專利名稱：一種智能家居網(wǎng)關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能家庭網(wǎng)絡技術領域，尤其涉及一種智能家居網(wǎng)關設備。
背景技術：
智能家庭網(wǎng)絡是信息時代帶給人們的又一個高科技產(chǎn)物。它借助現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡技術，將家庭內(nèi)各種家電和設備連網(wǎng)，通過網(wǎng)絡為人們提供各種豐富、多樣化、個性化、方便、舒適、安全和高效的服務。電力線通信(Powerline Communication, PLC)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號的一種通信方式，該技術是把載有信息的高頻信息加載于電流然后用電線傳輸，接受信息的適配器再把高頻信息從電流中分離出來并傳送到計算機或電話以實現(xiàn)信息傳遞。物聯(lián)網(wǎng)技術通過傳感器、射頻識別技術、全球定位系統(tǒng)等技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。根據(jù)IEEE802. 15. 4協(xié)議規(guī)定的Zigbee技術是一種短距離、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術。Zigbee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡，Zigbee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡基站，通訊距離從幾十米到幾百米，并且支持無限擴展。無線寬帶Wi-Fi (Wireless Fidelity)是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、 手機)等終端以無線方式互相連接的技術。它是一種短程無線傳輸技術，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。隨著三網(wǎng)融合(有線電視網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng))、PLC和物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展和在智能家居中的逐步應用，將這三種網(wǎng)絡技術及Wi-Fi功能集成于一體的智能家居網(wǎng)關已成為家庭網(wǎng)關產(chǎn)品的必然趨勢。目前的家庭網(wǎng)關產(chǎn)品大多功能較為單一，沒有同時支持PLC和Zigbee技術的家居網(wǎng)關設備，無法滿足智能家居網(wǎng)關產(chǎn)品多功能、多服務、多接口的需求趨勢。而且隨著Zigbee技術在家庭物聯(lián)網(wǎng)中的逐步應用，對家庭Zigbee網(wǎng)絡的集中式管理也將成為網(wǎng)關的必需功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種智能家居網(wǎng)關設備，使得家庭網(wǎng)關能同時兼容并控制各種不同的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡接入，并具備管理家庭物聯(lián)網(wǎng)中采用的Zigbee網(wǎng)絡的功能。本發(fā)明一種智能家居網(wǎng)關設備，包括中央處理單元CPU、與CPU連接的總線和連接在總線上的Zigbee通信單元和PLC單元，其中所述CPU，用于對總線上連接的各單元進行數(shù)據(jù)處理、協(xié)調(diào)和管理；所述Zigbee通信單元，用于管理智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信；所述PLC單元，用于實現(xiàn)通過電力線進行數(shù)據(jù)通信的電力線通信PLC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入和數(shù)據(jù)處理。
優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的EoC單元，用于實現(xiàn)采用同軸電纜進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的xDSL接口，用于實現(xiàn)各種類型數(shù)字用戶線路xDSL標準網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的Wi-Fi單元，用于實現(xiàn)無線寬帶Wi-Fi網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理；所述Zigbee通信單元，還用于調(diào)整智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡的工作頻率，使其與Wi-Fi網(wǎng)絡的工作頻率錯開。優(yōu)選地，所述Wi-Fi單元的通信遵循802. Ilg協(xié)議標準，兼容802. Ilb標準協(xié)議， 工作頻段為2. 4GHz ；所述Zigbee通信單元的通信遵循Zigbee 2007協(xié)議棧標準，滿足IEEE 802. 15. 