一种低成本的物联网网关系统的制作方法

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种低成本的物联网网关系统。

背景技术：

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。

物联网网关，作为一个新的名词，在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色，它将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换．既可以实现广域互联．也可以实现局域互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。

现有的物联网网关系统中的网关通常只按照需求进行模块的选择，比如低功耗等，并没有一种按照嵌入式板级硬件的设计流程设计出的低成本的网关及其系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本的物联网网关系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低成本的物联网网关系统，包括网关、多个与网关连接的节点和一个与网关通过以太网连接的控制中心；

所述的网关包括型号为LPC3240的处理器、型号为CC2430的Zigbee模块、型号为DM9161的以太网PHY、TFT-LCD显示屏、EEPROM、NAND Flash和DDR SDRAM，所述的处理器通过UART接口与Zigbee模块连接、通过RMII接口与以太网PHY连接、通过I2C接口与EEPROM连接、通过EMC接口分别与NAND FLASH和DDR SDRAM连接、通过I/O接口与TFT-LCD显示屏连接，所述的Zigbee模块还通过RF接口外接射频天线，所述的以太网Phy与外部RJ45接口连接；

所述的节点包括数字传感器模块、型号为CC2430的主控制器，所述的数字传感器模块的输出端与主控制器连接，主控制器通过RF接口外接射频天线；

所述的节点通过数字传感器模块采集数据，并通过与主控制器连接的射频天线向网关发送数据；所述的网关通过Zigbee模块外接的射频天线接收到节点发送的数据并发送至处理器，处理器接收并处理后显示在TFT-LCD显示屏上，同时将数据通过以太网PHY和外部RJ45接口发送至控制中心。

进一步地，所述的数字传感器包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器、电磁传感器。

进一步地，所述的网关还包括型号为TPS5430的开关电源管理芯片和型号为MCP1117的稳压器，开关电源管理芯片将电源转换为+5V输出至稳压器，再经过稳压器输出+3.3V电压。

进一步地，所述的EEPROM为256kbit的EEPROM。

进一步地，所述的NAND Flash为1GB的NAND Flash；所述的DDR SDRAM为512Mb的DDR SDRAM。

进一步地，所述的网关还包括型号为USR-WIFI232-C的WiFi模块，所述的WiFi模块通过USB接口与处理器连接；WiFi模块还与智能终端连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用型号为LPC3240的处理器、型号为CC2430的Zigbee模块、型号为DM9161的以太网PHY、TFT-LCD显示屏及其外围电路实现网关，并采用数字传感器模块和型号为CC2430的主控制器实现网关下的节点，按照嵌入式板级硬件实现了基于嵌入式系统的物联网网关系统，实现了低成本的网关硬件及对应的整个系统。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为网关结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种低成本的物联网网关系统，包括网关、多个与网关连接的节点和一个与网关通过以太网连接的控制中心；

如图2所示，所述的网关包括型号为LPC3240的处理器、型号为CC2430的Zigbee模块、型号为DM9161的以太网PHY、TFT-LCD显示屏、EEPROM、NAND Flash和DDR SDRAM，所述的处理器通过UART接口与Zigbee模块连接、通过RMII接口与以太网PHY连接、通过I2C接口与EEPROM连接、通过EMC接口分别与NAND FLASH和DDR SDRAM连接、通过I/O接口与TFT-LCD显示屏连接，所述的Zigbee模块还通过RF接口外接射频天线，所述的以太网Phy与外部RJ45接口连接；

具体地，主控制器采用基于LPC3240的CPU。它拥有256kB片内静态RAM、以太网MAC等丰富的存储器及外设资源。Zigbee模块是由TI公司的CC2430作为主控芯片，通过UART实现与主控制器之间的数据通信。以太网模块采用以太网的物理层芯片DM9161，通过RMII与主控制器相连接，其50M时钟由处理器的MCO提供。TFT-LCD显示屏通过I/O 接口与ARM 相连，实现人机对话。

所述的节点包括数字传感器模块、型号为CC2430的主控制器，所述的数字传感器模块的输出端与主控制器连接，主控制器通过RF接口外接射频天线；

具体地，根据CC2430的特点，它是一款集Zigbee 协议栈、RF 射频模块以及增强型51核于一身的SOPC，可以满足对数字或模拟传感器模块收集的数据处理的任务。

本实用新型的具体实现方式如下：节点通过数字传感器模块采集数据，并通过与主控制器连接的射频天线向网关发送数据；所述的网关通过Zigbee模块外接的射频天线接收到节点发送的数据并发送至处理器，处理器接收并处理后显示在TFT-LCD显示屏上，同时将数据通过以太网PHY和外部RJ45接口发送至控制中心。

更优地，在本实施例中，所述的数字传感器包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器、电磁传感器。而采用何种传感器，是根据实际需求进行决定。

更优地，在本实施例中，所述的网关还包括型号为TPS5430的开关电源管理芯片和型号为MCP1117的稳压器，开关电源管理芯片将电源转换为+5V输出至稳压器，再经过稳压器输出+3.3V电压。

更优地，在本实施例中，所述的EEPROM为256kbit的EEPROM。更优地，在本实施例中，所述的NAND Flash为1GB的NAND Flash；所述的DDR SDRAM为512Mb的DDR SDRAM。

更优地，在本实施例中，所述的网关还包括型号为USR-WIFI232-C的WiFi模块，所述的WiFi模块通过USB接口与处理器连接；WiFi模块还与智能终端连接。具体地，此WiFi模块用于连接用户的智能终端，用户可以通过智能终端直接获取各个节点的数据，同时也可以通过智能终端设置该网关。

本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。