一种网关的制作方法

本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种网关。

背景技术：

现有技术中网关与智能家居设备之间属于单向传输信息，只能由手机App单向发送指令给家居设备，而设备的实际开关状态在手机App上不能体现，用户不能实时掌握智能设备当前的开关情况。

现有技术中网关容易受无线网络不稳定的影响，引起网关与设备之间连接中断，造成设备不能使用App进行控制。现有技术中的家居网关接口少。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种网关，其用于智能家居的核心控制，实现网络模块、433MHz射频模块、315MHz射频模块、Zigbee模块、RS232模块、RS485模块、CAN总线模块的互通。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种网关，包括网关本体，所述网关本体包括微处理器、存储模块、WiFi模块、以太网模块、Zigbee模块及射频模块；所述微处理器分别与存储模块、WiFi模块、以太网模块、Zigbee模块及射频模块相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述的微处理器包括主处理器和从处理器，主处理器与从处理器相连；所述主处理器分别与WiFi模块、以太网模块、存储模块及Zigbee模块相连；所述从处理器分别与射频模块与存储模块相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述网关本体还包括RS232模块、RS485模块、CAN总线模块及USB-OTG模块；所述RS232模块、RS485模块及CAN总线模块与从处理器相连，所述USB-OTG模块与主处理器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述的存储模块包括FLASH存储器、SRAM存储器及SD卡；所述FLASH存储器包括FLASH存储器一和FLASH存储器二；所述SRAM存储器及FLASH存储器一与主处理器相连，所述FLASH存储器二与从处理器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述的射频模块包括433MHz射频模块及315MHz射频模块，所述433MMHz射频模块及315MHz射频模块与从处理器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述的网关本体还包括音频模块和FM模块；所述主处理器分别与音频模块及FM模块相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述的网关本体还包括显示模块，所述显示模块与主处理器相连；所述的显示模块为OLED模块；所述网关本体还包括供电的电源模块。

优选地，所述主处理器采用单片机STM32F407ZGT6，所述从处理器采用单片机STM103RET6。

优选地，所述FLASH存储器一及FLASH存储器二均采用存储芯片W25Q16，FLASH存储器一的W25Q16的1脚、2脚、5脚、6脚分别连接主处理器的122脚、75脚、76脚、74脚；Flash存储器二存储芯片W25Q16的1脚、2脚、5脚、6脚分别连接从处理器的59脚、22脚、23脚、21脚。

优选地，SRAM存储器采用芯片IS62WV51216，芯片IS62WV51216与主处理器采用FSMC协议模块相连，片选引脚使用主处理器的NE3脚，芯片IS62WV51216数据总线为16位分别与主处理器的具有FSMC功能的数据引脚相连，芯片IS62WV51216地址总线为19位分别与主处理器的具有FSMC功能的地址引脚相连。

优选地，以太网模块采用以太网芯片LAN8720，芯片LAN8720的7脚、8脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚分别于主处理器的45脚、44脚、43脚、36脚、27脚、35脚、37脚、126脚、129脚、128脚相连。

优选地，FM模块与主处理器通过I2C协议通信，FM模块采用TEA5767M芯片，TEA5767M芯片的1脚2脚分别与主处理器的46、47脚相连。

优选地，音频模块采用音频芯片WM8978，音频芯片与主控制器通过I2S、I2C协议进行数据交换，音频芯片的音频输入与FM模块的音频输出引脚相连，把FM模块的音频放大输出到扬声器；音频芯片的7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、16脚、17脚分别与主控制器的110脚、133脚、134脚、135脚、97脚、47脚、46脚。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