4協(xié)議標準，工作頻段為2. 4GHz ；所述PLC單元的通信遵循IEEE 1901技術標準。優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的HPNA單元，用于實現(xiàn)家庭電話線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的藍牙接口，用于進行藍牙數(shù)據(jù)傳輸；連接在總線上的以太網(wǎng)口，用于進行以太數(shù)據(jù)傳輸；連接在總線上的USB 口，用于接入帶USB 口的外部設備；連接在總線上的電話接口，用于接入電話線；連接在總線上的報警復位單元，用于在總線上的各單元出現(xiàn)故障時進行報警和復位。優(yōu)選地，該智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)加解密的加解密引擎單元；連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)存儲的存儲單元；連接在總線上的直接進行存儲單元數(shù)據(jù)訪問的DMA控制器；連接在總線上的用于連接外部設備的擴展槽。優(yōu)選地，所述總線包括北橋總線和南橋總線，該智能家居網(wǎng)關設備還包括總線橋控制器，與所述CPU、北橋總線和南橋總線分別連接，根據(jù)所述CPU的控制實現(xiàn)北橋總線和南橋總線的連接、監(jiān)控和管理；所述北橋總線連接加解密引擎單元、存儲單元、DMA控制器和擴展槽；所述南橋總線連接Zigbee通信單元、Wi-Fi單元、HPNA單元、藍牙接口、以太網(wǎng)口、USB 口、xDSL接口、電話接口、EoC單元、報警復位單元和PLC單元。優(yōu)選地，所述智能家居網(wǎng)關設備內(nèi)部所有部分集成在同一主板，主板的第一側壁上分布有USB 口，與報警復位單元連接的復位鍵、及用于分別指示以太網(wǎng)口、xDSL接口、 HPNA單元、EoC單元、PLC單元工作狀態(tài)的指示燈；所述主板的第二側壁上分布有以太網(wǎng)口、xDSL接口、接入HPNA單元的接口、接入 EoC單元的接口、接入PLC單元的接口 ；所述主板的第三側壁上分布有多個散熱孔；所述主板的第四側壁上分布有與Zigbee通信單元連接的天線接口、及與Wi-Fi單元連接的天線接口。利用本發(fā)明提供的智能家居網(wǎng)關設備，具有以下有益效果使得家庭網(wǎng)關能同時兼容并控制各種不同的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡接入，并具備管理家庭物聯(lián)網(wǎng)中采用的Zigbee網(wǎng)絡的功能。


圖1為本發(fā)明實施例中智能家居網(wǎng)關設備的結構示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例中智能家居網(wǎng)關設備的結果示意圖3a 圖3d為本發(fā)明實施例中智能家居網(wǎng)關設備主板的正面?zhèn)纫晥D、后面?zhèn)纫晥D、左面?zhèn)纫晥D和右面?zhèn)纫晥D；圖4為本發(fā)明實施例中智能家居網(wǎng)關設備的軟件模塊示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的智能家居網(wǎng)關設備，如圖1所示，包括中央處理單元CPU101、與 CPUlOl連接的總線和連接在總線上的Zigbee通信單元102和PLC單元103，其中CPU101， 用于對總線上連接的各單元進行數(shù)據(jù)處理、協(xié)調(diào)和管理；Zigbee通信單元102，用于管理智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信；PLC單元103，用于實現(xiàn)通過電力線進行數(shù)據(jù)通信的電力線通信PLC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入和數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)有的家庭網(wǎng)關產(chǎn)品大多功能較為單一，沒有同時支持PLC和Zigbee技術的家居網(wǎng)關設備，無法滿足智能家居網(wǎng)關產(chǎn)品多功能、多服務、多接口的需求趨勢，而本發(fā)明同時將Zigbee技術和電力線通信PLC集成到家具網(wǎng)管設備中，使得家庭網(wǎng)關能同時兼容并控制各種不同的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡接入，并具備管理家庭物聯(lián)網(wǎng)中采用的Zigbee網(wǎng)絡的功能。將所有的在線纜Cable上傳輸數(shù)據(jù)的技術都稱為EoC^thernet over Coax,以太數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸)技術。優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的EoC單元104，用于實現(xiàn)采用同軸電纜進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。