专利名称：家庭网络终端的制作方法
技术领域：
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本实用新型属于电子产品领域。
技术背景
目前，国内有多款以家庭、办公场所等安防、报警处理、家电监 测等为主题的家庭智能化系统和小区智能化系统，每个系统都是一个 独立的子系统，如独立的家庭安防系统、独立的可视对讲系统、独立 的身体健康监测系统等，虽然这个子系统在各自的领域内己经得到了 广泛应用，但这些系统普遍存在着一些缺点，主要表现在以下几个方 面(1)各子系统各自独立运行，不能够相互联系，不能成为一个整
体系统运行。(2)各个系统大多采用RS-232、 RS-485等串行总线技 术，在安装过程中，需要大量布线，每安装一个系统就要再布一次线， 造成了大量的重复劳动，并给用户带来诸多不便。(3)现在宽带局域 网已经普及，各个独立的子系统不能接入局域网，不利于资源的整合。 (4)家庭内部各个监测设备多为有线连接，不利于安装、测试。(5) 不够人性化，现有系统都能够收到报警信息，但无法对报警进行及时 的处理并对现场进行摄录。(6)国内多款的检测身体健康指数的电子 产品只能将报警提示以短信方式通知家人，由家人来采取相应的救助 措施，无法保证病人得到及时、有效地救助。(7)现在的智能系统没
有视频语音聊天功能，对于进行视频通讯是很困难的。 发明内容
本实用新型的目的是在于设计一种将家居安防、身体健康指数监 测、购物、视频聊天等集于一体的家庭网络终端。
本家用新型在机壳面板上安装有液晶屏，在液晶屏上端安装有摄 像头和音箱，在液晶屏下端安装有亲情按键、服务按键、物业按键、 麦克风和紧急键，在面壳两端分别安装有USB接口、串行通讯接口、 网络接口、电源接口、 SD接口，并且还安装有无线接收装置；
其电路原理是-
a、 图像处理部分摄像头采集的数据经过R1、 R2、 R3、 R4分压 后通过USB总线进入CPU，经CPU压縮后图像数据通过LDATA总线发 送给U7，再通过U7的10和9引脚输出信号经过R12、 C12、 R14输 入到U8，最后U8通过J3接口输出到网络上；
b、 语音采集传输部分语音信号从J1进入系统，经R6、 C6和 R7、 C7转换后进入CPU,经CPU压縮后语音数据通过LDATA总线发送 给U7，再通过U7的10和9引脚输出信号经过R12、 C12、 R14输入 到U8，最后U8通过J3接口输出到网络上；
c、 无线收发模块无线高频信号通过天线J6进入系统，经过 C15、 L4进入U10，再经过L1、 L2、 L3整形滤波后变成U9， U9将转 换后的信号通过UART总线发送给CPU ， CPU将数据通过LDATA总线 发送给U7， U7收到的传感器数据从U7的10和9引脚输出，从10角 和9角输出的信号经过R12、 C12、 R14输入到U8， U8将增强后的信
号通过J3接口输出到网络上；
d、 网络传输部分对方语音和图像数据通过J3进入到系统，经
过U8处理后，再经过R13,R15，C13处理后进入U7，进入U7的数据 在EXTINT和CHIPSELECT的控制下将语音和图像数据通过LDATA总线 发送给CPU, CPU将图像数据通过VD总线并且在LCD—CTL的控制下发 送给D1， CPU将语音数据通过IIS总线在CLK的控制下送到U6，再 通过J2接口输出到音箱；
e、 无线收发部分无线高频信号通过天线J6进入系统，经过 C15、 L4进入U10，再经过L1、 L2、 L3传输给U9，通过UART总线发 送给CPU，在CPU接收到传感器数据后通过LDATA总线发送给U7，传 送过程由CHIPSELECT和EXTINT控制，再从U7的10和9引脚输出， 经R12， C12， R14输入到U8， U8将增强后的信号通过J3接口输出到网 络上；
