基于机顶盒的多功能家庭物联网网关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于机顶盒的多功能家庭物联网网关装置。
【背景技术】
[0002]随着信息化技术的深入发展和人们对生活环境要求的不断提高，家庭中出现了各种各样的娱乐服务(有线电视、录像机)、通信服务(互联网)、家庭安防(防火、防盗)及生活电器(冰箱、洗衣机、微波炉、空调)等相关设备；也基于不同类型的网关，形成了娱乐网络、通信网络、安全网络及生活网络4个子网(图1)。
[0003]目前，从世界范围来看，家庭物联网应用仍然处于初级阶段，要实现高效益、规模化的发展，面临着很多挑战。当今，要制作一个物联网智能网关及系统，还应该解决物联网网关所面临的4个关键问题，分别叙述如下:
[0004]1、目前的家庭网关功能简单，难以统一高效管理家庭中的娱乐网络、通信网络、安全网络及生活网络4个子网。目前，由于现阶段的家庭网络中的4类子网分别处于孤岛状态，出现了设备冗余及难以管理状态；进一步造成了水、电、气的浪费；严重的时候还会造成漏气、漏电及火灾等严重的经济和生命损失。目前，急需一个物联网智能网关来取代现有的数字机顶盒、电信猫及智能家居网关，这将产生良好的经济和社会效益。
[0005]2、物联网节点缺乏自动注册管理。在网关收集节点数据及将其传送到数据服务中心之前，各个节点必须事先在网关及数据服务中心注册。注册信息包括节点的名字、生产商、类型、数据特征及位置等。目前物联网节点的注册大多是靠手工输入来完成的。人工注册只适合涉及少数节点的物联网应用。对于涉及大量节点的物联网应用，网关需要快速发现其所管理的节点并将其注册。目前还没有有效的算法及管理软件自动发现节点并将其注
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[0006]3、物联网网关缺乏统一标准接口来收集异构节点的数据。物联网网关有时需要收集来自不同技术标准(RFID、ZigBee、6LoWPAN、Bluetooth、WiF1、USB、RS-232、RS-485、802.3等)的物联网节点的数据，目前网关软件还没有足够的功能及标准接口收集来自这些异构节点的数据。
[0007]4、物联网网关缺乏高性能的数据传输管理。目前，物联网网关的广域接入涉及TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、GSM、GPRS、CDMA、WiF1、WiMax、802.3 等多种数据传输方式。如何高效管理这些数据传输方式，并保证一种传输失败时，可自动切换为另外一种数据传输方式，这仍是物联网网关软件所面临的一个难题。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种基于机顶盒的多功能家庭物联网网关装置。
[0009]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种基于机顶盒的多功能家庭物联网网关装置，包括嵌入式处理器模块及与该嵌入式处理器模块连接的智能家居控制模块、家电控制器模块、IPTV模块、音视频模块、通信模块和通用外部接口模块，所述家居控制器模块连接有用于控制家电开关的继电器模块和红外遥控模块，所述IPTV模块与所述通信模块及音视频模块相连接；还包括一与所述通信模块及音视频模块相连接的有线电视解调器模块和一与所述音视频模块连接的音视频输出接口模块。
[0010]在本实用新型实施例中，还包括与所述嵌入式处理器模块连接的存储器模块和触摸屏显示模块。
[0011]在本实用新型实施例中，所述智能家居控制模块连接有窗帘电机、门禁CCD、门磁窗磁、温湿度传感器、红外传感器、烟雾传感器和燃气传感器。
[0012]在本实用新型实施例中，所述继电器模块连接有取暖设备、冰箱、洗衣机、电灯、热水器和电磁炉；所述红外遥控模块连接有空调和电视机。
[0013]在本实用新型实施例中，所述通信模块连接有ADSL模块、3G/4G模块、WAN模块、LAN模块和WIFI模块；所述ADSL模块设置有一用于连接电话线的电话线接口，所述WAN模块设置有一用于连接网线的网线接口，所述WIFI模块采用802.1lbgn WIFI模块。
[0014]在本实用新型实施例中，所述通用外部接口模块设置有USB接口、SATA接口和UART 接口。
[0015]在本实用新型实施例中，所述有线电视解调器模块设置有电视信号输入接口。
[0016]在本实用新型实施例中，所述音视频输出接口模块设置有HDMI接口、Y/Pb/Pr接口、CVBS 接口 和 S/PDIF 接口。
[0017]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0018](I)家庭环境安全:安全是居民使用智能家居实时信息服务系统的第一需求，家庭安全服务包括家庭安全报警、门磁报警、燃气泄漏报警和火灾报警等；
[0019](2)门禁可视对讲:通过集成显示技术，智能家庭物联网网关可集成视频对讲功能，不需要另外设置室内分机实现可视对讲功能；