xDSL是各種類型DSL(Digital Subscribe Line，數(shù)字用戶線路)的總稱，在現(xiàn)有的銅質(zhì)電話線路上采用較高的頻率及相應調(diào)制技術，即利用在模擬線路中加入或獲取更多的數(shù)字數(shù)據(jù)的信號處理技術來獲得高傳輸速率(理論值可達到52Mbps)。優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的xDSL接口 105，用于實現(xiàn)各種類型數(shù)字用戶線路xDSL標準網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的Wi-Fi單元106，用于實現(xiàn)無線寬帶Wi-Fi網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理；由于Wi-Fi單元106和Zigbee通信單元102都采用無線通信技術，因此本實施例中，Zigbee通信單元102還用于調(diào)整智能家居內(nèi)的基于 Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡的工作頻率，使其與Wi-Fi網(wǎng)絡的工作頻率錯開。MM^TS^Mi^ (Home Phoneline Network Alliance, Home PNA) : —禾中^Cjg網(wǎng)絡的計算機互聯(lián)標準，利用現(xiàn)有電話線路進行網(wǎng)絡連接。利用HomePNA，家庭中的多個計算機用戶可以共享互聯(lián)網(wǎng)連接、文件、打印機以及進行聯(lián)網(wǎng)游戲。在普通的家庭電話線上利用以太網(wǎng)的CSMA/CD傳輸協(xié)議，可以實現(xiàn)這一數(shù)據(jù)傳輸率。優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的HPNA單元107，用于實現(xiàn)家庭電話線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。因此本發(fā)明結合三網(wǎng)(有線電視網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng))融合和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)技術，提供了一種數(shù)字用戶環(huán)路xDSL、電力線通信PLC、以太數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸EoC、 家庭電話線網(wǎng)絡Home PNA、Wi-Fi、紫蜂網(wǎng)絡Zigbee網(wǎng)關功能于一體的多功能智能家居網(wǎng)關技術解決方案優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上的藍牙接口 108，用于進行藍牙數(shù)據(jù)傳輸；連接在總線上的以太網(wǎng)口 109，用于進行以太數(shù)據(jù)傳輸；連接在總線上的USB 口 110，用于接入帶USB 口的外部設備；連接在總線上的電話接口 111，用于接入電話線；連接在總線上的報警復位單元112，用于在總線上的各單元出現(xiàn)故障時進行報警和復位。優(yōu)選地，智能家居網(wǎng)關設備還包括連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)加解密的加解密引擎單元113 ；連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)存儲的存儲單元114 ；連接在總線上的直接進行存儲單元數(shù)據(jù)訪問的DMA控制器115 ；連接在總線上的用于連接外部設備的擴展槽116。本發(fā)明實施提供的上述智能家居網(wǎng)關設備，結合三網(wǎng)融合技術于物聯(lián)網(wǎng)技術，設計開發(fā)一種可集各種類型數(shù)字用戶環(huán)路xDSL、電力線通信PLC、有線電視同軸電纜上傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)EoC、無線寬帶Wi-Fi、紫蜂網(wǎng)絡Zigbee網(wǎng)關功能于一體的多功能智能家居網(wǎng)關，使其能同時具備管理不同家庭網(wǎng)絡接入方式和Zigbee物聯(lián)網(wǎng)的功能，并可通過Wi-Fi、 藍牙等無線網(wǎng)絡通信，提供完備的智能家居網(wǎng)關解決方案，真正實現(xiàn)采用一個網(wǎng)關即可管理家庭所有信息網(wǎng)絡的需求。本發(fā)明智能家居網(wǎng)關設備與現(xiàn)有技術相比，具有強大且完備的家庭網(wǎng)絡管理功能，可同時兼顧數(shù)字家庭外部廣域網(wǎng)絡與內(nèi)部局部網(wǎng)絡管理，兼容采用現(xiàn)有固網(wǎng)通信網(wǎng)關產(chǎn)品技術中電力線、電話線、同軸電纜、xDSL等目前所有主流及新興的上行網(wǎng)絡接入標準， 可對Zigbee無線傳感網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)進行專門管理，并具有Wi-Fi無線寬帶網(wǎng)絡功能，具有管理以太網(wǎng)和家庭物聯(lián)網(wǎng)。