1. 网关与Internet之间为有线连接，稳定性增强，有效降低掉线的频率，用户可以实时控制智能家居设备。

2.可控制外设兼容多种通信方式，并将相同功能不同通讯方式的外设进行统一管理。

3. 使用主、从双处理器，同时处理网关逻辑，增加运行速度。

4. 网关设置有FM模块，具备FM收音功能，可由网关收听FM广播。

5. 网关设置有音频模块，具备音频播放功能，可进行语音播报及音乐收听。

6. 集成有多种通讯模式，可兼容外设品种多。

7. 具有OLED屏幕显示网关运行状态。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型原理框图。

图2为主处理器的电路示意图。

图3为Flash存储的电路示意图。

图4为OLED显示屏的电路示意图。

图5为SRAM存储器的电路示意图。

图6为SD卡的电路示意图。

图7为FM模块的电路示意图。

图8为WiFi模块的电路示意图。

图9为音频模块的电路示意图。

图10为以太网模块电路示意图。

图11为USB-OTG模块的电路示意图。

图12-1为3.3V电压输出电路示意图。

图12-2为5V电压输出电路示意图。

图12-3为充电管理部分电路示意图。

图13为从处理器的电路示意图。

图14为Zigbee模块的接口电路示意图。

图15为315MHz射频模块的电路示意图。

图16为RS485的电路示意图。

图17为RS232的电路示意图。

图18为433MHz射频模块的电路示意图。

图19为CAN总线模块的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括网关本体，所述网关本体包括微处理器、存储模块、WiFi模块、以太网模块、Zigbee模块、射频模块；所述微处理器分别与存储模块、WiFi模块、以太网模块、Zigbee模块及射频模块相连。

所述的微处理器包括主处理器和从处理器，主处理器与从处理器相连；所述主处理器分别与WiFi模块、以太网模块、存储模块及Zigbee模块相连；所述从处理器分别与射频模块与存储模块相连。

所述网关本体还包括RS232模块、RS485模块、CAN总线模块及USB-OTG模块；所述RS232模块、RS485模块及CAN总线模块与从处理器相连，所述USB-OTG模块与主处理器相连。

所述的存储模块包括FLASH存储器、SRAM存储器及SD卡；所述FLASH存储器包括FLASH存储器一和FLASH存储器二；所述SRAM存储器及FLASH存储器一与主处理器相连，所述FLASH存储器二与从处理器相连。

所述的射频模块包括433MHz射频模块及315MHz射频模块，所述433MHz射频模块及315MHz射频模块与从处理器相连。

所述的网关本体还包括音频模块和FM模块；所述主处理器分别与音频模块及FM模块相连。

所述的网关本体还包括显示模块，所述显示模块与主处理器相连；所述的显示模块为OLED模块；所述网关本体还包括供电的电源模块。

所述的网关本体还包括蓝牙模块。

微处理器：所述的主处理器采用STM32F407ZGT6单片机，用于与服务器、用户手机通讯，网关内部逻辑处理，数据存储等；所述从处理器采用STM103RET6单片机，用于处理各个外设的数据交换。使用双处理器后，可以同时处理不同的逻辑任务，提高网关的处理速度，其电路如图2所示。从处理器用来处理与之相连的模块或模块的数据，其电路如13所示。并与主处理器进行数据通信。

存储模块：包括SRAM存储器及Flash存储器；Flash存储器包括Flash存储器一和Flash存储器二均采用存储芯片W25Q16，其电路如图3所示，Flash存储器一存储芯片W25Q16的1脚、2脚、5脚、6脚分别连接主处理器的122脚、75脚、76脚、74脚；Flash存储器二存储芯片W25Q16的1脚、2脚、5脚、6脚分别连接从处理器的59脚、22脚、23脚、21脚。

SD卡：如图6所示，SD卡接插于SD卡座上，SD卡座通过SDIO协议与主处理器芯片相连，数据脚1、2、7、8分别与主处理器芯片的引脚111、112、98、99相连，卡座的命令引脚3、时钟引脚5分别与主处理器芯片的116、113引脚相连。

SRAM存储器：用来为主处理器提供额外RAM空间，存储主处理器的运行缓存，如图5所示，SRAM芯片IS62WV51216与主处理器采用FSMC协议模块相连，片选引脚使用主处理器的NE3脚，数据总线为16位分别与主处理器的具有FSMC功能的数据引脚相连，地址总线为19位分别与主处理器的具有FSMC功能的地址引脚相连。

Flash存储器一用于存储网关的ID信息，Flash存储器二用于存储网关的出厂固件程序及用户固件程序，SD卡用于存储用户设备信息及运行脚本。

显示模块：显示模块采用OLED模块，用来显示相关的信息；其电路如图4所示，OLED模块的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚相对应的与连接主处理器74脚、76脚、91脚、93脚、92脚。

WiFi模块：用来实现无线WiFi网络的相关数据的交换；如图8所示，WiFi模块与主处理器是通过串口协议连接的，WiFi模块WiFi_SPWF01S的6脚、8脚相对应的与主处理器的124脚、96脚相连。

