专利名称：一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及智能化的家庭网关领域，尤其涉及一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统和控制方法。
背景技术：
家庭网关组织(Residential Gateway Group)是一个在1995年建立的正式的工业论坛组织，它率先采用家庭网关来代表一个集中式智能接口，将家庭外部的接入网络和家庭内部网络联系起来。它对家庭网关的定义是一种简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元，可以从不同的外部网络接收通讯信号，通过家庭网络传递信号给某个智能设备。借助引入家庭网关的概念，希望能够为集成不同的外部网络和丰富新的应用提供一个有效的途径。家庭网关的主要功能有作为所有外部接入网连接到家庭内部，同时将家庭内部网络连接到外部的一种物理接口 ；使住宅用户可以获得各种家庭服务的平台，所述的各种家庭服务包括现有的服务和未来可能出现的服务。家庭网关的应用如景家庭网关的应用将会是大量的。其最大和最多的应用是在家庭内多个PC同时共享一个宽带网络接入。例如，家中的小孩可以接入Web来学习学校的课程，同时另外一个家庭成员可以同时进行网上购物。多个人可以同时进行网络操作，而不需要等待其他人完成操作。家庭网关的应用不仅仅是高速国际互联网(internet)的接入，未来的宽带接入进入家庭后，将会带来更多的服务内容，不仅是国际互联网(internet)的接入，还有混合视频和音频信息流的可视电话，以及其它交互形式的娱乐服务，如网络游戏等。家庭网关将执行智能化的路由算法，把这些信息流，比如数据分配给各种电话、智能电器、数字电视和音响等设备。例如，高级的家庭网关可以使用呼叫者ID信息来发送电话呼叫给家庭内某个电话，儿童的电话只能送到他们的房间，或晚上10点以后的电话呼叫只能送到远离卧室的地方，所述电话呼叫不包括紧急电话。上述技术如何应用到家庭内，存在着许多新的发展趋势。首先是高速宽带国际互联网(internet)接入进入家庭。其次，联网家庭的数目也将快速增长。家庭网络的发展趋势将因家庭内存在多个 PC,以及其他电气设备的使用而得以加速。家庭网关可以使家庭消费者使用几乎所有主要的应用，比如远程通讯、国际互联网(internet)接入、远程教育、远程医疗、可视电话和家电管理。日常用的手机通过家庭网关控制空调、灯光、窗帘等。但是，当今的家庭网关的传输协议比较单一，一般用的是国际互联网(internet)， 限制了智能化家庭网关的应用范围，所以开发一种多种协议的传输方式势在必行
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统和控制方法， 能够克服当今的家庭网关的传输协议比较单一缺点，加大了智能化家庭网关的应用范围。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，所述家庭智能网关的系统包括至少一种输入协议装置、至少一种输出协议模块、处理器、存储器、电源和I/o端口 ；所述输入协议装置通过GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令，采用DTMF和GPRS信号解析模块进行解析，将解析后的指令发送到所述家庭智能网关的系统；所述处理器用于处理来自于所述解析模块解析后的计算机语言指令，然后分配任务指令去驱动所述输出协议模块；所述输出协议模块由所述处理器分配的任务指令驱动；所述存储器用于存储来自于所述输入协议装置、所述I/O端口采集来的信息和所述处理器临时信息；所述电源根据所述处理器、所述存储器、所述接在I/O端口的I/O设备、所述输入协议装置和所述输出协议模块对电源的需求进行调整配置；所述I/O端口用于连接外部输入和输出设备。优选的，所述输出协议为Zigbee无线通信协议、433无线通信协议、315无线通信协议、IR通信协议、互联网络接口协议或WIFT通信协议；所述输入协议为GSM无线通信协议、CDMA无线通信协议或3G无线通信协议。优选的，所述处理器采用的是IMX27 533MHZ芯片或S5PC210芯片；所述的存储器采用的是具有DDR特性的flash芯片。优选的，所述I/O端口接有显示设备，所述显示设备为液晶显示或CRT显示。优选的，所述I/O端口进一步还接有任意组合HDMI接口，用于接高清晰数字设备；MIC接口，用于声音信息的收听；SPK接口，用于连接音箱设备；SD卡插槽，用于放置SD卡的卡槽；Mini PCI 插槽，用于放置 Mini PCI 卡；USB接口，用于连接USB外接设备；SM插槽，用于放置SM卡的卡槽；TF卡插槽，用以放置外部TF卡的卡槽。优选的，所述电源是通过电源接口电路配置电源电压的，所述电源进一步包括内置电源和通过电源接口的外接电源。