CN220307228U - 网关 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种网关，包括：接口单元，所述接口单元包括检测端口和外部扩展工作端口组，所述检测端口能够在所述网关连接外部设备的情况下检测所述外部设备生成的电平信号，所述外部扩展工作端口组包括多个外部扩展工作端口；以及数据处理控制单元，连接至所述检测端口和所述外部扩展工作端口组，所述数据处理控制单元能够基于所述电平信号确定所述外部设备的类型并根据所述外部设备的类型控制所述多个外部扩展工作端口的通断状态。

Description

网关

技术领域

本公开的实施例涉及通信设备领域，更具体地涉及一种网关。

背景技术

网关又称网间连接器或协议转换器，通常应用于协议不同的网络之间的互连。现有的网关与外部设备之间通常采用USB 2.0Type A接口或USB 3.x Type C接口进行连接。然而外部设备中的与USB 2.0Type A接口连接的连接器管脚数目较少从而影响了网关的扩展性。

而在使用USB 3.x Type C接口连接网关与外部设备的情况下，若网关或所连接的外部设备使用的是非USB 3.x Type C标准协议的端口，加入了其他协议的端口或额外的电源输入输出端口，可能会导致网关和外部设备异常，严重情况下网关和外部设备甚至会被烧毁。同时部分型号的USB 3.x Type C接口的传输速率过高，而网关本身不需要这么高的传输速率，因而还会造成接口资源的浪费。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种网关，以至少部分地解决上述问题。

在本公开的第一方面，提供了一种网关，包括：接口单元，所述接口单元包括检测端口和外部扩展工作端口组，所述检测端口能够在所述网关连接外部设备的情况下检测所述外部设备生成的电平信号，所述外部扩展工作端口组包括多个外部扩展工作端口；以及数据处理控制单元，连接至所述检测端口和所述外部扩展工作端口组，所述数据处理控制单元能够基于所述电平信号确定所述外部设备的类型并根据所述外部设备的类型控制所述多个外部扩展工作端口的通断状态。

根据本公开的实施例的网关，通过采用检测端口检测外部设备生成的电平信号并基于电平信号确定外部设备的类型，能够使得网关可靠地根据其所连接的外部设备类型切换相应的工作模式，从而降低了外部设备被烧毁的风险。

在一些实施例中，所述检测端口在所述网关连接的所述外部设备为外部扩展模块的情况下检测到的所述电平信号为高电平信号。在这样的实施例中，通过利用外部扩展模块的连接器能够为检测端口提供高电平信号的特点，能够使得网关可靠地确定其所连接的外部设备为外部扩展模块。

在一些实施例中，所述检测端口在所述网关连接的所述外部设备是USB线材的情况下检测到的所述电平信号为低电平信号。在这样的实施例中，通过利用USB线材的连接器能够为检测端口提供低电平信号的特点，能够使得网关可靠地确定其所连接的外部设备为USB线材。

在一些实施例中，所述数据处理控制单元包括：数据处理器，其输入端连接至所述检测端口以接收所述电平信号，所述数据处理器能够基于所述电平信号生成用于指示所述外部设备的类型的指示信号；以及控制电路，其输入端连接至所述数据处理器的输出端以接收所述指示信号并且其输出端连接至所述外部扩展工作端口组，所述控制电路能够基于所述指示信号控制所述多个外部扩展工作端口的通断状态。在这样的实施例中，通过采用数据处理器配合控制电路能够可靠地根据外部设备的类型控制接口单元。

在一些实施例中，在所述数据处理器接收到的所述电平信号为高电平信号的情况下，所述数据处理器能够基于所述高电平信号生成与所述高电平信号相对应的指示信号并输出至所述控制电路，在所述数据处理器接收到的所述电平信号为低电平信号的情况下，所述数据处理器能够基于所述低电平信号生成与所述低电平信号相对应的指示信号并输出至所述控制电路。在这样的实施例中，数据处理器能够根据不同的电平信号可靠地生成相应的指示信号并提供给控制电路。

在一些实施例中，在所述控制电路接收到的所述指示信号为与所述高电平信号相对应的指示信号的情况下，所述控制电路能够基于与所述高电平信号相对应的指示信号接通所述多个外部扩展工作端口，在所述控制电路接收到的所述指示信号为与所述低电平信号相对应的指示信号的情况下，所述控制电路能够基于与所述低电平信号相对应的指示信号关断所述多个外部扩展工作端口。在这样的实施例中，控制电路能够根据不同的指示信号可靠地控制多个外部扩展工作端口的通断状态。

在一些实施例中，所述接口单元还包括：多个供电端口，所述多个供电端口能够为所述网关连接的所述外部设备提供电源；以及USB2.0协议端口组，所述USB2.0协议端口组在所述外部设备为USB线材和外部扩展模块的情况下均能够接通。在这样的实施例中，接口单元既包括供连接USB线材使用的USB2.0协议端口组，又包括供外部扩展模块使用的外部扩展工作端口组，增强了网关的扩展性能。

