本实用新型实施例涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种智能网关。
背景技术：
随着计算机网络及电子技术的发展，数字家庭的理念已经逐渐投入到实际应用中，而智能家居是其中投入应用最早的技术领域之一。智能网关作为智能家居系统内位于网络化信息设备与智能宽带接入网之间的智能化设备，是智能家居中常用的协议转换设备之一，通常具备智能家居控制枢纽及无线路由两大功能。
现有的智能网关通常包括充电接口和网络接口，并通过充电接口连接电源适配器进行充电，通过网络接口进行数据传输。发明人在实现本实用新型的过程中发现：智能网关往往与电源适配器一对一设置，其使用寿命收到电源适配器使用寿命的限制，且在其使用过程中，需要在智能家居系统中设置与智能网关适配器相匹配的电源接口，增加了智能家居系统中布线的复杂程度。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种智能网关，以解决现有技术中的智能网关使用寿命受到电源适配器的限制，智能家居布线较复杂技术问题。
本实用新型提供了一种智能网关，包括：网络接口10、协议芯片20、变压器30和处理器40，其中，
所述网络接口10的第一输入端与供电设备11用于输出检测信号的第一输出端相连，所述网络接口10用于输出所述检测信号的第一输出端与所述协议芯片20的第一输入端相连；
所述协议芯片20用于输出根据供电协议将所述检测信号转换得到的供电响应信号的第一输出端与所述网络接口10的第二输入端相连，所述网络接口10 用于输出所述供电响应信号的第二输出端与所述供电设备11的输入端相连；
所述网络接口10的第三输入端与所述供电设备11用于当如果所述供电响应信号在供电阈值范围内时输出供电信号的第二输出端相连，所述网络接口10 用于输出所述供电信号的第三输出端与所述协议芯片20的第二输入端相连；
所述协议芯片20用于输出根据供电协议将所述供电信号转换得到的第一电压信号的第二输出端与所述变压器30的输入端相连，所述变压器30用于输出将所述第一电压信号降压后的第二电压信号的输出端与所述处理器40的电源端相连。
本实用新型实施例提供的智能网关，将网络接口的第一输入端与供电设备的输出端相连，将网络接口的第一输出端与协议芯片的输入端相连，将协议芯片的输出端与变压器的输入端相连，将变压器的输出端与处理器的第一端相连，将处理器的第二端接地；通过网络接口将供电设备输入的检测信号发送给协议芯，将协议芯片生成的响应信号转发给供电设备，并将供电设备的供电电压转发给协议芯片，通过协议芯片根据所接收到的检测信号生成响应信号，将响应信号发送给网络接口，并通过协议芯片与变压器共同将接收到的供电电压转换为处理器的工作电压，从而为处理器进行供电。本实用新型实施例通过采用上述技术方案，通过网络接口为智能网关进行供电，可以减少智能家居系统中布线的复杂程度，提高智能网关供电的稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1A为本实用新型实施例一提供的第一种智能网关的结构示意图；
图1B为本实用新型实施例一提供的第二种智能网关的结构示意图；
图1C为本实用新型实施例一提供的第三种智能网关的结构示意图；
图2A为本实用新型实施例二提供的一种智能网关的结构示意图；
图2B为本实用新型实施例二提供的另一种智能网关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
实施例一
本实用新型实施例提供一种智能网关。图1A是本实用新型实施例一提供的智能网关的结构示意图。如图1A所示，该智能网关包括：网络接口10、协议芯片20、变压器30和处理器40，其中，
所述网络接口10的第一输入端与供电设备11用于输出检测信号的第一输出端相连，所述网络接口10用于输出所述检测信号的第一输出端与所述协议芯片20的第一输入端相连；
所述协议芯片20用于输出根据供电协议将所述检测信号转换得到的供电响应信号的第一输出端与所述网络接口10的第二输入端相连，所述网络接口10 用于输出所述供电响应信号的第二输出端与所述供电设备11的输入端相连；
所述网络接口10的第三输入端与所述供电设备11用于当如果所述供电响应信号在供电阈值范围内时输出供电信号的第二输出端相连，所述网络接口10 用于输出所述供电信号的第三输出端与所述协议芯片20的第二输入端相连；
所述协议芯片20用于输出根据供电协议将所述供电信号转换得到的第一电压信号的第二输出端与所述变压器30的输入端相连，所述变压器30用于输出将所述第一电压信号降压后的第二电压信号的输出端与所述处理器40的电源端相连。