以太网模块：负责网络的数据传输，采用以太网芯片LAN8720，LAN8720满足IEEE802.3/802.3u协议；如图10所示，芯片LAN8720的7脚、8脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚分别于主处理器的45脚、44脚、43脚、36脚、27脚、35脚、37脚、126脚、129脚、128脚相连，图10中的HR911105A1为带网络变压器的RJ45模块（网线模块）。

FM模块及音频模块。

FM模块：FM模块与主处理器通过I2C协议通信，FM模块采用TEA5767M芯片，其电路如图7所示，FM模块的1脚2脚分别与主处理器的46、47脚相连。

音频模块：主要负责音频的录音、音频的解码与音频的放大输出；采用音频芯片WM8978，如图9所示，音频芯片与主控制器通过I2S、I2C协议进行数据交换，音频芯片的音频输入与FM模块的音频输出引脚相连，把FM模块的音频放大输出到扬声器；音频芯片的7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、16脚、17脚分别与主控制器的110脚、133脚、134脚、135脚、97脚、47脚、46脚。

Zigbee模块: 用于Zigbee数据的无线收发功能，Zigbee模块模块与从设备通过串口通信，其Zigbee模块连接如图14所示。Zigbee模块采用TI公司的型号为CC2530的Zigbee模块。

射频模块：包括433M射频模块及315MHz射频模块；315MHz射频模块用来接收315MHz数据信号，其电路如图15所示，模块的数据引脚连接三极管9014的基极，三极管的发射极连接从处理器的14脚。433M射频模块负责射频433Mhz数据接收与发送，其电路如图18所示，该模块与从处理器通过SPI通信协议连接，该模块的2、5、6、7、8、9、11脚分别接从处理器的39、33、36、35、34、58脚。

CAN总线模块：通过CAN总线协议来完成数据通信，其电路如图19所示，采用芯片TD301DCAN，该芯片的3、4脚分别连接从处理器的45、44脚。

USB-OTG模块：如图11所示，该电路的电源芯片来控制对USB设备供电通断，该芯片的引脚1、2分别与主处理器的21脚、22脚相连；芯片USBLC6-4起到静电防护的作用，USB座J8的1脚、2脚、3脚分别与主处理器的101脚、103脚104脚相连。由5V电源开关AIC1526、防静电保护芯片USBLC6-4 与单片机STM32F407ZGT6的USB功能的模块来实现USB-OTG，USB-OTG模块主要用于连接移动存储设备，进行网关数据备份。

RS232模块： RS232模块采用芯片MAX3232，如图17所示，串口芯片MAX3232的7、8、13、14脚分别接上双二极管SMA15CA起到防护的作用。

RS485模块：此模块通过485协议来处理数据信息，如图16所示，485模块的3、4、5脚相对应的连接从处理器的29、30、61脚。

电源模块：为网关本体供电，包括电源部分和充电管理部分。电源部分又分为5V电压输出部分和3.3V电压输出部分。

如图12-2所示，5V电压输出部分：XL1509-5V的输入引脚接12V，输出引脚为5V。

如图12-1所示，3.3V电压输出部分：XL1509-3.3V的输入引脚接12V，输出引脚为3.3V，SP6025EM5-3.3的输入引脚接4V，输出引脚为3.3V；充电管理电路：充电芯片的输出引脚接电池正极，供电VCC接5V。电源芯片XL1509-5.0输入12V输出5V，电源芯片XL1509-3.3输入12V输出3.3V。

如图12-3所示，充电管理芯片TP4056的5脚接锂电池，在有外部供电时，场效应管AO3401截止，锂电池就会被充电，外电直接供给电源芯片SP6025EM5-3.3输出3.3V，当无外部供电时，场效应管AO3401导通，锂电池供电给电源芯片SP6025EM5-3.3输出3.3V；掉电检测可以检测到当前所用的是外电还是电池供电，此引脚与从处理器的9脚相连，电池电量检测的引脚与从处理器的8脚相连。

本网关将多种可控制外设进行集中控制，并将相同功能，不同通讯方式的设备进行统一管理，方便用户控制，同时又可将设备的控制结果反馈给用户，保证控制的有效。网关具有免编译及时脚本运行功能，用户可随时随地更改配置，并即时看到修改效果；用户在使用网关时，不同的操作都有语音进行播报提示。网关使用有线连接，无须多余配置，即连即用。