f、 按键K1，K2，K3，K4是按键，当有键按下是，产生中断信号， 中断信号通过EXTINT总线传入CPU;
g、 USB接口 USB设备通过J5接入，信号经过R1、 R2、 R3、 R4 分压后数据通过USB总线进入CPU;
h、 SD接口 SD卡经J4接入，经上拉电阻RN1和RN2进入CPU;
i、 触摸屏触摸屏D1通过VD总线将触摸信息输入给CPU。 本实用新型基于家庭网络服务系统为家庭提供了全方位的服务，
将家庭生活中的安防、医疗救助、视频通讯、联系物业、家庭生活服 务、家政服务等等集合到一个系统中，与以往系统最大的不同是将人
的服务引入到系统中，具有人性化。提出了将购物、家政服务等第三 方服务引入系统中，解决人们生活中细琐的生活问题，体现了系统人 性化。
通过网络与服务系统进行通讯连接。充分利用现有的宽带网到户 资源，将现有的家居安防、身体健康检测、楼宇对讲、小区出入门禁 管理等功能集中到家庭网络控制器上，并增加网络视频语言聊天、信 息/广告发布、家庭生活服务等功能。
家庭网络终端通过网络与呼叫中心网络、PC机终端、3G网关服 务器等平台进行连接，通过人工座席工作人员的服务实现各种服务功 能。家庭外部的通讯采用TCP/IP协议簇进行网络通讯。在家庭内部 采用无线数字通讯方式来进行设备通讯和信息传递，从而降低工程安 装的难度，提高设备的利用率。本实用新型成本相对较低、稳定性高 并且便于工程施工，与现有小区局域网资源融合，极易推广使用，不 但适合小区范围内使用，还适于单个家庭的安装使用，经济实用。
将具有思维的人引入到冰冷的电子系统中，使我们的系统具有灵 活性和人性化，同时我们也是第一个提出将家庭安防、身体健康监测、 网络视频聊天、生活中的琐事(包括物流、饭店、超市、商场、家政 等等服务产业)放在一个系统中，通过我们设计的家庭网络终端，连 接呼叫中心网络、3G网关服务器、PC机终端，满足您对家居安防、 身体健康指数检测、与亲人视频聊天、家居生活的细琐要求。本系统 的家庭网络终端、PC机软件终端都具有界面简单，操作容易的特点， 特别合适家中的老人使用。
图1是本实用新型结构示意图2是本实用新型CPU核心及图像处理模块电路原理图3是本实用新型音频处理模块电路原理图4是本实用新型无线收发模块电路原理图5是本实用新型网络模块电路原理图6是本实用新型USB接口电路原理图7是本实用新型SD接口电路原理图8是本实用新型按键电路原理图。
具体实施方式
本实用新型在机壳面板1上安装有液晶屏13，在液晶屏13上端 安装有摄像头2和音箱3，在液晶屏13下端安装有亲情按键11、服 务按键IO、物业按键9、麦克风8和紧急键7，在面壳两端分别安装 有USB接口 14、串行通讯接口 12、网络接口 4、电源接口 5、 SD接 口6，并且还安装有无线接收装置6;
其电路原理是
a、图像处理部分当开启图像采集功能，USB摄像头(D2)采 集图像信号，信号的模拟到数字的转换工作由摄像头完成。从摄像头 输出的信号是数字信号，此时的图像由高低电平组成的二进制码流表 示。该信号经过R1、 R2、 R3、 R4分压后，变成CPU可以识别的到底 电平信号，即0由低电平表示1由高电平表示。分压后的图像数据以 串行的方式通过USB总线进入CPU。在CPU接收到完整的一幅图像的
信号后，对图像数据进行压縮；压縮结束CPU把压縮的图像数据以并
行的方式通过LDATA总线发送给U7，其传送过程由CHIPSELECT和 EXTINT控制。U7收到压縮的图像数据后开始进行转换，将接收到的 并行信号转换成串行信号并从U7的10和9引脚输出。从10角和9 角输出的是正弦波信号，该信号经过R12、 C12、 R14 (R12、 C12、 R14 起到滤波和防雷作用，信号形式保持不变)输入到U8， U8对信号进 行增强处理(U8的作用是增强信号和防雷的作用，其信号形式保持 不便)，将增强后的正弦信号通过J3接口输出到网络上。
