信。

4.根据权利要求3所述的智能家居网关，其特征在于，所述RJ45接口内置变压器模块。

5.根据权利要求1所述的智能家居网关，其特征在于，还包括，RTC模块，其与所述主控制器模块连接，所述RTC模块内置有备用电池，当所述智能家居网关掉电时，所述RTC模块启动，为所述智能家居网关提供完整的实时时钟信息。

6.根据权利要求1所述的智能家居网关，其特征在于，还包括，Zigbee通信模块，其分别与所述主控制器模块、Zigbee网络中的至少一个第二终端设备连接，其中

所述主控制器模块，其通过所述通信模块接收所述智能家居云平台发送的第二控制命令，以及将所述智能家居网关的工作状态信息、接收的所述至少一个第二终端设备的状态信息和第二应答信息中的至少一者发送给所述智能家居云平台；

所述Zigbee通信模块，其将接收的所述第二控制命令发送给对应的第二终端设备，使所述对应的第二终端设备执行所述第二控制命令并产生所述第二应答信息。

7.根据权利要求1所述的智能家居网关，其特征在于，还包括，电源接口模块、电源板模块、主控板第一电压模块和主控板第二电压模块，所述电源接口模块分别连接所述电源板模块和所述至少一个485隔离模块，所述主控板第一电压模块分别连接所述电源板模块和所述主控制器模块、所述主控板第二电压模块分别连接所述电源板模块和所述通信模块，其中

所述电源接口模块为预定直流电源接入所述智能家居网关提供接口；

所述电源板模块将所述预定直流电源转换成第一电压的直流电源后输入到所述主控板第一电压模块；

所述电源板模块将所述预定直流电源转换成第二电压的直流电源后输入到所述主控板第二电压模块。

8.根据权利要求7所述的智能家居网关，其特征在于，所述预定直流电源的电压范围为12-24V。

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