[0020](3)实施远程抄表:智能家庭物联网网关可集成物业管理模块来实现水、电、煤气表等的远程自动抄表功能，这不但可以解决抄表效率低的问题，也解决了家用抄表干扰正常家庭生活和不安全因素；
[0021](4)家电控制功能:用户可以根据自己的需求自由配置和添加家电控制节点；通过智能向导提示用户如何设置和使用家电控制功能。智能家庭物联网网关还可以通过无线/红外发射模块实现家电的集中管理和远程控制；
[0022](5)智能照明管理功能:通过智能家庭物联网网关及智能控制开关可实现照明设备的集中管理；智能网关可以根据户型布局的实际大小增加控制器的数量，从而解决无线距离传输有限的问题；用户可以打开定时控制程序，依照照明、窗帘预设的多种场景模式，自动实现温度控制、照明控制和报警控制；
[0023](6)远程控制功能:通过使用智能家庭物联网网关，拨打家中的电话或网络远程登录，可实现家庭电器设备的各种安全保护操作，实现家电、照明设备及窗帘的远程控制，也可以利用网络摄像头来实时监视家庭状态。
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型当前家庭信息孤岛网络图。
[0025]图2是本实用新型基于机顶盒的智能家庭物联网网关装置框图。
[0026]图3为本实用新型装置应用于家庭物联网的应用服务系统框图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0028]如图2所示，本实用新型的一种基于机顶盒的多功能家庭物联网网关装置，包括嵌入式处理器模块及与该嵌入式处理器模块连接的智能家居控制模块、家电控制器模块、IPTV模块、音视频模块、通信模块和通用外部接口模块，所述家居控制器模块连接有用于控制家电开关的继电器模块和红外遥控模块，所述IPTV模块与所述通信模块及音视频模块相连接；还包括一与所述通信模块及音视频模块相连接的有线电视解调器模块和一与所述音视频模块连接的音视频输出接口模块。还包括与所述嵌入式处理器模块连接的存储器模块、触摸屏显示模块以及时钟模块、电源及复位等外部模块。所述通用外部接口模块设置有USB接口、SATA接口和UART接口。所述有线电视解调器模块设置有电视信号输入接口 ；所述音视频输出接口模块设置有HDMI接口、Y/Pb/Pr接口、CVBS接口和S/TOIF接口。
[0029]进一步的，所述智能家居控制模块连接有窗帘电机、门禁(XD、门磁窗磁、温湿度传感器、红外传感器、烟雾传感器和燃气传感器；所述继电器模块连接有取暖设备、冰箱、洗衣机、电灯、热水器和电磁炉；所述红外遥控模块连接有空调和电视机。
[0030]进一步的，所述通信模块连接有ADSL模块、3G/4G模块、WAN模块、LAN模块和WIFI模块；所述ADSL模块设置有一用于连接电话线的电话线接口，所述WAN模块设置有一用于连接网线的网线接口，所述WIFI模块采用802.1lbgn WIFI模块。
[0031]为让一般技术人员更加了解本技术方案，以下具体讲述:
[0032]如图1所示，随着信息化技术的深入发展和人们对生活环境要求的不断提高，家庭中出现了娱乐网络、通信网络、安全网络及生活网络4个子网。为了将这个四个子网高效地整合起来，需要开发一个基于机顶盒的智能家庭物联网网关装置(图2)。
[0033]该实用新型所实现的基于机顶盒的智能家庭物联网网关装置框图如图2所示。图2表明，所制作的智能家庭物联网网关装置具有的主要硬件模块包括嵌入式处理器模块、有线电视解调器模块、音视频模块、音视频输出接口模块、IPTV模块、ADSL模块、通信模块、WAN模块、LAN模块、802.1lbgn WiFi模块、3G/4G通信模块、家电控制模块、通用外部接口模块和智能家居控制模块等，这些模块的功能分别介绍如下。
[0034]、嵌入式处理器模块是智能家庭物联网网关的心脏，它与存储器模块用来存储和运行软件系统，并对各个硬件模块进行控制。比如，CPU可以为700MHz博通出产的ARM架构BCM2835处理器，内存为512MB，操作系统可采用开源的Linux系统，比如Debian、Fedora，Arch Linux、XBMC或Android系统。该模块与存储器、触摸屏显示模块和通用外部接口模块相连，完成数据的交换及处理。通用外部接口模块包括USB、SATA (Serial ΑΤΑ)硬盘接口、和通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter:UART)接口。
[0035]、有线电视解调器模块处理来自有线电视电缆或光缆的数据、声音、及视频讯号，经过处理的信号被输送到音视频模块或通信模块做进一步的处理。
[0036]、音视频模块处理来自有线电视解调器模块及IPTV模块的数据，恢复原始视音频流，并传输到音视频输出接口模块。
[0037]、音视频输出接口模块，通过与其相连的复合电视广播信号(CompositeVideoBroadcast Signal:CVBS)接口、数字色差分量(Y/Pb/Pr)接口、数字音频接口(Sony/Philips Digital Interconnect Format