b、 语音采集传输部分开启麦克风功能时，语音信号从J1进入 系统，此时的语音信号是模拟信号，电路中的R6、 C6和R7、 C7起到 对语音信号的耦合和放大作用。当语音信号通过C6和C7时，其电流 值增大，电压值在0-5V范围内。此时U6对2路语音信号进行模数转 换，将模拟信号转换成CPU可以识别的数字信号，转换结束在CLK的 控制下通过IIS总线传递到CPU。在CPU接收到完整的语音信号后， 将语音数据以并行的方式通过LDATA总线发送给U7，其传送过程由 CHIPSELECT和EXTINT控制。U7收到语音数据后开始进行转换，将接 收到的并行语音数据转换成串行语音数据并从U7的10和9引脚输 出。从10角和9角输出的正弦信号经过R12、 C12、 R14 (R12、 C12、 R14起到滤波和防雷作用，信号形式保持不变)输入到U8， U8对信 号进行增强处理(U8的作用是增强信号和防雷的作用，信号形式保 持不变)，将增强后的正弦信号通过J3接口输出到网络上。
c、 无线收发模块当开启传感器功能，无线高频信号通过天线
J6进入系统。该信号经过C15、 L4滤波后进入U10。 U10将无线信号 转换成模拟信号，经过Ll、 L2、 L3整形滤波后变成U9可识别的RF 信号，U9接收RF信号将其转换成CPU可识别的RS232协议的串行信 号。通过UART总线发送给CPU。在CPU接收到完整的传感器数据后， 将该数据以并行的方式通过LDATA总线发送给U7，其传送过程由 CHIPSELECT和EXTINT控制。U7收到传感器数据后开始进行转换，将 接收到的并行数据转换成串行数据并从U7的10和9引脚输出。从 10角和9角输出的正弦信号经过R12、 C12、 R14 (R12、 C12、 R14起 到滤波和防雷作用，信号形式保持不变)输入到U8， U8对信号进行 增强处理(U8的作用是增强信号和防雷的作用，信号形式保持不变)， 将增强后的正弦信号通过J3接口输出到网络上。
d、网络传输部分当对方通过网络向本地发送语音和图像数据 时，首先语音和图像数据通过J3进入到系统，此时的数据是正弦波 信号并且以串行的方式传送。该正弦信号经过U8处理后其信号强度 增大，再经过R13、 R15、 C13处理后(R13、 C13、 R15起到滤波和防 雷作用)进入U7，此时数据是以串行的顺序以正弦波的形式进入U7。 U7对接收到的信号进行转换，首先将正弦信号转换成高低电平信号， 然后将串行信号转换成并行，此时的信号已经变成CPU可以识别并且 可以在总线上传输的信号。在EXTINT和CHIPSELECT的控制下将语音 和图像数据通过LDATA总线发送给CPU。 CPU接收到完整的语音和图
像数据后，对数据进行区分。分别得到语音数据和图像数据两组数据。 CPU —方面将图像数据通过VD总线并且在LCD_CTL的控制下按照一
定的时序发送给Dl(显示屏)，此时完成了一幅图像的显示；另一方
面CPU将语音数据通过IIS总线在CLK的控制下送到U6， U6将语音信 号分成2部分，即左声道数据和右声道数据，同时U6对收到的语音 数据进行数模转换，即将数字信号转换成模拟信号分别从左声道引脚 和右声道引脚输出。R8、 RIO、 C9和R9、 Rll、 C8组成2个低通滤波 电路，其作用是将解调后的音频还原和抗干扰。从U6输出的信号模 拟信号经过低通滤波器后提高了音频质量，通过J2接口输出到音箱。
e、 无线收发部分无线高频信号通过天线J6进入系统，经过 C15、 L4进入U10，再经过L1、 L2、 L3传输给U9，通过UART总线发 送给CPU，在CPU接收到传感器数据后通过LDATA总线发送给U7，传 送过程由CHIPSELECT和EXTINT控制，再从U7的10和9引脚输出， 经R12、 C12、 R14输入到U8， U8将增强后的信号通过J3接口输出到 网络上；