本实施例中，网络接口10可以通过网线与有源以太网(Power Over Ethernet，POE)交换机或其他POE供电设备相连接，从而接收来自POE交换机或其他供电设备提供的电压；网络接口10、协议芯片20、变压器30和处理器 40的型号可根据需要进行选择，例如，网络接口10可以为100M标准POE网络接口RJ45；协议芯片20的型号可以为MCZ34670；处理器40可以为中央处理器、微处理器或单片机等，此处不作限制，优选的，所述处理器40为单片机，从而在保证智能网关性能的前提下，降低智能网关的复杂程度与成本。其中，协议芯片20的输入电压可以与供电设备11的输出电压相同，协议芯片20输入电压的范围可以为44V～57V，其具体数值可以根据实际需要进行确定，考虑到各电压值的适用范围，优选的，所述协议芯片20的输入电压为48V；变压器30的输出电压可以根据处理器40的工作电压进行确定，可选的，所述变压器30的输出电压为3.3V，以下以协议芯片20的输入电压为48V、变压器30的输出电压为3.3V为例。
示例性的，供电设备11为处理器40供电的过程可以为：供电设备11生成检测信号并将所生成的检测信号发送到网络接口10；网络接口10将供电设备 11发送的检测信号转发给协议芯片20；协议芯片20根据接收到的检测信号生成响应信号，并将该响应信号通过网络接口10发送给供电设备11；供电设备 11接收协议芯片20转发的响应信号并根据该响应信号判断协议芯片20对应的用电设备是否符合供电标准，若是，则通过网络接口10为协议芯片20提供供电电压，否则，则返回上述生成检测信号的操作；当协议芯片20对应的用电设备符合供电标准时时，协议芯片20接收网络接口10转发的供电电压，并与变压器30共同将该供电电压转换为处理器40的工作电压或额定电压，从而为处理器40进行供电。其中，供电设备11生成的检测信号可以为探测电压，协议芯片20生成的响应信号可以为电压或电流信号等。此外，需要指出的是，供电设备11在通过网络接口10为协议芯片20提供供电电压之前，还可以生成分级电压并根据分级电压输入到协议芯片20之后的变化来对用电设备(处理器40) 进行分级以确定该用电设备对应的供电电压。
此时，举例而言，供电设备11可以首先将位于2.8V～10V之间的两个电压 (两电压的间隔可以大于或等于1V)通过网络接口10发送到协议芯片20，根据协议芯片20返回的电压或电流确定协议芯片20的输入特性，并判断该输入特性是否符合IEEE802.3af标准(如23.5kΩ＜ΔV/ΔI＜26.25kΩ、0.05μF ＜CPD(输入电容)＜0.12μF、LPD(输入电感)＜0.12μF、偏移电压小于1.9V 及偏移电流小于10μA等)，如果协议芯片20的输入特性符合IEEE802.3af标准，则可以进一步利用一个位于15.5V～20.5V之间的探测电压来检测处理器40 的功率级别；相应的，处理器40通过吸收一定的恒定电流来表明自身所需要的供电功率；供电设备11根据处理器40吸收的恒定电流的大小确定处理器40的功率级别，并提供与该功率级别对应的供电功率(或供电电压)到网络接口10，从而进一步经协议芯片20和变压器30进行电压转换后为处理器40进行供电。在供电过程中，供电设备11还可以通过DC断路检测法或AC断路检测法检测处理器40是否断开连接，并在处理器40断开连接时停止为处理器40供电。
图1B为本实施例提供的另外一种智能网关的结构示意图，本方案在上述方案的基础上进行优化，进一步地，如图1B所示，本实施例提供的智能网关还可以包括物理层芯片50，其中，所述网络接口10的第三输入端还用于与智能家居系统的数据传输端口12用于输出第一数据信息的输出端相连，所述网络接口10 用于输出与所述供电信号分离后的所述第一数据信息的第四输出端与所述物理层芯片50的输入端相连，所述物理层芯片50用于输出所述第一数据信息的输出端与所述处理器40的第一输入端相连；所述处理器40将响应所述第一数据信息的第二数据信息通过所述物理层芯片50与所述网络接口10发送给所述智能家居系统的数据传输端口12的输入端。
在此，物理层芯片50的型号可以根据需要进行确定，例如，物理层芯片50 的型号可以为LAN8720A。示例性的，网络接口10可以通过其内部的桥式整流电路将供电设备11发送的电信号与数据传输端口12发送的第一数据信息进行分离，将供电设备11发送的电信号发送到协议芯片20从而经过协议芯片20与变压器30进行电压转换后为处理器40进行供电；将分离后的第一数据信息通过物理层芯片50发送给处理器40以使处理器40对数据信息进行后续处理，并接收物理层芯片50所返回的处理器40的第二数据信息，将该第二数据信息发送给数据传输端口12。