一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，所述方法包括根据用户需求GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令；将来自于所述GSM、CDMA或3G无线通信模块的用户指令通过输入协议装置中的 DTMF, GPRS和短信信号解析模块翻译成计算机语言，然后将译成计算机语言的用户指令传送给处理器执行；所述处理器接收指令后，根据运行系统，驱动具有输出协议的无线通讯工作模块执行用户指令，然后所述处理器执行指令根据处理器分配的任务去执行驱动ZiGbee无线通信模块、WIFI无线通信模块、433无线通信模块、315无线通信模块、IR无线通信模块或互联网接口通信模块，进而控制相应的设备。优选的，所述用户指令可采用以下三种方式任意之一种，其一用户用手机拨打内置的GSM、CDMA或3G SIM卡号码，输入正确的用户名及密码，然后根据提示发送相应的操作指令；其二用户可以通过客户端软件，在手机上输入正确的用户名及密码，通过点击相应设备的图标发送指令；其三用户可以登录互联网，在电脑端输入正确的用户名和密码，通过点击相应的设备图标发送指令。优选的，所述工作模块包括命令及状态处理系统模块用于处理器处理基础工具系统模块、通信处理系统模块、数据库管理系统模块及接入系统子模块之间的通信指令、状态指令之间的信息，完成整个用户控制；基础工具系统模块用于主控机的GUI界面操作模块；通讯处理系统模块通信系统包括GSM、CDMA或3G通信模块，接入子系统中的 GSM、CDMA或3G无线通信模块，用于保证节点通信模块指令的传输，远程人机界面指令的传输，及主控机返回给各个节点的指令传输，以及主控机返回给操作用户的指令传输；数据库管理系统模块用于所述基础工具系统模块、所述命令及状态处理系统模块和通讯处理系统模块对数据库的调用，包括命令数据库、用户数据信息、网络及节点信息、升级信息、硬件信息、红外数据库、情景模式信息。优选的，所述命令及状态处理系统进一步包括接入子系统用于需要调用的模块接口及协议的节点传输；所述基础工具系统模块进一步包括系统管理注册用户、注销用户、修改密码、时间设置、系统关闭、电话报警、触电校准、恢复出厂；设备管理添加设备、删除设备、确认设备；房屋管理楼层管理、房间管理、户型管理；模式管理回家模式、离家模式、影音模式、用餐模式、撤防/布防；所述房间管理包括门锁控制、灯光控制、窗帘控制和空调控制。本发明克服了当今的家庭网关的传输协议比较单一缺点，加大了智能化家庭网关的应用范围。
图I是本发明的系统结构示意图；图2是本发明的输入协议装置结构示意图；图3是本发明的输出协议模块结构示意图；图4是本发明的I/O接口类型示意图；图5是本发明的方法流程图；图6是本发明的运行系统结构示意图。
具体实施例方式
6
下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。图I是本发明的系统结构示意图，如图I所示，一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，所述家庭智能网关的系统包括至少一种输入协议装置102、至少一种输出协议模块106、处理器101、存储器104、电源105和I/O端口 103 ；图2是本发明的输入协议装置结构示意图，如图2所示，所述输入协议装置102 通过GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令，采用DTMF和GPRS信号解析模块进行解析，将解析后的指令发送到所述家庭智能网关的系统；所述输入协议为GSM 无线通信协议、CDMA无线通信协议或3G无线通信协议。所述处理器101 :用于处理来自于所述解析模块解析后的计算机语言指令，然后分配任务指令去驱动所述输出协议模块；所述处理器采用的是MX27533MHZ芯片或 S5PC210 芯片。图3是本发明的输出协议模块结构示意图，如图3所示，所述输出协议模块106 由所述处理器分配的任务指令驱动；所述输出协议为Zigbee无线通信协议、433无线通信协议、315无线通信协议、IR通信协议、互联网络接口协议或WIFT通信协议输入协议装置。所述存储器104 :用于存储来自于所述输入协议装置102、所述I/O端口 103采集来的信息和所述处理器101的临时信息；所述的存储器采用的是具有DDR特性的flash芯片，支持外部TF存储卡，例如存储器内存为256M。所述电源105 :根据所述处理器101、所述存储器104、所述接在I/O端口 103的I/ O设备、所述输入协议装置102和所述输出协议模块106对电源的需求进行调整配置；所述电源是通过电源接口电路配置电源电压的，所述电源进一步包括内置电源和通过电源接口的外接电源，例如所述内置电源采用的是尺寸为长226_、宽135_和高16_，重量为520g， 电池容量为2800mA，外接电源输出电流为2100mA，输出电压为5V。图4是本发明的I/O接口类型示意图，如图4所示，所述I/O端口 用于连接外部输入和输出设备。所述I/o端口接有显示设备，所述显示设备为液晶显示或CRT显示，例如显示屏为7寸触摸屏，分辨率为WXGA，为800x480，材质为TFT电阻屏。所述I/O端口进一步还接有任意组合HDMI接口，用于接高清晰数字设备；
MIC接口，用于声音信息的收听；
SPK接口，用于连接音箱设备；
SD卡插槽，用于放置SD卡的卡槽；
