[发明专利]网关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能家居网络中的网关设备，并且尤其涉及在智能家居网络环境内，具有端口复用功能的网关设备。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

在智能家居网络中，通常是由智能网关通过各种数据网络将各种设备连接起来，从而实现各种智能管理功能。智能家居网络中的设备大致可以分为两类：一类是以家用电脑、笔记本电脑、掌上电脑为代表的信息设备，通常这类设备具有以太网接口；另一类是以电视机、DVD、数码摄像机、音响为代表的传统娱乐设备以及包括冰箱、洗衣机、灯光和家庭安防系统在内的涉及家庭日常起居的家用设备，通常这类设备具有专用或者通用的网络接口，例如RS485接口。

这些设备组成家庭内部网络并通过家庭网关连接到外部网络，从而可以实现远程控制和管理。现有技术中的家庭网关通过以太网接口、无线接口、A/V线缆接口和1394接口连接各种家用设备，并且能够通过共同的互联网接口与外部网络相连，由外部网络操作实现对家用设备的远程控制。

例如申请号为201010125830，名称为“家庭网关”的中国专利申请公开了一种用于家庭设备远程控制的家庭网关。如图1所示，这种网关主要由微控制器核心单元和分别与之相连接的内部网络接口和外部网络接口组成。内部网络接口包括ＲＳ－２３２串行接口、ＲＳ－４８５串行接口、ＵＳＢ串行接口、ＰＳ／２接口、以太网接口、红外接口和普通Ｉ／Ｏ口。外部网络接口包括可以连接到互联网的以太网接口和连接到ＧＰＲＳ网络的无线接口。内部网络的不同接口可以用于连接家庭内部的常用各种设备，外部网络接口用于连接远程控制设备。

又例如申请号为200610061325，发明名称为“一种以太网多路通讯服务器及其控制方法”的中国专利申请公开了一种可将多个RS-485接口模块设备连接到以太网、并对它们进行控制管理的以太网多路通讯服务器。如图2所示，该服务器包括以太网接口模块和ＲＳ－４８５接口模块，还包括ＣＰＵ、光电隔离模块和存储器；所述以太网接口模块与ＣＰＵ连接，光电隔离模块连接于ＲＳ－４８５接口模块与ＣＰＵ之间；使得以太网接口模块和ＲＳ－４８５接口模块之间可通过所述ＣＰＵ、光电隔离模块实现数据通讯。

现有技术中的网关或者服务器设备为了连接多种类型的设备，通常包括尽可能多的接口类型（例如以太网接口，红外接口，RS232接口，RS485接口，IEEE1394接口），以便具有更好的通用性和可扩展性，然而这就必然使得成本增加且导致网关设备的体积变大。

为了解决接口类型较多且不兼容的问题，现有技术中又发展出各种不同接口协议之间的转换模块，从而在网关上只需实现少量接口，就能通过转接器与更多接口类型的设备相连接。如图3所示的主机与485设备组成的网络结构图，其中主机只有RS232接口，那么为了连接485设备，就需要通过RS232/RS485转接器将RS232信号转换为RS485信号，从而实现主机与485设备之间的连接。

又例如申请号为200420023466，发明名称为“一种现场总线通讯协议转换接口模块”的中国专利申请公开了一种ModBus-TCP/IP现场总线通讯协议转换接口模块。如图4所示，该接口模块在硬件方面以串行通讯接口和以太网通讯接口，包括集成ＲＳ－４８５和以太网接口以及协议转换微处理器去实现ＲＳ－４８５串行接口和以太网接口的连接，为了达到协议的成功转换，还嵌入了通讯软件和上位机监控软件，从而实现了两类网络的数据对接。

又例如申请号为201110242453，发明名称为“一种ＥｔｈｅｒＣＡＴ与ＲＳ４８５通信转换的网关及其通信方法”。如图5所示，网关包括ＥｔｈｅｒＣＡＴ协议控制器、ＥｔｈｅｒＣＡＴ收发器、ＡＲＭ中央控制器、ＲＳ４８５收发器。ＡＲＭ中央控制器分别与ＥｔｈｅｒＣＡＴ协议控制器和ＲＳ４８５收发器双向连接；所述的ＥｔｈｅｒＣＡＴ协议控制器通过ＥｔｈｅｒＣＡＴ协议收发器与ＥｔｈｅｒＣＡＴ工业以太网双向连接；所述的ＲＳ４８５收发器与ＲＳ４８５总线双向连接。

尽管这类转接技术可以使得一种类型的接口可以连接多种接口类型的设备，但是转接模块内部通常包括专用芯片，用于执行复杂的协议转换算法，因此这也会导致成本的增加。