在上述方案中，如图1C所示，所述变压器30可以包括电压控制器31和稳压器32，其中，所述电压控制器31的输入端与所述协议芯片20的第二输出端相连，所述电压控制器31用于输出将所述第一电压信号降压后得到的电压峰值为5V的中间电压信号的输出端与所述稳压器32的输入端相连，所述稳压器32 用于输出将所述中间电压信号降压后得到的电压值为3.3V的第二电压信号的输出端与所述处理器40的电源端相连。
其中，电压控制器31与稳压器32的类别与型号可以根据需要进行选择，此处不作限制。优选的，所述电压控制器31可以为热交换电压控制器，所述稳压器32可以为开关式稳压器。例如，电压控制器31可以为恩智浦(NXP)热交换电压控制器，稳压器32可以为德州仪器(TI)的开关式稳压器(TLV62130RGT)。
本实用新型实施例一提供的智能网关，通过网络接口将供电设备输入的检测信号发送给协议芯，将协议芯片生成的响应信号转发给供电设备，并将供电设备的供电电压转发给协议芯片，通过协议芯片根据所接收到的检测信号生成响应信号，将响应信号发送给网络接口，并通过协议芯片与变压器共同将接收到的供电电压转换为处理器的工作电压，从而为处理器进行供电。本实用新型实施例通过采用上述技术方案，通过网络接口为智能网关进行供电，可以减少智能家居系统中布线的复杂程度，提高智能网关供电的稳定性，提高用户的使用体验。
实施例二
图2A为本实施例提供的智能网关的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，本实施例所提供的智能网关还包括射频模块60，其中，
所述射频模块60的第一输入端与所述处理器40用于输出所述第一数据信息的输出端相连，所述射频模块60用于输出所述第一数据信息的第一输出端用于与智能家居系统中的智能设备13的输入端相连；
所述射频模块60的第二输入端用于与智能家居系统中的智能设备13用于输出响应所述第一数据信息的第二数据信息的输出端相连，所述射频模块60用于输出所述第二数据信息的第二输出端与所述处理器40的第二输入端相连。
在此，射频模块60所发送和接收的信号可以为频率范围位于300KHz～ 30GHz之间的电磁波信号，其具体频率可以根据需要进行设定；第一数据信息可以为处理器40所生成的智能设备13的控制信息，第二数据信息可以为智能设备13返回的其自身的工作状态或能耗状态等信息。
在上述方案中，如图2B所示，所述射频模块60包括数据发送单元61和数据接收单元62，其中，所述数据发送单元61的输入端与所述处理器40用于输出所述第一数据信息的输出端相连，所述数据发送单元61用于输出所述第一数据信息的输出端用于与智能家居系统中的智能设备13的输入端相连；所述数据接收单元62的输入端用于与智能家居系统中的智能设备13用于输出响应所述第一数据信息的第二数据信息的输出端相连，所述数据接收单元62用于输出所述第二数据信息的输出端与所述处理器40的第二输入端相连。
本实施例中，处理器40可以为Freescale单片机K60，其操作系统可以为 MQX实时操作系统。在智能网关上电后，处理器40可以通过以太网连接智能网关对应的云管理平台，获取智能家居系统中设备管理所需的相关信息，如设备ID号、设备数量、频点和/或场景等信息，并与需要管理的智能设备13监理通信连接。
示例性的，上电后，数据传输端口12可以通过广域网或局域网接收云管理平台转发的用户的控制指令(第一数据信息)并将该控制指令先后通过网络接口10和物理层芯片50发送到处理器40，处理器40接收物理层芯片50发送的第一数据信息并通过数据发送单元61对该第一数据信息进行广播，以将该第一数据信息发送给相应的智能设备13，其中，第一数据信息中可以包含其对应的智能设备13的ID号或其他可以表明其对应的智能设备身份的标识；处理器40 可以通过数据接收单元62接收智能设备13发送的第二数据信息(如智能设备 13的工作状态信息、智能设备13的电量信息或水量信息等)，并将该第二数据信息经由物理层芯片50和网络接口10发送给数据传输端口12，数据传输端口 12通过有线或无线的方式将该第二数据信息发送到云管理平台，从而使用户可以从云管理平台中获取智能设备13的相关信息。
本实用新型实施例二提供的智能网关，通过网络接口为处理器供电，通过射频模块广播处理器发送的第一数据信息并接收智能设备发送的第二数据信息，不但可以减少智能家居系统中布线的复杂程度，提高智能网关供电的稳定性；还可以提高处理器数据传输的稳定性，保证处理器可以及时快速地与智能设备之间进行数据传输，减少传输数据所耗费的时间，提高用户的使用体验。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。