一种嵌入式无线网关的制作方法

本发明涉及物联网控制技术领域，特别涉及一种嵌入式无线网关。

背景技术：

随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信技术和网络技术的发展，智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。

家居网关是智能家居系统的核心部件，是整个家庭网络的核心，主要实现以太网接入、远程控制以及实现协议转换连接家庭内部异构网络的功能。家居网关可分为有线网关和无线网关，传统的有线网关采用综合布线，虽然其稳定性和抗干扰性方面性能较好，但是响应时间长，灵活性较低，且布线较繁琐。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种嵌入式无线网关，利用zigbee组成无线传感器网络，可以提供更大的灵活性和流动性，更符合家庭网络简洁性、灵活性、模块化、扩展性及独立性的通信特点。

(二)技术方案

一种嵌入式无线网关，包括微控制器模块、lcd显示模块、按键控制模块、无线通信模块和电源供电模块；所述按键控制模块输入所要查看的数据信息，所述微控制器模块通过所述无线通信模块与网络中的信息采集节点进行数据交互，所述lcd显示模块即时显示所要查看的数据信息，并且所述微控制器模块通过串口将数据信息上传至上位机。

进一步的，所述微控制器模块采用cypresspsoc3可编程混合信号微控制器开发板cy8ckit003。

进一步的，所述无线通信模块包括zigbee无线芯片、射频天线、连接器、jtag接头、第一和第二晶振、第一和第二电感、第一～第十三电容和第一电阻，其中所述zigbee无线芯片为40pincc2530。

进一步的，所述lcd显示模块为20pinlcd12864hz。

进一步的，所述电源供电模块包括电源稳压单元、电池和电流电压保护单元。

再进一步的，所述电池为锂电池或太阳能电池板。

(三)有益效果

本发明提供了一种嵌入式无线网关，以cypresspsoc3可编程混合信号微控制器开发板cy8ckit003为核心，采用新兴的zigbee通信技术，以满足家庭远程监控、家庭安防和家电控制的个性化需求，通过扩展zigbee单元实现家庭内部无线网络的建立，该网关可靠性和协议转换效率高，抗干扰能力强，系统功耗低，成本低廉，稳定性好，具有很好的可扩展性，非常适合在智能家居系统中应用。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种嵌入式无线网关的系统结构框图。

图2为本发明所涉及的一种嵌入式无线网关的无线通信模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。

如图1所示，一种嵌入式无线网关，包括微控制器模块、lcd显示模块、按键控制模块、无线通信模块和电源供电模块；按键控制模块输入所要查看的数据信息，微控制器模块通过无线通信模块与网络中的信息采集节点进行数据交互，lcd显示模块即时显示所要查看的数据信息，并且微控制器模块通过串口将数据信息上传至上位机。

微控制器模块采用cypresspsoc3可编程混合信号微控制器开发板cy8ckit003。cy8ckit003开发板是基于psoc3cy8c38系列可编程混合信号微控制器的开发系统，psoc3处理核心基于增强型8051单片机，最高可运行在67mhz时钟，内部flash容量最高可达64kb，包含最多8kb的sram以及最多2kb的eeprom。此外，psoc3还提供了具有24个通道，可传输32位数据高性能的dma模块，可以由cpu动态使能工作或通过内部连线由模块产生的中断触发。psoc3还具有脉宽调制(pwm)、spi、i2c和uart接口，以及can总线和full-speedusb接口等，一个可配置的12位delta-sigmaadc，采样率最高可达192ksps，一个8位8msps的idac或是1msps的vdac，一个触摸按键扫描模块。除此之外，还包含了内部晶振、内部复位电路、看门狗模块、低电压检测模块及休眠模块等必要系统功能。

zigbee作为一种新兴的无线通信技术，其低速率、低功耗、自配置和灵活的网络结构，非常适合于家庭内部组网。在智能家居系统中，采用zigbee无线通信技术将智能家电设备组成星型网络。星型网络是一个辐射状的结构，网络命令和数据都是通过协调器传输，终端设备之间也是通过协调器转发，终端设备不是通信的起点就是通信的终点。zigbee单元在家居网关中作为网络协调器，可以是通信的起点或终点，负责各zigbee终端设备的通信管理、动态组网与数据传输。zigbee终端设备包括家庭内部网络中的门磁开关、红外对射探测器、玻璃破碎探测器、火灾探测器以及烟感和燃气泄漏探测器等。

如图2所示，无线通信模块包括zigbee无线芯片u1、射频天线e1、连接器j1、jtag接头j2、晶振x1和x2、电感l1和l2、电容c1～c13和电阻r1，其中zigbee无线芯片u1为40pincc2530。cc2530是一种兼容ieee802.15.4的真正的片上系统，支持专有的802.15.4市场以及zigbee、zigbeepro和zigbeerf4ce标准。cc2530提供了101db的链路质量，优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性，以及一套广泛的外设集，包括2个usart、12位adc和21个通用gpio，以及更多可扩展功能口。除了通过优秀的rf性能、选择性和业界标准增强8051mcu内核，支持一般的低功耗无线通信，32/64/128kb的系统内可编程内存，8kbram，较宽的供电范围2.0～3.6v，具有捕获功能的32khz睡眠定时器，在供电模式1时仅24ma的流耗，4us就能唤醒系统，在睡眠定时器运行时仅1ua的流耗，在供电模式3时仅0.4ua的流耗，外部中断能唤醒系统。

lcd显示模块为20pinlcd12864hz，自带汉字字库，可显示汉字、字符及图形，使用方便。lcd12864hz采用3.3v电压供电，便于与微控制器的i/o口电平匹配。为简化电路，节约i/o口开支，lcd12864hz与微控制器的接口采用串行接口进行通信，sclk、sid和cs三引脚分别接至微控制器的三个i/o脚。

电源供电模块包括电池、电源稳压单元和电流电压保护单元，电池可为锂电池供电，系统的低功耗特性满足工作时间可以长达半年，也可以采用太阳能电池板供电，充分利用自然资源，体现节能环保意识。

本发明提供了一种嵌入式无线网关，以cypresspsoc3可编程混合信号微控制器开发板cy8ckit003为核心，采用新兴的zigbee通信技术，以满足家庭远程监控、家庭安防和家电控制的个性化需求，通过扩展zigbee单元实现家庭内部无线网络的建立，该网关可靠性和协议转换效率高，抗干扰能力强，系统功耗低，成本低廉，稳定性好，具有很好的可扩展性，非常适合在智能家居系统中应用。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。