在一些实施例中，所述USB2.0协议端口组包括多对USB2.0协议端口，所述多对USB2.0协议端口中的一对USB2.0协议端口能够在所述外部设备与所述网关之间传输数据。在这样的实施例中，USB2.0协议端口能够可靠地传输网关和USB线材之间需要交换的数据。

在本公开的第二方面，提供了一种网关，包括主体部和外部扩展模块，所述主体部包括接口单元和数据处理控制单元，所述外部扩展模块上设置有扩展连接器，所述扩展连接器适于插接所述接口单元，其中所述接口单元包括检测端口和外部扩展工作端口组，所述检测端口能够在所述接口单元连接所述扩展连接器的情况下检测所述扩展连接器提供的电平信号，所述外部扩展工作端口组包括多个外部扩展工作端口；以及其中所述数据处理控制单元连接至所述检测端口和所述外部扩展工作端口组，所述数据处理控制单元能够基于所述电平信号接通所述多个外部扩展工作端口。

根据本公开的实施例的网关，通过采用检测端口检测外部扩展模块上的扩展连接器提供的电平信号，然后利用数据处理控制单元基于电平信号接通多个外部扩展工作端口，能够可靠地将网关的主体部切换为与外部扩展模块的类型相对应的工作模式。

应当理解，该内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键特征或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的网关的电路原理图；

图2示出了根据本公开的一个实施例的网关和外部扩展模块的爆炸示意图；

图3示出了根据本公开的一个实施例的网关连接器的电路原理图；

图4示出了根据本公开的一个实施例的网关和USB线材的爆炸示意图；

图5示出了根据本公开的一个实施例的USB线材的USB连接器的电路原理图；以及

图6出了根据本公开的另一个实施例的网关的爆炸示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。

如在上文中所描述的，网关通常应用于协议不同的网络之间的互连。在使用USB3.x Type C接口连接网关与外部设备的情况下，若网关或所连接的外部设备使用的是非USB 3.x Type C标准协议的端口，加入了其他协议的端口或额外的电源输入输出端口，可能会导致网关和外部设备异常，严重情况下网关和外部设备甚至会被烧毁。本公开的实施例提供了一种网关，在该方案中，采用检测端口对外部设备生成的电平信号进行检测，然后利用数据处理控制单元基于电平信号确定外部设备的类型并根据外部设备的类型控制多个外部扩展工作端口的通断状态，以将网关切换为相应的工作模式，以此方式，能够实现网关对于多种外部设备的可靠连接。在下文中，将结合图1至图6对本公开的原理进行描述。

图1示出了根据本公开的一个实施例的网关100的电路原理图。如图1所示，在此描述的网关100总体上包括接口单元13和数据处理控制单元12，数据处理控制单元12连接至接口单元13。接口单元13包括检测端口131和外部扩展工作端口组135。检测端口131能够在网关100连接外部设备的情况下检测外部设备生成的电平信号。外部扩展工作端口组135包括多个外部扩展工作端口1351。在一个实施例中，接口单元13包括USB 3.x Type C接口以连接外部设备。在一些实施例中，网关100连接的外部设备包括外部扩展模块102和USB线材，外部扩展模块102和USB线材的连接器均为USB 3.x Type C插头。应当理解，基于本公开所给出的教导，本领域普通技术人员可以想到其他连接方式实现网关与外部设备的连接，这些实现均落入本公开的范围。

根据本公开的实施例，如图1所示，数据处理控制单元12连接至检测端口131和外部扩展工作端口组135。数据处理控制单元12能够基于检测端口131输入的电平信号确定外部设备的类型并根据外部设备的类型控制外部扩展工作端口组135中的多个外部扩展工作端口1351的通断状态。

在一些实施例中，如图1所示，数据处理控制单元12包括数据处理器121和控制电路122，控制电路122连接至数据处理器121。数据处理器121的输入端连接至检测端口131以接收电平信号。数据处理器121能够基于电平信号生成指示信号。控制电路122的输入端连接至数据处理器121的输出端以接收指示信号。

在一个实施例中，如图1所示，控制电路122的输出端连接至多个外部扩展工作端口1351。控制电路122能够基于指示信号控制多个外部扩展工作端口1351的通断状态。

在一个实施例中，如图1所示，接口单元13还包括多个供电端口133和USB2.0协议端口组134。多个供电端口133能够为网关100连接的外部设备提供电压大小为USB工作电压大小的电源。USB2.0协议端口组134在外部设备为USB线材和外部扩展模块102的情况下均能够接通。