Mini PCI插槽，用于放置Mini PCI卡；
USB接口，用于连接USB外接设备；
SM插槽，用于放置SM卡的卡槽；
TF卡插槽，用以放置外部TF卡的卡槽；
当室外操作时，图5是本发明的方法流程图，如图5所示，一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，所述方法包括
根据用户需求GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令；所述用
户指令采用三种方式的任意一种，其一用户用手机拨打内置的GSM、CDMA和3G SIM卡号码， 输入正确的用户名及密码，然后根据提示发送相应的操作指令；其二用户可以通过客户端软件，在手机上输入正确的用户名及密码，通过点击相应设备的图标发送指令；其三用户可以登录互联网，在电脑端输入正确的用户名和密码，通过点击相应的设备图标发送指令。将来自于所述GSM、CDMA或3G无线通信模块的用户指令通过输入协议装置中的 DTMF, GPRS和短信信号解析模块翻译成计算机语言，然后将译成计算机语言的用户指令传送给处理器执行；所述处理器接收指令后，根据运行系统，驱动具有输出协议的无线通讯工作模块执行用户指令，然后所述处理器执行指令根据处理器分配的任务去执行驱动ZiGbee无线通信模块、WIFI无线通信模块、433无线通信模块、315无线通信模块、IR无线通信模块或互联网接口通信模块，进而控制相应的设备。图6是本发明的工作模块结构示意图，如图6所示，所述工作模块包括命令及状态处理系统模块用于处理器处理基础工具系统模块、通信处理系统模块、数据库管理系统模块及接入系统子模块之间的通信指令、状态指令之间的信息，完成整个用户控制；基础工具系统模块用于主控机的GUI界面操作模块；所述GUI界面操作模块设计主要考虑a，显示的多态性除了满足主控机本身的显示也必须满足远程的显示，及手机甚至远端IPAD或PC等多种显示方式。b,界面的动态性当ZIGBEE网络或节点的增删时，界面可相应自动显示,无需人为干扰，只是需要给出用户提示信息，更新相应的数据库。C，界面的多样性能够满足不同行业及用户对界面的不同需求。d，生成的智能性如果每次界面的更新都需要重新编程的话，能根据解释器及模板自动生成。通讯处理系统模块通信系统包括GSM、CDMA或3G通信模块，接入子系统中的 GSM、CDMA或3G无线通信模块，用于保证节点通信模块指令的传输，远程人机界面指令的传输，及主控机返回给各个节点的指令传输，以及主控机返回给操作用户的指令传输；数据库管理系统模块用于所述基础工具系统模块、所述命令及状态处理系统模块和通讯处理系统模块对数据库的调用，包括命令数据库、用户数据信息、网络及节点信息、升级信息、硬件信息、红外数据库、情景模式信息；所述命令及状态处理系统进一步包括接入子系统用于需要调用的模块接口及协议的节点传输；所述基础工具系统模块进一步包括系统管理注册用户、注销用户、修改密码、时间设置、系统关闭、电话报警、触电校准、恢复出厂；设备管理添加设备、删除设备、确认设备；房屋管理楼层管理、房间管理、户型管理；模式管理回家模式、离家模式、影音模式、用餐模式、撤防/布防；所述房间管理包括门锁控制、灯光控制、窗帘控制和空调控制。当室内操作时，用户通过触摸屏点击相应的设备图标，进行指令操作。并将指令传送给处理器进行处理。处理器接收到执行指令后，根据上述所述工作模块，并且驱动相应的工作模块去执行用户指令，并将指令传输到相应的内部输出无线通信模块。ZiGbee/WIFI/433/315/网络接口通信模块接收到处理器指令后，根据处理器分配的任务去驱动节点模块，完成相应的功能操作。本发明克服了当今的家庭网关的传输协议比较单一缺点，加大了智能化家庭网关的应用范围。上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于，所述家庭智能网关的系统包括至少一种输入协议装置、至少一种输出协议模块、处理器、存储器、电源和I/O端口 ；所述输入协议装置通过GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令，采用DTMF和GPRS信号解析模块进行解析，将解析后的指令发送到所述处理器执行；所述处理器用于处理来自于所述解析模块解析后的计算机语言指令，然后分配任务指令去驱动所述输出协议模块；所述输出协议模块由所述处理器分配的任务指令驱动，进而控制相应的设备；所述存储器用于存储来自于所述输入协议装置、所述I/O端口采集来的信息和所述处理器临时信息；所述电源根据所述处理器、所述存储器、所述I/o端口的I/O设备、所述输入协议装置和所述输出协议模块对电源的需求进行调整配置；所述I/o端口 用于连接外部输入和输出设备。
2.根据权利要求I所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于， 所述输出协议模块的输出协议采用的是Zigbee无线通信协议、433无线通信协议、315无线通信协议、IR通信协议、互联网络接口协议或WIFT通信协议；所述输入协议装置的输入协议采用的是GSM无线通信协议、CDMA无线通信协议或3G无线通信协议。
