[发明专利]基于网络功能虚拟化的家庭网关系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于网络功能虚拟化的家庭网关系统，属于通信技术领域。

背景技术

作为物联网应用领域之一的智能家居一直以来受到工业界的持续关注，普遍认为其有着光明的市场前景。对智能家居的技术研究不断加深，部分厂商正在大力推广，取得了一些经济效益。智能家居融合了网络通信技术、传感采集技术在内的多种技术，能给人们的家居生活带来信息化和智能化，使人们享受高品质生活。

目前为了不断增加智能家居系统的智能性，作为智能家居系统核心的家庭网关被承载越来越多的功能,从而使家庭网关的系统复杂度不断增加。这不但导致了用户易用性减低和部署成本的提高，而且当家庭网关发生故障时，需要派遣专业人员到用户驻地进行维护，增加了家庭网关的后期维护成本，阻碍了智能家居的普及，而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种基于网络功能虚拟化的家庭网关系统，该系统与传统的家庭网关系统相比，进行了功能上的拆分。原有用户驻地侧的网关设备在功能上进行了简化，仅保留必要的通信接口功能、数据转发功能和本地管理功能。将实现智能家居的高级功能实现在服务提供商的智能家居服务器上，这些高级网关功能是虚拟应用的形式实现，智能家居服务器为其提供虚拟化平台。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于网络功能虚拟化的家庭网关系统，该系统包括简化网关主控制模块1、Zigbee协调器2、Wi-Fi通信模块3、液晶触摸屏4、智能家居服务器5、用户手持智能终端6所述的简化网关主控制模块1和智能家居服务器5通过局域网相连，Zigbee协调器2和简化网关主控制模块1通过串口连接。Wi-Fi通信模块3通过通用串行总线和简化网关主控模块(1)相连。液晶触摸屏4和简化网关主控制模块1通过数据线相连。用户手持终端6通过互联网接入智能家居服务器5。

本发明原有用户驻地侧的网关设备在功能上进行了简化，仅保留必要的通信接口功能、数据转发功能和本地管理功能。将实现智能家居的高级功能实现在服务提供商的智能家居服务器上，这些高级网关功能是虚拟应用的形式实现，智能家居服务器为其提供虚拟化平台。

本发明简化网关采用精简的嵌入式系统方案实现,其位于用户驻地侧，其是用户家庭内部网络与智能家居服务器之间的枢纽。简化网关与外部数据通信接口上，保留的有以太网通信接口，与Zigbee协调器接口，与Wi-Fi通信模块接口。简化网关通过以太网接口接入远端智能家居服务器，可以将家庭内部网络的不同格式数据包转发到智能家居服务器上，或接收从智能家居服务器传来的数据转发至家庭内部网络。

本发明简化网关主控模块接收到智能家居服务器发送来的数据。

本发明按照网络功能虚拟化的技术思路，对于被简化的高级家庭网关功能以虚拟网络功能的形式存在，智能家居服务器为其提供网路功能虚拟化基础设施，是家庭网关高级功能的运行平台。本发明构建家庭网关高级功能运行平台的具体方案为在物理硬件选择方面，使用普通的商用服务器做为宿主机,选择Linux作为宿主机的操作系统，选择KVM作为虚拟化方案，在服务器上创建KVM虚拟机，在KVM虚拟机环境下运行实现家庭网关高级功能的软件，实现了软件与硬件的解耦，加快了新业务的部署时间，同时也可以引入第三方软件开发商开发实现家庭网关高级功能的应用软件。

在智能家居服务器上会启动多个KVM虚拟机，每个KVM虚拟机环境下运行不同的高级家庭网关应用，每一个用户驻地侧简化网关在所连接的智能家居服务器上有一个与其对应的虚拟机，两者构成一个功能上的整体。

一个智能家居服务器会与多个用户驻地侧的简化网关采用局域网形式相连，每个简化网关拥有各自的私有IP地址和标识符，服务器根据此标识符将接收到的从简化网关发来的数据包转发到其对应的虚拟机。

用户需要变更居住地时，用户的智能家居服务也同步迁移，只需要将运行高级家庭网关功能软件的虚拟机镜像文件通过网络传输到目的地址的智能家居服务器上，重新启动虚拟机，简化网关接入新的服务器后便可使用服务，避免了再次开发原来的软件，同时网关高级功能迁移过程不需要用户介入。

有益效果

1.本发明能够大幅度简化用户驻地侧设备的复杂度，降低了用户购买设备成本。

2.本发明用户驻地侧设备的简化降低了设备故障率，减少了维护人员到现场服务的次数，降低了服务提供商的维护成本。

3.本发明用户驻地侧设备的简化降低了用户本地操作的难度，便于使用。