下面給出本發(fā)明能家居網(wǎng)關設備優(yōu)選的一個具體實施例，在本發(fā)明具體實施例中，通過整合家庭Zigbee物聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)、電話線、電視網(wǎng)融合、電力線通信等技術，結合常用的網(wǎng)關基本功能，提供了一種集Zigbee、以太網(wǎng)、電話線網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電力線通信、 Wi-Fi網(wǎng)關于一體的家庭網(wǎng)絡管理網(wǎng)關解決方案。本發(fā)明所述的一種多功能智能家居網(wǎng)關，其組成包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)部分。 其中硬件系統(tǒng)采用單板型嵌入式系統(tǒng)架構，如圖2所示，包括以下主要功能模塊中央處理單元CPU101，作為整個網(wǎng)關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，主要負責網(wǎng)關系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能模塊即對總線上連接的各部分的數(shù)據(jù)處理、協(xié)調(diào)和管理；其中總線包括北橋總線和南橋PCI (Peripheral Component hterconnect，外設部件互連接口)總線，北橋總線連接加解密引擎單元113、存儲單元114、DMA控制器115和擴展槽116 ；南橋總線連接 Zigbee通信單元102、Wi-Fi單元106、HPNA單元107、藍牙接口 108、以太網(wǎng)口 109、USB 口 110、xDSL接口 105、電話接口 111、EoC單元104、報警復位單元112和PLC單元103。擴展槽116優(yōu)選為PCIE 16擴展槽?？偩€橋控制器100，與CPU101、北橋總線和南橋總線分別連接，根據(jù)CPU的控制實現(xiàn)北橋總線和南橋總線的連接、監(jiān)控和管理。本實施例中CPUlOl采用htel的低功耗網(wǎng)關服務器處理芯片，總線橋控制器100 采用htel的低功耗總線橋處理芯片，CPU通過總線橋控制器100處理總線上各部分的數(shù)據(jù)。Zigbee通信單元102，用于管理智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡 (即家庭Zigbee物聯(lián)網(wǎng))和進行數(shù)據(jù)通信。Zigbee通信單元102，通過PCI總線與南橋總線相連，包括主控芯片、天線及外圍電路等，主控芯片為基于Zigbee網(wǎng)絡技術標準的8位微處理器，可為德州儀器(Tl)公司的CC 2530或意法半導體公司的STM 32W108cb，以及其他同類Zigbee網(wǎng)絡控制芯片，工作頻段為2. 4GHz，通信協(xié)議物理PHY層和MAC層基于IEEE 802. 15. 4，通信接口 Zigbee無線網(wǎng)絡天線。為了避免與Wi-Fi產(chǎn)生信號干擾，智能家居網(wǎng)關設備根據(jù)Wi-Fi工作狀況，通過 Zigbee通信單元102管理并調(diào)整家庭Zigbee無線傳感網(wǎng)絡的工作頻段，使家庭Zigbee物聯(lián)網(wǎng)工作頻率與Wi-Fi網(wǎng)絡進行錯開。PLC單元103，用于實現(xiàn)通過電力線進行數(shù)據(jù)通信的電力線通信PLC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入和數(shù)據(jù)處理，如進行數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)和格式轉(zhuǎn)換。PLC單元103基于IEEE 1901電力線技術標準，用于實現(xiàn)通過電力線傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信，主控芯片采用Atheros公司的INT7400或其他公司的類似處理芯片，PLC單元103 的設備接口為本發(fā)明網(wǎng)關電源。EoC單元104，用于實現(xiàn)采用同軸電纜進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理，如進行數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)和格式轉(zhuǎn)換。EoC單元104基于同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MoCA)的網(wǎng)絡接入技術標準，用于實現(xiàn)通過有線電視同軸電纜上進行互聯(lián)網(wǎng)傳輸，控制芯片Entropic或其他類似公司的同軸電纜網(wǎng)絡接入處理芯片，設備接口有線電視同軸電纜。xDSL接口 105，用于實現(xiàn)各種類型數(shù)字用戶線路xDSL標準網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理，如進行數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)和格式轉(zhuǎn)換。Wi-Fi單元106，用于實現(xiàn)無線寬帶Wi-Fi網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理，提供無線網(wǎng)絡寬帶數(shù)據(jù)接口和服務。