[發明專利]一種基于物聯網的嵌入式智能家庭網關

在審

• 申請號: 201810490400.3
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108449805A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 楊喜敏;王文濤;郭強
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04L29/06;H04L12/66;G08C17/02
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發明公開了一個基于物聯網的嵌入式智能家庭網關，包含集成ZIGBEE無線模塊和控制模塊的PCB板；其中控制模塊內包含有系統控制芯片、WiFi無線單元、路由單元、API接口單元以及支持ipv4、ipv6雙協議切換網絡連接單元；所述ZIGBEE無線模塊包含ZIGBEE控制芯片及數據收發單元，所述嵌入式智能家庭網關通過控制模塊來控制外接傳感器采集室溫、煤氣含量、煙火報警信號并傳遞給通訊終端；同時通訊終端下發控制指令控制外部受控設備的動作。本網關以支持OpenWrt嵌入式系統的開發板為核心，同時整合了支持ZIGBEE通信技術的ZIGBEE控制芯片，不僅滿足家庭遠程監控、家庭安防等個性化需求，還可以通過擴展ZIGBEE單元實現家庭內部無線網絡的建立，支持各種通信方式的傳感器設備，同時協議轉換效率高，抗干擾能力強。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域和嵌入式領域，其中涉及到一種基于物聯網的嵌入式智能家庭網關。

背景技術

隨著信息社會的發展，網絡和信息家電已經越來越多的出現在人們的生活之中，而這一切發展的最終目標都是給人類提供一個舒適、便捷、高效、安全的生活環境。如何建立一個高效率、低成本的智能家居系統已成為當今世界的一個熱點問題。目前，常規的物聯網網關，控制部分是由單片機來控制，隨著新功能的不斷增加和性能的不斷提升，單片機的控制處理能力需要大大增強，需要具有網絡功能的嵌入式操作系統來完成。

但是由于如下原因：1、常用的嵌入式Linux系統屬于開放的通用操作系統，運行在通用計算機架構體系，不可避免的會受到病毒和黑客的攻擊；2、系統兼容性低，移植性差、擴展性差。處理出現的問題周期長，系統維護開銷大；開發周期長，成本高；3、只能接入裝有無線ZIGBEE模塊的家用電器，由于通訊協議的不同而不能接入。因此，應用范圍受限，而且，兼容性差、成本高，由于通訊協議的不同而不能接入。因此，應用范圍受限，為此提供一種結構簡單合理，安全可靠的智能家居系統就成為該技術領域急需解決的技術難題。目前ZIGBEE是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZIGBEE技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。OpenWRT是一個嵌入式的Linux發行版，但是不同于其他許多用于路由器的發行版，它是一個從零開始編寫的、功能齊全的、高度模塊化、高度自動化、容易修改的路由器操作系統，擁有強大的網絡組件和擴展性，常常被用于工控設備、電話、小型機器人、智能家居、路由器以及VOIP設備中。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種結構簡單合理，安全可靠的家庭網關。

采取以下技術方案：一種基于物聯網的嵌入式智能家庭網關，所述嵌入式智能家庭網關包含集成ZIGBEE無線模塊和控制模塊的PCB板；其中控制模塊內包含有系統控制芯片、WiFi無線單元、路由單元、API接口單元以及支持ipv4、ipv6雙協議切換網絡連接單元；所述嵌入式智能家庭網關外接傳感器；所述嵌入式智能家庭網關外接傳感器；所述嵌入式智能家庭網關的系統控制芯片通過所述API接口單元接收通訊終端發送的第一控制指令，并傳輸給ZIGBEE無線模塊中的ZIGBEE控制芯片，ZIGBEE控制芯片接收所述第一控制指令并傳輸到數據收發單元，控制所述傳感器開始或停止采集室溫、煤氣含量、煙火報警信號；所述傳感器采集室溫、煤氣含量、煙火報警信號之后，傳遞到所述數據收發單元，并通過ZIGBEE控制芯片傳遞給系統控制芯片，系統控制芯片通過所述API接口單元將接收到的所述室溫、煤氣含量、煙火報警信號傳送至通訊終端，進行數據監控并采取相應的措施；

所述嵌入式智能家庭網關還通過所述WiFi無線單元外接外部受控設備，外部受控設備內置無線網卡和開關控制裝置，外部受控設備通過所述無線網卡連接到所述嵌入式智能家庭網關控制模塊的WiFi無線單元上，系統控制芯片通過所述API接口單元接收通訊終端發送的第二控制指令，通過WiFi無線單元將第二控制指令傳輸到外部受控設備，外部受控設備接收第二控制指令通過內置的開關控制裝置控制外部受控設備的動作。