一种基于智能网关的数字家庭网络系统的设计的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种基于智能网关的数字家庭网络系统设计结构。该结构包括：(1)智能网关，以Linux操作系统为核心，管理、协调各周边模块。(2)数字电视、移动终端，PC机模块接口，ADSL电话接口模块，实现电话信号的数字化，与家庭网关相连。(3)无线环境模块，内置高频头，对高频电视信号进行处理，并通过多媒体编码器实时处理数字媒体流；(4)PLC电力线载波协议转换接口将外网对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端；(6)UWB无线通信通过网关连接外网或内网传送或者接收宽带网络数据和多媒体音视频流。本发明建立在物理模型的基础上，以家庭网关为中心，实现多业务、多终端相互便捷链接功能。本发明技术方案实现对网络系统结构设计，通过多业务及多端口与家庭智能网关互联方案，实现了对多种业务多种端口的支持，达到多种媒介之间互连及控制的目的。
【专利说明】一种基于智能网关的数字家庭网络系统的设计【技术领域】
[0001]本发明涉及数字家庭【技术领域】，具体涉及一种基于智能网关的数字家庭网络系统的设计方法。
【背景技术】
[0002]未来几年将是宽带网络发展和家庭网络普及的上升期，随着全球3C的融合趋势，数字家庭网络系统将是计算机、数字家电和移动信息终端通过有线或无线网络的无缝协作。
[0003]目前的数字家庭网络，除了PC和家庭网关/路由器以外，又出现了媒体适配器及媒体服务器，这类新设备将许多媒体处理任务从PC中分流出来，构成一种无中心网络结构，如何将家庭控制网、数字数据网和家庭A / V网这三个相互之间异构的网络共同构成家庭高速信息网，以实现网络接入、防盗报警、室内电器自动控制管理、门禁对讲、远程抄表、远程Web监控、视频点播等成为信息【技术领域】中的一个研究热点。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种基于智能网关的数字家庭网络系统架构设计方法，设计一个开放的软硬件平台和一个独立的网关内部转换协议模块，适应家庭网关的多业务、多种端口技术及数据传输的安全性。
[0005]为了实现发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]本发明提供了一种基于智能网关的数字家庭网络系统结构设计，与以往的智能网关不同的是，该发明是以PLC电力线载波技术和UWB无线通信技术为基础，开发基于智能网关的数字家庭网络系统，采用嵌入式家`庭网关将家庭数据通信网、家庭A / V网、家庭控制网有机的结合在一起，以标准C和JAVA作为开发平台，采用RC232434作为嵌入式系统核心CPU，应用嵌入式Linux操作系统作为软件开发平台，采用多SSID技术、VLAN技术和VPN技术实现智能路由，并提高QoS品质，通过家庭网关服务器将小区网络信号、射频数字电视信号、电话信号、音视频信号、家电控制信号同时纳入到家庭网络中，实现处理多种类型的接入网技术和多种类型的网络技术。
[0007](I)智能网关的多业务、多种端口技术
[0008]智能网关应使用户能连接家里尽可能多的设备。网络运营商可以给这些设备提供多种业务，控制从基础设施到终端设备等家庭网络中各种设备上的业务。因此在硬件上采用多端口设计方案，具有RJ45，PLC, WLAN和射频多种接口，这样可通过网关方便连接如电视机顶盒、网络游戏终端、IP电话终端等多种终端设备。在软件上采用实时多任务操作系统和模块化设计思想，支持模块的远程下载更新，以支持未来新兴业务的媒体设备，使得家庭网关成为服务提供商与用户之间最重要的接口。
[0009]( 2 )三网融合内部网络协议转换技术
[0010]家庭智能网关连接家庭数据通信网、家庭A/V网和家庭控制网，其在网络协议、传输码流、网络服务质量以及传输载体上都有较大差异，如何实现网络异构，保证数据传输的安全，应由家庭网关内部网络协议转换模块完成，并且通过SSID和VLAN技术实现公共热点与家庭内部网之间的网络隔离，提高用户数据的安全性。家庭网关的物理接口可支持UWB和PLC两种传输方式，为用户提供便捷的接入方式，移动媒体终端采用UWB传输技术，保证对带宽的需求。
[0011]上述技术方案可以看出，本发明具有以下优点:
[0012]I)为实现各种业务，各种端口提供一个开放的系统架构平台。
[0013]2)将网关对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1基于智能网关的数字家庭网络系统结构图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]根据图1详细阐述下一种基于智能网关的数字家庭网络系统架构设计框架图:
[0018](I)智能网关，以Linux操作系统为核心，管理、协调各周边模块。主要实现网络协议转换、智能路由、QoS动态配置、网络安全等功能；
[0019](2) ADSL电话接口模块，实现电话信号的数字化，并通过UWB进行传输，同时可将宽带ADSL信号解调后进行广域网服务端口和局域网网络服务器之间的转发规则映射；
[0020](3)数字电视、移动终端，PC机模块接口模块，实现各种信号的数字化,并进行广域网服务端口和局域网网络服务器之间的转发规则映射；
[0021](4)无线环境模块，内置高频头，对高频电视信号进行处理，具备选频、放大及变频功能，并通过多媒体编码器实时捕捉模拟数据流，编码转换为符合数字标准(如MPEG1)的数字媒体流；
[0022](5)PLC电力线载波协议转换接口模块，将外网对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端，此模块实现采用正交频分复用(OFDM)调制和前向纠错等核心算法;
[0023](6)UffB无线通信模块，将宽带网络数据和多媒体音视频流通过超宽频UWB传输，同时接收PC和媒体终端的流媒体，通过网关转发到外网或内网；
[0024]3)上述技术方案可以看出，本发明的方法用建立在物理模型的基础上，利用以Linux操作系统为核心智能网关模块实现对外多接口多业务的开放连接。本发明技术方案为各种业务，各种端口提供一个开放的系统架构平台，通过PLC模块将网关对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端。
[0025]4)以上对本发明实施例所提供的一种基于智能网关的数字家庭网络系统的设计进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种基于智能网关的数字家庭网络系统设计，其特征在于: 该系统包括以下步骤:I)为实现各种业务，各种端口提供一个开放的系统架构平台。2)将网关对家电控制信息通过电力线载波的方式传输给各家电终端。
2.根据权利要求1所述的基于智能网关的数字家庭网络系统设计方法，其特征在于: 所述方法步骤I)中多模块合理分配，以家庭网关为中心，与各设备及网络互连，实现对外部设备的智能通信机制，并将家电控制信号通过电力线载波的方式传输给各家电终端。
3.根据权利要求1所述的基于智能网关的数字家庭网络系统设计方法，其特征在于: 通过家庭网关服务器将小区网络信号、射频数字电视信号、电话信号、音视频信号、家电控制信号同时纳入到家庭网络中，实现处理多种类型的网络接入技术和多种类型的设备连接控制技术。
【文档编号】H04L12/28GK103634181SQ201310684828
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】刘海亮, 吕志普, 杨艾琳, 罗笑南, 苏航 申请人:中山大学深圳研究院