Wi-Fi網(wǎng)絡通過無線傳輸，工作頻段2. 4GHz。HPNA單元107，用于實現(xiàn)家庭電話線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理，HPNA單元107的通信接口為電話線。藍牙接口 108，用于進行藍牙數(shù)據(jù)傳輸，藍牙接口 108通過USB 口進行數(shù)據(jù)通信。以太網(wǎng)口 109，用于進行以太數(shù)據(jù)傳輸。USB 口 110，用于接入帶USB 口的外部設備。電話接口 111，用于接入電話線。報警復位單元112，用于在總線上的各單元出現(xiàn)故障時進行報警和復位。報警復位單元112提供系統(tǒng)異常聲光指示，并可以通過復位鍵實現(xiàn)一鍵初始化復位功能。加解密引擎單元113，用于進行數(shù)據(jù)加解密。存儲單元114，用于進行數(shù)據(jù)存儲，可以采用RAM和Flash。DMA控制器115，用于直接進行存儲單元數(shù)據(jù)訪問。擴展槽116，用于連接外部設備實現(xiàn)家居網(wǎng)關設備的功能擴展，如可擴展連接顯示器、視頻監(jiān)控等設備。更具體的，本發(fā)明提供的智能家居網(wǎng)關設備的各個部分都置于同一個主板上，主板提供電話線、同軸電纜、xDSL、電源等上行網(wǎng)絡接口，同時外接4個RJ45下行網(wǎng)絡接口，在網(wǎng)關的側面提供1個Wi-Fi和1個Zigbee網(wǎng)絡天線接口端子。為了進一步擴展智能家居網(wǎng)關設備功能，本發(fā)明板載2個USB 2.0接口，1個 PCI-Express 16X擴展槽，可擴展視頻監(jiān)控設備接口，同時提供一鍵恢復重啟功能，并可通過USB或下行以太網(wǎng)口與外部電腦相連，對網(wǎng)關功能進行系統(tǒng)測試、維護和管理。
本發(fā)明實施例主板上的4個側面端口示意圖，包括正側面視圖、后側面視圖、左側面視圖和右側面視圖，如圖3a 圖3d所示，主板的正側面視圖中，分布著8個工作狀態(tài)三色(綠、黃、紅)LED指示燈S301，分別代表四個下行以太網(wǎng)絡接口 LAN1、LAN2、LAN3、LAN4， 以及xDSL接口、HPNA、EoC、PLC接口工作狀態(tài)。當設備中上述部分接通后工作順暢時，指示燈顯示為綠色；當設備網(wǎng)絡阻塞時，指示燈顯示為黃色；當設備工作異常時，指示燈顯示為紅色；指示燈不顯示則表示設備未能接通。通過本發(fā)明網(wǎng)關指示燈的狀態(tài)，可以判斷設備的工作狀態(tài)。更具體的，本發(fā)明板載兩個USB接口，其中一個USB 口 S302外接在網(wǎng)關正面，用于網(wǎng)關與外部設備的USB通信，可作為系統(tǒng)測試、數(shù)據(jù)導入與下載、USB藍牙模塊連接、網(wǎng)關系統(tǒng)管理和升級等功能端口。本發(fā)明提供異常報警和一鍵復位功能，通過復位鍵S303可以迅速將網(wǎng)關設備恢復到初始化狀態(tài)，并重新啟動網(wǎng)關系統(tǒng)。更具體的，本發(fā)明后側面視圖中，背面包含4個下行以太網(wǎng)口 S304LAN1至LAN4，上行xDSL網(wǎng)絡接口 DSL S305、電話線網(wǎng)絡接口 HPNA S306、同軸電纜網(wǎng)絡接口 CAB S307以及電力線網(wǎng)絡接口 PWR S308，其中電力線網(wǎng)絡接口 S308同時也是網(wǎng)關設備的電源線接口。更具體的，本發(fā)明左視圖和右視圖中，S309和S311為散熱孔，S310為Zigbee網(wǎng)絡模塊天線接口，S312為Wi-Fi無線寬帶網(wǎng)絡天線接口。如圖4所示為本發(fā)明實施例中軟件系統(tǒng)模塊示意圖。軟件系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)、接口驅(qū)動、應用、遠程管理、語音處理、通用協(xié)議、服務引擎和通用數(shù)據(jù)處理八個模塊。更具體的，通用協(xié)議模塊S201主要實現(xiàn)網(wǎng)關系統(tǒng)的所有通信協(xié)議、通信標準、安全策略、地址分配等功能，包括TCP/IP協(xié)議、網(wǎng)絡路由、QoS服務質(zhì)量、安全策略、地址、VPN、 防火墻、通信標準等，支持STP、ICMP、ARP協(xié)議、FTP//HTTP網(wǎng)絡應用層協(xié)議、靜態(tài)路由協(xié)議、 DHCP Server/Client/ Relay 協(xié)議、IGMP Snooping、IGMP Proxy、RFC2236IGMP V2 組播協(xié)議和 DNSrelay/DDNS 協(xié)議。更具體的，通用協(xié)議模塊S201提供強大的QoS能力，保障多業(yè)務環(huán)境下的 VoIP (Voice over Internet Protocol，網(wǎng) 各電i舌)、IPTV (Internet ProtocolTelevision, 網(wǎng)絡電視)等關鍵業(yè)務的服務質(zhì)量，QoS服務質(zhì)量包括支持DWRR(deficit weighted round robin,差分加權循)、隊列調(diào)度RED，支持入接口限速、支持基于源目的IP地址、源目的端口號、協(xié)議類型的流分類和DSCP (Differentiated Services Code Point，差分服務代碼點)標記的 IP QoS，支持 CBR(Constants Bit Rate，固定碼率)，UBR(Unspecified Bit Rate，指定比特速率)，nrt-VBR(Non-real time-Variable Bitrate，非實時可變比特率)， rt-VBR(real time-Variable Bitrate，實時可變比特率)的 ATM QoS。