一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置，由外殼與主控電路板組成，主控電路包括：中央處理器、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、串口模塊、zigbee模塊、電源模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊等；本發(fā)明將控制終端的指令通過10/100M以太網(wǎng)模塊或wifi模塊與中央處理器進(jìn)行通信，中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過zigbee模塊，將控制命令發(fā)送至子設(shè)備。系統(tǒng)充分利用zigbee網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)便捷，功耗低等特點(diǎn)，組建家庭無線局域網(wǎng)，無需人工干即可實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的智能組網(wǎng)。采用zigbee網(wǎng)絡(luò)可以代替以往433M無線網(wǎng)絡(luò)缺陷，并可以免除有線控制布線麻煩。本發(fā)明組網(wǎng)穩(wěn)定，采用實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，控制指令可以實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定傳輸。
【專利說明】—種基于zigbee和wif i網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及智能家居的家庭網(wǎng)關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]智能家居是物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用之一，它以家庭住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，將各種家用設(shè)備進(jìn)行集中的管理和控制，從而創(chuàng)造出舒適、高效、便利、安全、環(huán)保的居住環(huán)境。目前通常把智能家居定義為利用網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺(tái)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng)。
[0003]今天的智能家居系統(tǒng)擁有了更加豐富的內(nèi)容和功能，系統(tǒng)配置也越來越高。智能家居系統(tǒng)包括智能照明、智能門鎖、電動(dòng)窗簾、智能家電控制、煤氣泄露探測(cè)、消防報(bào)警、遠(yuǎn)程抄表(水、電、煤氣)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻點(diǎn)播等系統(tǒng)，越來越多的新名詞逐漸成為智能家居的重要組成部分。智能家居可以給您帶來如下的生活便利:
(I)家電設(shè)備控制:對(duì)燈具、窗簾、空調(diào)、冰箱、電視等家用設(shè)備可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和平板電腦等終端通過高速寬帶接入因特網(wǎng)或電信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0004](2)安全監(jiān)測(cè):對(duì)各種報(bào)警探測(cè)器的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并做出相應(yīng)處理，如緊急按鈕、入侵檢測(cè)、可燃?xì)怏w探測(cè)、火警探測(cè)等、將報(bào)警信息及時(shí)通知主人，還可以通知小區(qū)物業(yè)管理。
[0005](3)安防監(jiān)控:將安防攝像頭采集到的實(shí)時(shí)圖像傳送至業(yè)主的手機(jī)端或者平板電腦端，讓身在異地的您隨時(shí)掌握家中的情況。不在為家中無人照看而擔(dān)心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)智能家居產(chǎn)品存在的現(xiàn)狀，提供一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置，該網(wǎng)關(guān)裝置通過zigbee網(wǎng)絡(luò)與子設(shè)備之間進(jìn)行通信，無需控制總線連接，具有更好的靈活性與實(shí)用性，解決智能家居系統(tǒng)安裝部署維護(hù)困難等問題。
[0007]采用的技術(shù)方案是:
一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置,是采用zigbee網(wǎng)絡(luò)建立家居控制器之間的命令下發(fā)和狀態(tài)返回?cái)?shù)據(jù)鏈，通過家庭網(wǎng)關(guān)裝置轉(zhuǎn)發(fā)來自手機(jī)或者平板電腦端的控制指令。該家庭網(wǎng)關(guān)裝置由外部附件與本體組成，外部附件主要包括電源適配器、網(wǎng)線；本體包括外殼、主控電路板。所述的主控電路板集成了電源模塊、中央處理器、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊。電源模塊、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊分別連接在中央處理器的電源引腳、以太網(wǎng)接口、wifi接口、總線、時(shí)鐘引腳和串口上。zigbee模塊連接網(wǎng)線,通過zigbee模塊對(duì)裝有zigbee模塊的子設(shè)備發(fā)送的信息進(jìn)行接收，經(jīng)數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換與中央處理器串口連接，通過zigbee模塊內(nèi)的協(xié)議轉(zhuǎn)換程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)格式發(fā)送到中央處理器進(jìn)行通信。子設(shè)備控制終端發(fā)送的命令通過RJ-45接口連接自適應(yīng)以太網(wǎng)模塊或wifi模塊傳輸至中央處理器，中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再通過zigbee模塊發(fā)送至子設(shè)備，對(duì)子設(shè)備進(jìn)行控制。所述電源模塊連接電源適配器的DC-5.0接口為裝置提供5V和3.3V直流電源。所述時(shí)鐘模塊為裝置提供系統(tǒng)時(shí)鐘與本地時(shí)鐘。
[0008]上述的家庭網(wǎng)關(guān)裝置其操作系統(tǒng)使用uCOS-1I實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度與內(nèi)存管理。
[0009]上述的家庭網(wǎng)關(guān)裝置設(shè)有顯示模塊，使用LED對(duì)CPU運(yùn)行情況，zigbee組網(wǎng)情況，以太網(wǎng)運(yùn)行情況，電源工作情況進(jìn)行顯示，并在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)報(bào)警。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
(I)使用方便:zigbee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)無需人工干預(yù)，自動(dòng)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題后能夠自動(dòng)修復(fù)。智能化系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程遙控接口，外出時(shí)，還可以通過手機(jī)上網(wǎng)來查看和控制家中設(shè)備。
