[发明专利]适用于智能家居的家庭网关系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能家居领域，具体地，涉及一种适用于智能家居的家庭网关系统， 实现智能家居户内网络和外部网络之间协议转换与数据传输。

背景技术

近年来，随着经济水平的提高和社会信息化进程的发展，人们对传统住宅的安全、 舒适、智能、节能等方面提出了更高的要求，因此智能家居系统应运而生。智能家居系 统是以住宅为平台，应用现代通信技术、计算机技术和电子技术，实现家用电器智能控 制和家庭环境实时监测等功能，从而构建一个更加完美的居住环境。

考虑到设备安装与用户体验，现阶段研究和流行的智能家居系统主要采用无线通信 方式组建户内网络，完成户内设备的信息传输与控制等功能。目前，技术比较成熟的无 线通信技术主要包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee和无线射频等方式。其中，蓝牙技术通信距 离较短，且属于点对点通讯方式，难以适用于拥有多电器的家庭；Wi-Fi技术功耗较大， 经济性不高，配置比较复杂；相比而言，ZigBee作为一种低速率、低功耗、低成本无线 网络技术，具有可靠性高、自组网等特点，非常适合智能家居系统户内网络这个应用情 景。本发明也主要针对采用ZigBee通信技术的智能家居系统。

为了实现远程数据传输，智能家居网关除了保证户内ZigBee网络的正常运行之外， 还需连接外部Internet网络，而两者通信协议并不相同。同时，每个家庭的网络状况并 不相同，若家庭网络接口并非公网IP，则手机或远程电脑客户端难以直接和家庭网关建 立Socket通信，普通嵌入式Web网关无法达到远程监控家用电器的效果。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号2013106234516、名称为“智能家居网关” 的发明公开了一种智能家居网关技术。该技术虽然解决了智能家居系统户内网络和外部 网络数据传输的问题，同时考虑不同家庭的网络状况差异，采用GPRS模块、WiFi模块 等建立远程通信连接，但系统结构复杂、成本较高，且各模块功能重复，从本质上并未 解决家庭网络入口不是公网IP情形下客户端与网关远程通信的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于智能家居的家庭网关 系统。

根据本发明提供的适用于智能家居的家庭网关系统，包括：ARM模块、W5500 模块、ZigBee模块；其中，

所述ARM模块用于接收外网发送的指令并协调控制各个模块；

所述W5500模块用于与外部Internet网络进行连接，接收远程客户端和手机APP 发来的指令并返回家庭网关信息；

所述ZigBee模块作为户内ZigBee通信网络的协调点，用于建立整个户内网络 并与智能插座或者智能设备实时通信。

优选地，还包括电源模块，所述电源模块为家庭网关提供所需工作电压。

优选地，所述ARM模块由ARM及外围电路组成，包括：UART串口接口、SWD 接口、LED指示灯以及晶振电路；

所述UART串口接口用于芯片程序烧写和数据交互；

ASWD接口用于代码在线调试和程序烧写；

LED指示灯用于系统运行状态显示；晶振电路用于为整个家庭网关系统提供时 钟信号。

优选地，所述W5500模块由W5500及外围电路组成，包括：HR911105ARJ4 接口、网络变压器，能够与网线匹配连接。

优选地，所述ZigBee模块被组建成星形拓扑结构的ZigBee无线通信网络，即分 别位于家庭网关、智能设备以及智能插座中；其中，家庭网关中的ZigBee模块作为 ZigBee网络的协调器节点，智能插座和智能设备中的ZigBee模块则作为路由器节 点，且所有ZigBee模块基于TI公司的Zstack协议栈进行程序开发。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的适用于智能家居的家庭网关系统基于ZigBee通信技术，整体系 统体积小、成本低、应用简单，解决了家庭网络入口为公网IP情形下客户端与网关远 程通信的问题。

2、本发明提供的适用于智能家居的家庭网关系统易于与智能移动终端和电脑 进行数据交互，且数据传输稳定，可靠性高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：