f、 按键Kl、 K2、 K3、 K4是按键，当有键按下是，产生中断信 号，中断信号通过EXTINT总线传入CPU， CPU根据不同的中断进行相 应的操作。
g、 USB接口 当J5有USB设接入时(U盘，USB硬盘等USB设 备)，数据通过J5进入系统。该数据是数字信号，由高低电平组成的 二进制码流表示。该信号经过R1、 R2、 R3、 R4分压后，变成CPU可 以识别的高低电平信号，即0由低电压表示1由高电压表示。数据通 过USB总线进入CPU，由CPU进行相应处理。
h、 SD接口当J4接口有SD卡插入时，数据通过J4进入系统。
数据在上拉电阻RN1和RN2的作用下变成CPU可识别的电平信号(即 当流入的数据是O是，SDIO产生的是低电平，当流入的数据是l时， SDI0产生的3. 3V高电平，C14起到滤波作用，R20起到限流作用)， CPU根据SDIO总线上的高低电平判断数据是0还是1。 CPU接收完毕 后即对数据进行相应处理。
i、触摸屏触摸屏(Dl)通过VD总线将触摸信息输入给CPU， 当有人按触摸屏是，触摸屏产生坐标位置等相关数据，数据通过VD 总线在EXTINT的控制下传给CPU, CPU收到数据后作相应的处理。
图示说明
Ul是CPU ; U2 、 U3是容量为64M的SDRAM ， 通过 LDATA， LADDR, RAM_CTL和CPU连接，其中LDATA是数据总线，LADDR 是地址总线，RAM—CTL是控制总线；U4是FLASH,通过LDATA， FLASH_CTL 和CPU连接，其中LDATA是地址/数据/命令总线，FLASH—CTL是控制 总线；U5是稳压块，其作用是将5V电压降到3.3V， Cl、 C2、 C3、 C4 用于滤波；U5是稳压块，其作用是将5V电压降到3. 3V， Cl、 C2、 C3、 C4用于滤波;Dl是LCD显示屏/触摸屏(两者从硬件上被集成到一起)， 由5V电源供电，通过DV， LCD一CTL和CPU连接，DV是数据总线，LCD—CTL 是控制总线；D2是USB摄像头，由5V电源供电，通过USB总线和CPU 连接，电阻R1、 R2、 R3、 R4起分压作用。
U6是语音转换芯片，由3. 3V电源供电，通过IIS, CLK总线和CPU 连接，由3.3V电源供电；Jl是语音输入接口，连接麦克风。R5、 R6、 R7、 C5、 C6、 C7用于对从麦克风输入的语音信号进行耦合和放大；J2是语音输出接口，连接音箱。R8、 R9、 RIO、 Rll、 C8、 C9用于将 解调后的音频还原和抗干扰。
U7是网络接口芯片，由3. 3V电源供电，通过 LDATA， EXTINT, CHIPSELECT总线和CPU连接，其中LDATA是数据总线， EXTINT和CHIPSELECT是控制总线。XI是晶体振荡器，XI、 CIO、 Cll 组成震荡电路为U7提供时钟；U8是转换芯片，由3. 3V电源供电R12、 R13、 R14、 R15、 C12、 C13用于对信号整形，滤波和防雷，C14用于滤 波；J3是RJ45接口。
J4是SD卡借口，通过SDIO总线和CPU连接，由3. 3V电源供电， RN1，RN2是阻排起限流作用，C14用于滤波，R20用于限流；J5是USB 接口，通过USB总线和CPU连接，由5V电源供电，R16、 R17、 R18、 R19用于分压；Kl、 K2、 K3、 K4是按键，通过EXTINT总线和CPU连 接，R21、 R22、 R23、 R24起限流作用。