[0011](2)訊息服務(wù):通過互聯(lián)網(wǎng)可在任何時(shí)間任何地點(diǎn)獲得和交換訊息，可以傳輸多種格式訊息，從靜態(tài)文本、圖形到動(dòng)態(tài)的音頻、視頻訊息，滿足客戶對(duì)不同信息形式的需求。
[0012](3)安全性高:zigbee網(wǎng)絡(luò)可以保證網(wǎng)內(nèi)消息傳輸?shù)陌踩?信息采用加密傳輸。
[0013](4)實(shí)時(shí)監(jiān)控:家庭智能化系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)家中狀況，預(yù)防火災(zāi)，煤氣中毒，防御外人侵入并及時(shí)報(bào)警，有效保證您的家居安全。
[0014](5)節(jié)省費(fèi)用:智能化系統(tǒng)可以幫您自動(dòng)關(guān)閉家中能源消耗設(shè)備，降低您的生活費(fèi)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置,是采用zigbee網(wǎng)絡(luò)建立家居控制器之間的命令下發(fā)和狀態(tài)返回?cái)?shù)據(jù)鏈，通過家庭網(wǎng)關(guān)裝置轉(zhuǎn)發(fā)來自手機(jī)或者平板電腦端的控制指令。該家庭網(wǎng)關(guān)裝置由外部附件與本體組成，外部附件主要包括電源適配器、網(wǎng)線；本體包括外殼、主控電路板。所述的主控電路板集成了電源模塊、中央處理器、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊(見圖1所示)。電源模塊、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊分別連接在中央處理器的電源引腳、以太網(wǎng)接口、wifi接口、總線、時(shí)鐘引腳和串口上。zigbee模塊連接網(wǎng)線,通過zigbee模塊對(duì)裝有zigbee模塊的子設(shè)備發(fā)送的信息進(jìn)行接收，經(jīng)數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換與中央處理器串口連接，中央處理器使用cortex-m3系列LPC1788,用于數(shù)據(jù)的處理與協(xié)議的轉(zhuǎn)換,通過zigbee模塊內(nèi)的協(xié)議轉(zhuǎn)換程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)格式發(fā)送到中央處理器進(jìn)行通信。子設(shè)備控制終端發(fā)送的命令通過RJ-45接口連接10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)模塊或wifi模塊傳輸至中央處理器，中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再通過zigbee模塊發(fā)送至子設(shè)備，對(duì)子設(shè)備進(jìn)行控制。所述電源模塊采用雙穩(wěn)壓芯片連接電源適配器的DC-5.0接口為裝置提供5V和3.3V直流電源，滿足不同芯片對(duì)電源的要求，保證裝置穩(wěn)定運(yùn)行。所述時(shí)鐘模塊為裝置提供時(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)行過倍頻后將時(shí)鐘信號(hào)倍頻至120MHz，保證系統(tǒng)的高速運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)還提供本地時(shí)鐘功能，為應(yīng)用程序提供時(shí)鐘參考。本家庭網(wǎng)關(guān)裝置的存儲(chǔ)器使用512M大容量存儲(chǔ)器，用于保持配置文件與運(yùn)行數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)掉電后再次上電時(shí)可以繼續(xù)運(yùn)行。本家庭網(wǎng)關(guān)裝置的操作系統(tǒng)使用uCOS-1I實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，保證系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的高效、快速、實(shí)時(shí)。本家庭網(wǎng)關(guān)裝置設(shè)有顯示模塊使用LED對(duì)CPU運(yùn)行情況、zigbee組網(wǎng)情況、以太網(wǎng)運(yùn)行情況、電源工作情況進(jìn)行顯示，并在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)報(bào)警。
[0017]在本說明書中較多使用了以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、zigbee模塊、電源模塊、顯示模塊、等術(shù)語；但并不排除使用其他術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便的描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置，由外部附件與本體組成，外部附件主要包括電源適配器、網(wǎng)線，本體包括外殼、主控電路板，其特征在于所述的主控電路板集成了電源模塊、中央處理器、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊，所述電源模塊、以太網(wǎng)模塊、wifi模塊、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、zigbee模塊分別連接在中央處理器的電源引腳、以太網(wǎng)接口、wifi接口、總線、時(shí)鐘引腳和串口上，zigbee模塊連接網(wǎng)線，通過zigbee模塊對(duì)裝有zigbee模塊的子設(shè)備發(fā)送的信息進(jìn)行接收,經(jīng)數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換與中央處理器串口連接，通過zigbee模塊內(nèi)的協(xié)議轉(zhuǎn)換程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)格式發(fā)送到中央處理器進(jìn)行通信，子設(shè)備控制終端發(fā)送的命令通過RJ-45接口連接自適應(yīng)以太網(wǎng)模塊或wi fi模塊傳輸至中央處理器，中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再通過zigbee模塊發(fā)送至子設(shè)備，對(duì)子設(shè)備進(jìn)行控制，所述電源模塊連接電源適配器的DC-5.0接口為裝置提供5V和3.3V直流電源，時(shí)鐘模塊為裝置提供系統(tǒng)時(shí)鐘與本地時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于所述的家庭網(wǎng)關(guān)裝置其操作系統(tǒng)使用uCOS-1I實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度與內(nèi)存管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于zigbee和wifi網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)關(guān)裝置，其特征在于所述的家庭網(wǎng)關(guān)裝置設(shè)有顯示模塊，使用LED對(duì)CPU運(yùn)行情況，zigbee組網(wǎng)情況，以太網(wǎng)運(yùn)行情況，電源工作情況進(jìn)行顯示，并在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)報(bào)警。
【文檔編號(hào)】H04W88/16GK103857072SQ201410062919
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】田佳慧 申請(qǐng)人:田佳慧