3.根据权利要求I所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于， 所述处理器采用的是頂X27 533MHZ芯片或S5PC210芯片；所述的存储器采用的是具有DDR 特性的flash芯片。
4.根据权利要求I或4所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于，所述I/O端口接有显示设备,所述显示设备为液晶显示或CRT显示。
5.根据权利要求I或4所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于，所述I/o端口进一步还接有任意组合HDMI接口，用于接高清晰数字设备；MIC接口，用于声音信息的收听；SPK接口，用于连接音箱设备；SD卡插槽，用于放置SD卡的卡槽；Mini PCI插槽，用于放置Mini PCI卡；USB接口，用于连接USB外接设备；SIM插槽，用于放置SM卡的卡槽；TF卡插槽，用以放置外部TF卡的卡槽。
6.根据权利要求I或4所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于，所述电源是通过电源接口电路配置电源电压的，所述电源进一步包括内置电源和通过电源接口的外接电源。
7.一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，其特征在于，所述方法包括根据用户需求从GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令；将来自于所述GSM、CDMA或3G无线通信模块的用户指令通过输入协议装置中的DTMF、 GPRS和短信信号解析模块翻译成计算机语言，然后将译成计算机语言的用户指令传送给处理器执行；所述处理器接收指令后，根据运行系统，驱动具有输出协议的无线通讯工作模块执行用户指令，然后所述处理器执行指令根据处理器分配的任务去执行驱动ZiGbee无线通信模块、WIFI无线通信模块、433无线通信模块、315无线通信模块、IR无线通信模块或互联网接口通信模块，进而控制相应的设备。
8.根据权利要求7所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，其特征在于，所述用户指令可采用以下三种方式任意之一种，其一用户用手机拨打内置的GSM、 CDMA或3G SIM卡号码，输入正确的用户名及密码，然后根据提示发送相应的操作指令；其二用户可以通过客户端软件，在手机上输入正确的用户名及密码，通过点击相应设备的图标发送指令；其三用户可以登录互联网，在电脑端输入正确的用户名和密码，通过点击相应的设备图标发送指令。
9.根据权利要求7所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，其特征在于，所述运行系统包括命令及状态处理系统模块用于处理器处理基础工具系统模块、通信处理系统模块、数据库管理系统模块及接入系统子模块之间的通信指令、状态指令之间的信息，完成整个用户控制；基础工具系统模块用于主控机的GUI界面操作模块；通讯处理系统模块通信系统包括GSM、CDMA或3G通信模块，接入子系统中的GSM、 CDMA或3G无线通信模块，用于保证节点通信模块指令的传输，远程人机界面指令的传输， 及主控机返回给各个节点的指令传输，以及主控机返回给操作用户的指令传输；数据库管理系统模块用于所述基础工具系统模块、所述命令及状态处理系统模块和通讯处理系统模块对数据库的调用，包括命令数据库、用户数据信息、网络及节点信息、升级信息、硬件信息、红外数据库、情景模式信息。
10.根据权利要求7或9所述的一种基于多种无线协议的家庭智能网关的控制方法，其特征在于，所述命令及状态处理系统进一步包括接入子系统用于需要调用的模块接口及协议的节点传输；所述基础工具系统模块进一步包括系统管理注册用户、注销用户、修改密码、时间设置、系统关闭、电话报警、触电校准、 恢复出厂；设备管理添加设备、删除设备、确认设备；房屋管理楼层管理、房间管理、户型管理；模式管理回家模式、离家模式、影音模式、用餐模式、撤防/布防；所述房间管理包括门锁控制、灯光控制、窗帘控制和空调控制。
全文摘要
本发明公开了一种基于多种无线协议的家庭智能网关系统，其特征在于，所述家庭智能网关的系统包括至少一种输入协议装置、至少一种输出协议模块、处理器、存储器、电源和I/O端口；所述输入协议装置通过GSM、CDMA或3G无线通信模块接收来自于用户的用户指令，采用DTMF和GPRS信号解析模块进行解析，将解析后的指令发送到所述处理器执行；所述处理器用于处理来自于所述解析模块解析后的计算机语言指令，然后分配任务指令去驱动所述输出协议模块；所述输出协议模块由所述处理器分配的任务指令驱动，进而控制相应的设备；本发明克服了当今的家庭网关的传输协议比较单一缺点，加大了智能化家庭网关的应用范围。
文档编号H04L12/66GK102594636SQ201210039779
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者刘国栋, 管竹林 申请人:无锡聚联智能电子科技有限公司