更具體的，通用協(xié)議模塊S201提供強大的網(wǎng)絡安全策略，網(wǎng)關內(nèi)置SPKserial peripheral interface，串行外圍設備接口)防火墻，保護家庭網(wǎng)絡設備安全，支持 MAC (Media Access Control，媒體接入控制)過濾和 IP ACL (AccessControl List，訪問控制列表)功能，支持 NAT (Network Address Translation，網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換)、NAPT (Network Address Port Translation,>NAT ALG(Application Layer Gateways, 應用層網(wǎng)關)以及Port forwarding(端口轉(zhuǎn)發(fā))、Port Trigger (端口觸發(fā))，支持防火墻功能支持通用的侵入檢測和抑制、DoS保護、DMZ (Demilitarized Zone,隔離區(qū))、SPI Firewall (State-ful!Packet Inspection Firewall，全狀態(tài)數(shù)據(jù)包檢測型防火墻)，支持PPTP(Point toPoint Tunneling Protocol，點對點通道協(xié)議)、IPsec VPN(IP Security VirtualPrivate Network, IP安全虛擬專用網(wǎng)絡)的透傳；更具體的，本發(fā)明Wi-Fi單元的通信遵循802. Ilg協(xié)議標準，兼容802. Ilb協(xié)議標準，工作頻段2. 4GHz ；Zigbee通信單元的通信遵循Zigbee 2007協(xié)議棧標準，滿足IEEE 802. 15. 4標準，工作頻段2. 4GHz。PLC單元的通信遵循IEEE1901技術標準，EoC單元的通信遵循MoCA技術標準，HPAN單元的通信遵循HomePNA技術標準。更具體的，接口驅(qū)動模塊S202主要實現(xiàn)各功能模塊間接口的底層驅(qū)動、硬件接口協(xié)議以及與網(wǎng)關連接的外部設備之間的通信協(xié)議等功能，包括Zigbee通信單元、EoC單元、 PLC單元、以太網(wǎng)口、HPNA單元、xDSL接口、Wi-Fi單元、USB等模塊的接口驅(qū)動軟件。更具體的，本發(fā)明的操作系統(tǒng)為WinCE、Linux、Vxfforks等嵌入式操作系統(tǒng)，支持遠程管理和版本升級。更具體的，本發(fā)明智能家居網(wǎng)關支持TR-069 (short for Technical Report069) 遠程管理設備配置、版本升級、診斷等，提供VoIP網(wǎng)絡語音功能，支持斷電逃生；支持安全的WEB方式管理；支持軟件固件本地和遠程升級；支持狀態(tài)監(jiān)控和性能統(tǒng)計。在本發(fā)明實施例所提供的多功能智能家居網(wǎng)關中，整個網(wǎng)關系統(tǒng)包括了現(xiàn)有固網(wǎng)通信網(wǎng)關產(chǎn)品技術中DSL、電纜有線網(wǎng)、電力線通信、電話線以太網(wǎng)、Wi-Fi等所有的主流及新興的上行網(wǎng)絡接口，同時具有4個下行以太網(wǎng)通信接口，具有很強的通用性和兼容性，功能強大且多樣，可滿足各種網(wǎng)絡接口方式的網(wǎng)關管理要求。此外，隨著新興的智能家庭物聯(lián)網(wǎng)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡已逐步走進智能家居應用領域，本網(wǎng)關增加了符合Zigbee網(wǎng)絡技術標準的網(wǎng)關模塊，專門管理家居物聯(lián)網(wǎng)，從而真正實現(xiàn)采用一個網(wǎng)關即可管理家庭所有信息網(wǎng)絡的需求。盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1.一種智能家居網(wǎng)關設備，其特征在于，包括中央處理單元CPU、與CPU連接的總線和連接在總線上的Zigbee通信單元和PLC單元，其中所述CPU，用于對總線上連接的各單元進行數(shù)據(jù)處理、協(xié)調(diào)和管理； 所述Zigbee通信單元，用于管理智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信；所述PLC單元，用于實現(xiàn)通過電力線進行數(shù)據(jù)通信的電力線通信PLC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入和數(shù)據(jù)處理。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括連接在總線上的EoC單元，用于實現(xiàn)采用同軸電纜進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括連接在總線上的xDSL接口，用于實現(xiàn)各種類型數(shù)字用戶線路xDSL標準網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括連接在總線上的Wi-Fi單元，用于實現(xiàn)無線寬帶Wi-Fi網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理； 所述Zigbee通信單元，還用于調(diào)整智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡的工作頻率，使其與Wi-Fi網(wǎng)絡的工作頻率錯開。