在一个实施例中，如图1所示，USB2.0协议端口组134包括多对USB2.0协议端口1341。多对USB2.0协议端口1341中的一对USB2.0协议端口1341能够在外部设备与网关100之间传输数据。

图2示出了根据本公开的一个实施例的网关100和外部扩展模块102的爆炸示意图。在一个实施例中，如图2所示，外部扩展模块102包括扩展连接器1021，扩展连接器1021适于插接网关100上的接口单元13。

在一个实施例中，如图1和图2所示，多个外部扩展工作端口1351中的每个外部扩展工作端口1351能够在扩展连接器1021插接网关100上的接口单元13的情况下相应地接通，以使得网关100能够切换至与所连接的外部扩展模块102相对应的工作模式，从而防止网关100接通的工作端口与外部扩展模块102的协议端口的类型不匹配。

在其他实施例中，成对USB2.0协议端口1341和外部扩展工作端口1351的数量可以更多或更少，这些实现均落入本公开的范围。

图3示出了根据本公开的一个实施例的扩展连接器1021的电路原理图。在一个实施例中，如图3所示，扩展连接器1021包括网关连接端口201。在一个实施例中，如图1至图3所示，在网关100连接的外部设备为外部扩展模块102的情况下，网关100能够为外部扩展模块102提供电源。接收到电源的外部扩展模块102相当于是在网关100的工作电路中接入的一个用电负载，因此在扩展连接器1021插接网关100上的接口单元13的情况下扩展连接器1021上的网关连接端口201能够提供一个高电平信号到接口单元13的检测端口131。高电平信号能够通过检测端口131被给到数据处理控制单元12中的数据处理器121。在数据处理器121接收到高电平信号的情况下，数据处理器121能够基于高电平信号生成与高电平信号相对应的指示信号并输出至控制电路122。

在一个实施例中，如图1至图2所示，在控制电路122接收到的指示信号为与高电平信号相对应的指示信号的情况下，控制电路122能够基于与高电平信号相对应的指示信号接通多个外部扩展工作端口1351，从而使得网关100与外部扩展模块102能够通过处于接通状态的多个外部扩展工作端口1351传输和交换数据。

在一个实施例中，接通多个外部扩展工作端口1351能够满足多种需要不同协议接口的外部扩展模块(102)的工作需求，例如需要USB供电电压的外部扩展模块102、需要通用异步收发器(UART)接口的外部扩展模块102、需要串行外围接口SPI接口的外部扩展模块102、需要控制器局域网总线(CAN接口)的外部扩展模块102、需要通用输入/输出口(GPIO)的外部扩展模块102以及需要非USB供电电压的外部扩展模块102等等。因此，通过改变接口单元13上的外部扩展工作端口1351的数量和类型即可实现网关100与多种外部扩展模块102的连接。应当理解，基于本公开所给出的教导，本领域普通技术人员可以想到的其他接口单元实现上述功能，这些实现均落入本公开的范围。

图4示出了根据本公开的一个实施例的网关100和USB线材300的爆炸示意图。在一个实施例中，如图4所示，USB线材300包括USB连接器30，USB连接器30适于插接网关100上的接口单元13。

图5示出了根据本公开的一个实施例的USB线材300的USB连接器30的电路原理图。在一个实施例中，如图5所示，USB连接器30包括USB连接端口301。在一个实施例中，如图1、图4和图5所示，在网关100连接的外部设备为USB线材的情况下，网关100能够为USB线材300提供电压大小为USB工作电压大小的电源。USB连接器30连接至USB线材300的机壳，即USB连接器30上的USB连接端口301依照USB协议默认接地，因此USB连接器30插接网关100上的接口单元13时网关100的检测端口131相当于连接至接地，从而使得检测端口131接收到的是低电平信号。低电平信号能够通过检测端口131被给到数据处理控制单元12中的数据处理器121。在数据处理器121接收到低电平信号的情况下，数据处理器121能够基于低电平信号生成与低电平信号相对应的指示信号并输出至控制电路122。

在一个实施例中，如图1和图4所示，在控制电路122接收到的指示信号为与低电平信号相对应的指示信号的情况下，控制电路122能够基于与低电平信号相对应的指示信号关断多个外部扩展工作端口1351，此时多对USB2.0协议端口1341中的一对USB2.0协议端口1341能够在USB线材300与网关100之间传输数据。关断外部扩展工作端口1351既能够防止外部扩展工作端口1351干扰网关100与USB线材之间的数据传输，又能够防止外部扩展工作端口1351所连接的非USB供电电压将外部设备烧毁。

图6出了根据本公开的另一个实施例的网关100的爆炸示意图。在一个实施例中，如图1和图6所示，网关100包括主体部101和外部扩展模块102。主体部101可以采用结合图1至图5所示的网关100的结构，例如包括接口单元13和数据处理控制单元12。外部扩展模块102上设置有扩展连接器1021，扩展连接器1021适于插接接口单元13。