U9是单片机，通过UART总线和CPU连接，由3.3V电源供电； Yl是晶体振荡器，和C16、 C18 —起产生震荡电路为U9提供时钟； U10是ZigBee发射模块，L4、 C15、 C17起滤波作用，Ll、 L2、 L3用 于整形和增强信号强度。
权利要求1、一种家庭网络终端，其特征在于在机壳面板(1)上安装有液晶屏(13)，在液晶屏(13)上端安装有摄像头(2)和音箱(3)，在液晶屏(13)下端安装有亲情按键(11)、服务按键(10)、物业按键(9)、麦克风(8)和紧急键(7)，在面壳两端分别安装有USB接口(14)、串行通讯接口(12)、网络接口(4)、电源接口(5)、SD接口(6)，并且还安装有无线接收装置(6)；其电路原理是a、图像处理部分摄像头D2(2)采集的数据经过R1、R2、R3、R4分压后通过USB总线进入CPU，经CPU压缩后图像数据通过LDATA总线发送给U7，再通过U7的10和9引脚输出信号经过R12、C12、R14输入到U8，最后U8通过J3接口输出到网络上；b、语音采集传输部分语音信号从J1进入系统，经R6、C6和R7、C7转换后进入CPU，经CPU压缩后语音数据通过LDATA总线发送给U7，再通过U7的10和9引脚输出信号经过R12、C12、R14输入到U8，最后U8通过J3接口输出到网络上；c、无线收发模块无线高频信号通过天线J6进入系统，经过C15、L4进入U10，再经过L1、L2、L3整形滤波后变成U9，U9将转换后的信号通过UART总线发送给CPU，CPU将数据通过LDATA总线发送给U7，U7收到的传感器数据从U7的10和9引脚输出，从10角和9角输出的信号经过R12、C12、R14输入到U8，U8将增强后的信号通过J3接口输出到网络上；d、网络传输部分对方语音和图像数据通过J3进入到系统，经过U8处理后，再经过R13，R15，C13处理后进入U7，进入U7的数据在EXTINT和CHIPSELECT的控制下将语音和图像数据通过LDATA总线发送给CPU，CPU将图像数据通过VD总线并且在LCD_CTL的控制下发送给D1，CPU将语音数据通过IIS总线在CLK的控制下送到U6，再通过J2接口输出到音箱；e、无线收发部分无线高频信号通过天线J6进入系统，经过C15、L4进入U10，再经过L1、L2、L3传输给U9，通过UART总线发送给CPU，在CPU接收到传感器数据后通过LDATA总线发送给U7，传送过程由CHIPSELECT和EXTINT控制，再从U7的10和9引脚输出，经R12，C12，R14输入到U8，U8将增强后的信号通过J3接口输出到网络上；f、按键K1，K2，K3，K4是按键，当有键按下是，产生中断信号，中断信号通过EXTINT总线传入CPU；g、USB接口USB设备通过J5接入，信号经过R1、R2、R3、R4分压后数据通过USB总线进入CPU；h、SD接口SD卡经J4接入，经上拉电阻RN1和RN2进入CPU；i、触摸屏触摸屏D1通过VD总线将触摸信息输入给CPU。
专利摘要一种家庭网络终端，属于电子产品领域。本实用新型的目的是在于设计一种将家居安防、身体健康指数监测、购物、视频聊天等集于一体的家庭网络终端。本家用新型在机壳面板上安装有液晶屏，在液晶屏上端安装有摄像头和音箱，在液晶屏下端安装有亲情按键、服务按键、物业按键、麦克风和紧急键，在面壳两端分别安装有USB接口、串行通讯接口、网络接口、电源接口、SD接口，并且还安装有无线接收装置。本实用新型成本相对较低、稳定性高并且便于工程施工，与现有小区局域网资源融合，极易推广使用，不但适合小区范围内使用，还适于单个家庭的安装使用，经济实用。
文档编号H04L12/28GK201191850SQ20082007185
公开日2009年2月4日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者张少军 申请人:张少军