5.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述Wi-Fi單元的通信遵循802. Ilg協(xié)議標準，兼容802. Ilb標準協(xié)議，工作頻段為 2. 4GHz ；所述Zigbee通信單元的通信遵循Zigbee 2007協(xié)議棧標準，滿足IEEE802. 15. 4協(xié)議標準，工作頻段為2. 4GHz ；所述PLC單元的通信遵循IEEE 1901技術標準。
6.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括連接在總線上的HPNA單元，用于實現(xiàn)家庭電話線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入及數(shù)據(jù)處理。
7.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括 連接在總線上的藍牙接口，用于進行藍牙數(shù)據(jù)傳輸； 連接在總線上的以太網(wǎng)口，用于進行以太數(shù)據(jù)傳輸；連接在總線上的USB 口，用于接入帶USB 口的外部設備； 連接在總線上的電話接口，用于接入電話線；連接在總線上的報警復位單元，用于在總線上的各單元出現(xiàn)故障時進行報警和復位。
8.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括 連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)加解密的加解密引擎單元； 連接在總線上用于進行數(shù)據(jù)存儲的存儲單元；連接在總線上的直接進行存儲單元數(shù)據(jù)訪問的DMA控制器； 連接在總線上的用于連接外部設備的擴展槽。
9.如權利要求1 8任一所述的設備，其特征在于，所述總線包括北橋總線和南橋總線，還包括總線橋控制器，與所述CPU、北橋總線和南橋總線分別連接，根據(jù)所述CPU的控制實現(xiàn)北橋總線和南橋總線的連接、監(jiān)控和管理；所述北橋總線連接加解密引擎單元、存儲單元、DMA控制器和擴展槽； 所述南橋總線連接Zigbee通信單元、Wi-Fi單元、HPNA單元、藍牙接口、以太網(wǎng)口、USB 口、xDSL接口、電話接口、EoC單元、報警復位單元和PLC單元。
10.如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述智能家居網(wǎng)關設備內(nèi)部所有部分集成在同一主板，所述主板的第一側壁上分布有USB 口，與報警復位單元連接的復位鍵，及用于分別指示以太網(wǎng)口、xDSL接口、HPNA單元、EoC單元、PLC單元工作狀態(tài)的指示燈；所述主板的第二側壁上分布有以太網(wǎng)口、xDSL接口、接入HPNA單元的接口、接入EoC單元的接口、接入PLC單元的接口 ；所述主板的第三側壁上分布有多個散熱孔；所述主板的第四側壁上分布有與Zigbee通信單元連接的天線接口、及與Wi-Fi單元連接的天線接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能家居網(wǎng)關設備，包括中央處理單元CPU、與CPU連接的總線和連接在總線上的Zigbee通信單元和PLC單元，其中所述CPU，用于對總線上連接的各單元進行數(shù)據(jù)處理、協(xié)調(diào)和管理；所述Zigbee通信單元，用于管理智能家居內(nèi)的基于Zigbee協(xié)議的無線傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信；所述PLC單元，用于實現(xiàn)通過電力線進行數(shù)據(jù)通信的電力線通信PLC網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接入和數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明使得家庭網(wǎng)關能同時兼容并控制各種不同的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡接入，并具備管理家庭物聯(lián)網(wǎng)中采用的Zigbee網(wǎng)絡的功能，可實現(xiàn)用單個家庭網(wǎng)關來管理多種數(shù)字家庭網(wǎng)絡。
文檔編號H04L12/66GK102571639SQ201010597689
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權日2010年12月20日
發(fā)明者孫暢, 李衛(wèi)東, 王小軍 申請人:中興通訊股份有限公司