在一个实施例中，如图1和图6所示，接口单元13包括检测端口131和外部扩展工作端口组135。检测端口131能够在接口单元13连接扩展连接器1021的情况下检测扩展连接器1021提供的电平信号，外部扩展工作端口组135包括多个外部扩展工作端口1351。

在一个实施例中，如图1和图6所示，数据处理控制单元12连接至检测端口131和外部扩展工作端口组135，数据处理控制单元12能够基于扩展连接器1021提供的电平信号接通多个外部扩展工作端口1351以将主体部101切换为与外部扩展模块102相对应的工作模式。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种网关(100)，其特征在于，包括：

接口单元(13)，所述接口单元(13)包括检测端口(131)和外部扩展工作端口组(135)，所述检测端口(131)能够在所述网关(100)连接外部设备的情况下检测所述外部设备生成的电平信号，所述外部扩展工作端口组(135)包括多个外部扩展工作端口(1351)；以及

数据处理控制单元(12)，连接至所述检测端口(131)和所述外部扩展工作端口组(135)，所述数据处理控制单元(12)能够基于所述电平信号确定所述外部设备的类型并根据所述外部设备的类型控制所述多个外部扩展工作端口(1351)的通断状态。

2.根据权利要求1所述的网关(100)，其特征在于，所述检测端口(131)在所述网关(100)连接的所述外部设备为外部扩展模块(102)的情况下检测到的所述电平信号为高电平信号。

3.根据权利要求1所述的网关(100)，其特征在于，所述检测端口(131)在所述网关(100)连接的所述外部设备是USB线材的情况下检测到的所述电平信号为低电平信号。

4.根据权利要求1所述的网关(100)，其特征在于，所述数据处理控制单元(12)包括：

数据处理器(121)，其输入端连接至所述检测端口(131)以接收所述电平信号，所述数据处理器(121)能够基于所述电平信号生成用于指示所述外部设备的类型的指示信号；以及

控制电路(122)，其输入端连接至所述数据处理器(121)的输出端以接收所述指示信号并且其输出端连接至所述外部扩展工作端口组(135)，所述控制电路(122)能够基于所述指示信号控制所述多个外部扩展工作端口(1351)的通断状态。

5.根据权利要求4所述的网关(100)，其特征在于，在所述数据处理器(121)接收到的所述电平信号为高电平信号的情况下，所述数据处理器(121)能够基于所述高电平信号生成与所述高电平信号相对应的指示信号并输出至所述控制电路(122)，在所述数据处理器(121)接收到的所述电平信号为低电平信号的情况下，所述数据处理器(121)能够基于所述低电平信号生成与所述低电平信号相对应的指示信号并输出至所述控制电路(122)。

6.根据权利要求5所述的网关(100)，其特征在于，在所述控制电路(122)接收到的所述指示信号为与所述高电平信号相对应的指示信号的情况下，所述控制电路(122)能够基于与所述高电平信号相对应的指示信号接通所述多个外部扩展工作端口(1351)，在所述控制电路(122)接收到的所述指示信号为与所述低电平信号相对应的指示信号的情况下，所述控制电路(122)能够基于与所述低电平信号相对应的指示信号关断所述多个外部扩展工作端口(1351)。

7.根据权利要求1所述的网关(100)，其特征在于，所述接口单元(13)还包括：

多个供电端口(133)，所述多个供电端口(133)能够为所述网关(100)连接的所述外部设备提供电压大小为USB工作电压大小的电源；以及

USB2.0协议端口组(134)，所述USB2.0协议端口组(134)在所述外部设备为USB线材和外部扩展模块(102)的情况下均能够接通。

8.根据权利要求7所述的网关(100)，其特征在于，所述USB2.0协议端口组(134)包括多对USB2.0协议端口(1341)，所述多对USB2.0协议端口(1341)中的一对USB2.0协议端口(1341)能够在所述外部设备与所述网关(100)之间传输数据。

9.一种网关(100)，其特征在于，包括主体部(101)和外部扩展模块(102)，所述主体部(101)包括接口单元(13)和数据处理控制单元(12)，所述外部扩展模块(102)上设置有扩展连接器(1021)，所述扩展连接器(1021)适于插接所述接口单元(13)，

其中所述接口单元(13)包括检测端口(131)和外部扩展工作端口组(135)，所述检测端口(131)能够在所述接口单元(13)连接所述扩展连接器(1021)的情况下检测所述扩展连接器(1021)提供的电平信号，所述外部扩展工作端口组(135)包括多个外部扩展工作端口(1351)；以及

其中所述数据处理控制单元(12)连接至所述检测端口(131)和所述外部扩展工作端口组(135)，所述数据处理控制单元(12)能够基于所述电平信号接通所述多个外部扩展工作端口(1351)。