基于Arduino技术的智能光纤接入网关的制作方法_2

文档序号:9600731阅读:来源:国知局
缓冲保留SSRAM,可以存储1 K字节的MAC地址,全数字自适应调整和时序恢复,可实现基线漂移校正;
(13)本发明设置了WIFI Bee模块与Zigbee模块,令WIFI Bee模块与Zigbee形成并存电路,WIFI Bee内载TCP/IP协议栈,主机数据传输速率为464Kbps,38mA的超低功耗,且具有时间戳,自动休眠,自动启动模式的实时时钟;
(14)本发明具有低功耗接入模式,WIFI热点服务、ZIGBEE协调器服务、Arduino开源平台XBEE服务均可以自适应切换及关闭,且所有接入终请求采用中断方式接入,网关自动监测,当超过lOmin还没有终端请求服务时,该服务自动关闭,相应模块进入休眠低功耗状态,满足用户体验的同时达到节能的目的。
[0014]综上所述,本发明结构简单,能耗低,满足用户对智能家居的体验。
[0015]本发明适用于任意智能家居的智能电子设备。
【附图说明】
[0016]下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
[0017]图1为本发明实施例的原理框图;
图2为本发明实施例中Arduino控制器的电路原理图;
图3为本发明实施例中网络接口转换模块的电路原理图;
图4为本发明实施例中光电转换模块与光纤接口相连接的电路原理图;
图5为本发明实施例中WIFI路由模块的电路原理图;
图6为本发明实施例中WIFI bee模块的电路原理图;
图7为本发明实施例中ZIGBEE模块与无线射频放大模块相连接的电路原理图;
图8为本发明实施例中电源转化及充电模块的电路原理图。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]实施例基于Arduino技术的智能光纤接入网关
本实施例提供了一种基于Arduino技术的智能光纤接入网关,如图1所示,包括(1)Arduino控制器,作为控制中心,如图2所示本实施例采用现有技术中的ATmega64A芯片,该芯片具有14路数字输入/输出口、6路模拟输入、SPI接口、串行接口 TX/RX,以及一个16MHz晶体振荡器。
[0020](2)网络接口转换模块,用于将输入的网络信号转换为标准的一台协议和标准,,所述网络接口转换模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口。
[0021]本实施例中的网络接口转换模块如图3所示,包括W5100芯片,该芯片SPI接口(SCS、SCLK、MIS0、M0SI),接线方便,程序简单;支持硬件TCP/IP协议栈,支持TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4,ARP, PPPoE 等协议。内部集成 16KBYTE 收发缓存;W5100 硬件集成TCP/IP协议栈、MAC、PHY,减少了用户代码量、减轻了 CPU的压力。W5100可以通过SPI接口控制,只须要操作少量的寄存器即可,大量节约了开发时间,不同平台移植W5100的程序更加方便、简单。本实施例的具体连接如图3所示,利用W5100芯片的SCK管脚连接ATmega64A芯片的(SCK) PB1管脚,CSS管脚连接ATmega64A芯片的(SS) ΡΒ0管脚,M0SI管脚连接ATmega64A芯片的(M0SI)PB2管脚,MIS0管脚连接ATmega64A芯片的(MIS0)PB3管脚,而W5100芯片的外接晶振引脚通过外接的第二振荡器电路连接ATmega64A芯片的(0C2/0C1C) /PB7 管脚。
[0022](3)光电转换模块,用于将光信号转换成电信号,所述光电转换模块的信号输入端通过光纤接口接入服务商提供的光纤宽带接口,光电转换模块的信号输出端连接网络接口转换模块的信号输入端。
[0023]本实施例中光纤接口如图4所示,包括FDX1标准光纤接入口,以及由电阻R40至R60、电容器C40、C41、C49、C50、C53构成的转换滤波电路,所述FDX1标准管线接入口的输入端连接服务商提供的光纤宽带接口,输出端连接转换滤波电路的输入端,即图4中的第五十九电阻R58与第六十电阻R60相连的中间节点,而第五十八电阻R58与第五十九电阻R59相连的中间节点作为转换滤波电路的输出连接光电转换模块。
[0024]本实施例的光电转换模块如图4所示,包括IP113C芯片与24C01芯片,所述IP113C芯片将100BASE-FX光纤接入转换为10/100BASE-TX输出送至W5100芯片,具体连接如图4所示,将IP113C芯片的TXOP管脚、TXON管脚、RXOM管脚、RXIP管脚分别与W5100芯片的TXOP管脚、TXON管脚、RXIP管脚、RXIN管脚相连接;为提高光电转换速度,模块中专门设计了 4K位串行CMOS E2PR0M芯片24C01,芯片采用CMOS技术减少了器件功耗,24C01通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口与IP113C相连。而其第FXRDP管脚、FXRDM管脚、FXTDP管脚、FXTDM管脚、FXSD管脚分别连接转换滤波电路的输出端,即第五十八电阻R58与第五十九电阻R59相连的中间节点。而本实施例中的24C01芯片为4K位串行COMS E2PR0M,其通过SDA、SCL信号采用I2C总线接口将自身的SDA管脚、SCL管脚分别与IP113C芯片的SDA管脚、SCL管脚对应相连。
[0025](4) WIFI路由模块,用于提供无线路由器热点,所述WIFI路由模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的SPI接口,其信号输入端连接网络接口转换模块的信号输出端。
[0026]本实施例中的WIFI路由模块如图5所示,包括能够实现高度WLAN连接的WM-G-MR-9芯片,该芯片可以实现高速WLAN连接,采用直接序列扩频(DSSS)和0FDM数据调制技术,支持IEEE802.lib/ g的高达54Mbps的数据传输速率。支持接入速率自适应,并采用AES/CCMP和WEP、TKIP的安全机制,保证网络安全及服务质量(QoS),使用简单的天线设计理念,采用切换开关及带通滤波器避免CDMA,GSM,PCS和WCDMA信号间的相互串扰。
[0027]本实施例中WM-G-MR-9芯片通过自身的SPI接口分别连接Arduino控制器的SPI接口,以及W5100芯片的SPI接口,即如图5所示,通过自身的SD_CLK/SPI_CLK管脚、SD_D0/SPI_SCSn 管脚、SD_CMD/SPI_SDI 管脚、SD_DI/SPI_D0 管脚分别对应连接 ATmega64A 芯片的(SCK)PBl管脚、(SS)PBO管脚、(M0SI)PB2管脚、(MIS0)PB3管脚,由于W5100芯片的管脚也与ATmega64A芯片的上述四个管脚相连,因此本实施例的WM-G-MR-9芯片实现了与W5100芯片的相连。
[0028](5)ffIFI bee模块,用于将WIFI信号转换为高速ZIGBEE信号,实现本实施例对WIFI信号及高速ZIGBEE信号的无缝覆盖,所述WIFI bee模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的一个串行口。
[0029]本实施例中WIFI bee模块如图6所示,包括WIFLY RN171芯片,所述WIFLY RN171芯片为无线WIFI模块,兼容Xbee接口。该芯片具有超低功耗:4uA的睡眠模式,38mA的活跃模式。内载TCP/IP协议栈(DHCP, UDP, DNS, ARP, ICMP, HTTP客户端,FTP客户端和TCP),固件可配置发射功率:0dBm to 12dBm。主机数据传输速率为464Kbps,且支持Adhoc和基础设施网络。
[0030]本实施例中WIFLY RN171芯片与ATmega64A芯片的连接方式如图6所示,WIFLYRN171 芯片通过自身的 GP10-13 (UART-RST)管脚、GP10-11 (UART-RX)管脚、GP10-10(UART-TX)管脚分别对应连接 ATmega64A 芯片的(TXD/PD0) PE1 管脚、RXD0/ (PDI)PEO 管脚、(ICP3/INT7)PE7 管脚。
[0031](6)ZIGBEE模块,用于实现普通ZIGBEE协调器功能,所述ZIGBEE模块的控制信号输入端连接Arduino控制器的另一个串行口,其信号输出端连接一无线射频放大模块。
[0032]本实施例中ZIGBEE模块如图7所示,包括CC2530芯片,其通过自身的P0.3CTXT)管脚、P0.2 (RX)管脚分别对应连接ATmega64A芯片的(TXD1/INT2) PD2管脚、(TXD1/0NT3)PD3管脚。
[0033]所述无线射频放大模块用于将ZIGBEE模块的输出信号功率进行放大,以满足智能家居所有终端的控制需求。该模块如图7所示包括RFX2401C芯片。该芯片为2.4GHz终端1C前的ZIGBEE单片大功率放大器采用,采用TX/RX收发接口和单天线接口,内含2.4GHZ低通滤波器,芯片内部集成功率监测和控制功能;1.2V低电压CMOS控制逻辑;所有的
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1