專利名稱：一種用于家庭網絡網關的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于家庭網絡網關的方法及其裝置，屬于網絡通訊領域。
技術方案針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種用于家庭網絡網關的方法及其裝置，它可通過互聯網監控家庭網絡，并能直接在網頁上查看或控制家中的設備。
為了達到上述的發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現一種用于家庭網絡網關的方法，其步驟為1)上電啟動，并進行初始化；2)通過微處理器的串行發送緩沖器Serial Send Buffer發送IP地址索求命令給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元BusCouple Unit，總線耦合單元回應數據后就進行IP地址的初始化配置工作；3)不間斷檢索Internet接口，并判斷網上有無數據索取和命令要求；4)若沒有，則返回步驟3)，若有，則轉存到微處理器的接收緩沖器Receive Buffer里；5)判斷所接收數據的命令種類及要求如果是查表命令，就把預存在查表數據專用的緩沖器meter-x中的數據回送到發送緩沖器Send Buffer，然后發送到Internet；如果是基本數據信息及基本設備信息的要求命令，對命令進行判斷，并進行數據結構轉換后將命令序列放置到串行發送緩沖器SerialSend Buffer，然后轉發命令給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元Bus Couple Unit；如果是查詢和遠控命令，就把相應的命令字、設備號放置到串行發送緩沖器Serial Send Buffer，然后發送給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元Bus Couple Unit；如果是短信息數據請求，對命令進行判斷，并進行數據結構轉換后，就將用戶的簡短的文字留言放置到串行發送緩沖器Serial SendBuffer里，然后發送到家庭網絡，相應的顯示模塊就會顯示出文字；6)不間斷的查詢與家庭網絡上各設備的總線耦合單元Bus CoupleUnit的接口，并判斷有無返回數據；7)若無數據，則返回步驟6)；若有數據，則把從總線耦合單元Bus Couple Unit上接收到的數據轉存到串行接收緩沖器Serial Receive Buffer里；8)判斷收到的數據是與哪個命令相對應的回應數據如果是IP地址配置特殊命令，就進行IP地址的配置及格式轉換，配置好以后，則通過串行發送緩沖器Serial Send Buffer把IP地址發送到互聯網；如果是查詢、遠控、基本數據信息及基本設備信息等非特殊命令相關的響應數據，則將數據的命令字、設備號、數據等轉存到串行發送緩沖器Serial Send Buffer，然后發送到Internet，并且可通過網頁直觀的呈現出這些信息和狀態；如果是查表特殊命令相關的響應數據，則經過對設備號X判斷后，將其臨時存放到查表數據專用的緩沖器meter_X中，這里存放的數據將不斷的被后續的最新數據刷新。
實現上述方法的裝置，包括電子脈沖變壓器、協議轉換處理芯片、微處理器、復位芯片、程序下載接口、用來存儲程序的快擦寫存儲器FLASH、靜態讀寫存儲器SRAM。其結構特點在于，Internet接口的請求信息經過電子脈沖變壓器和協議轉換處理芯片，傳送到微處理器的I/O口，微處理器對數據進行處理并將其傳送到家庭網絡接口，家庭網絡接口把命令和數據回傳到微處理器的I/O口，微處理器對回傳的數據進行分析處理，再通過協議轉換處理芯片進行數據交換，然后交換的數據經電子脈沖變壓器傳送到Internet接口。所述的協議轉換處理芯片通過調用快擦寫存儲器FLASH里的程序和靜態讀寫存儲器SRAM中的數據對接收的信息進行數據交換。所述微處理器根據靜態讀寫存儲器SRAM中標定的數據和快擦寫存儲器FLASH中標定的程序對傳來的數據進行處理。所述程序下載接口為整個微處理器提供最初的單片機程序下載，所述復位芯片根據程序下載接口發出的信號，在程序下載前發出復位信號給微處理器。
由于本發明的裝置采用的型號為Rabbit2000的微處理器是一個帶有以太網接口的8位微程序控制單元MCU，其利用內置的以太網接口，接收和發送Internet信息，還利用其內置的通用異步收發報機UART與家庭網絡上的網關BCU(Bus Couple Unit即總線耦合單元)通信，發送、接收家庭網絡控制信息。因而使本發明可負責接收Internet的數據，發送到家庭網絡，或者從家庭網絡接收數據，發送到Internet，從而完成從Internet上瀏覽家庭網絡中的各種設備狀態，可查詢水表、電表、煤氣表、暖氣表的數據，也可以控制家中各種設備的開通與關斷。本發明為用戶提供了一個直觀的交流窗口，通過它用戶可以在互聯網上以形象化的網頁來表現家中的設備布局，用簡單的鼠標操作來控制家里的設備及查詢設備狀態，使用起來十分方便。
下面結合附圖
和具體的實施方式對本發明作進一步的說明。
下面對上述的各種命令進一步說明1、基本數據信息命令(復雜命令)每次系統初始化的時候通過此命令獲取系統的配置信息；2、基本設備信息命令(復雜命令)每次系統初始化的時候將此命令執行以獲得全系統的設備信息；3、IP地址功能命令(復雜命令)每次系統初始化的時候將此命令執行以獲得子系統的IP地址；4、短信息命令(復雜命令)通過網絡把短信息的內容發送到家庭網絡中，實現發光二極管的顯示；5、查詢命令(簡單命令)查詢家庭網絡中的設備狀態及設備布局；6、查表命令(簡單命令)查詢家庭網絡中的各種表的設備狀態及數值；7、遠控命令(簡單命令)遠端控制家庭網絡中的設備狀態。
參看圖2，本發明的裝置包括電子脈沖變壓器1、協議轉換處理芯片2、微處理器3、復位芯片4、程序下載接口5、用來存儲程序的快擦寫存儲器FLASH6、靜態讀寫存儲器SRAM7。Internet接口8的請求信息經過電子脈沖變壓器1和協議轉換處理芯片2，傳送到微處理器3的I/O口，微處理器3對數據進行處理并將其傳送到家庭網絡接口9，家庭網絡接口9把命令和數據回傳到微處理器3的I/O口，微處理器3對回傳的數據進行分析處理，再通過協議轉換處理芯片2進行數據交換，然后交換的數據經電子脈沖變壓器1傳送到Internet接口8。協議轉換處理芯片2通過調用快擦寫存儲器FLASH6里的程序和靜態讀寫存儲器SRAM7中的數據對接收的信息進行數據交換。微處理器3根據靜態讀寫存儲器SRAM7中標定的數據和快擦寫存儲器FLASH6中標定的程序對傳來的數據進行處理。程序下載接口5為整個微處理器3提供最初的單片機程序下載，復位芯片4根據程序下載接口5發出的信號，在程序下載前發出復位信號給微處理器3。
參看圖3，在所使用的型號為Rabbit2000的微處理器3中含有CPU、I/O口。當Internet接口8接收到從上位機傳來數據索取或命令請求時，經型號為PM34-1006M的電子脈沖變壓器1，再經由并聯電容C11～C14組成的過濾電路，過濾掉雜訊后傳送給型號為RTL8019AS協議轉換處理芯片2，進行協議轉換。其中，電阻R22是跟隨電阻，另由限流電阻R23、R24控制發光二極管LED0和LED1的顯示狀態，這樣便于判斷工作狀況正常與否。另外，接在協議轉換處理芯片2第50、51腳的電阻R25、晶振XT3、電容C15、C16構成了一個振蕩回路。當協議轉換處理芯片2進行協議處理時，要調用型號為SST29EE010的快擦寫存儲器FLASH6里的程序和型號為HY628100B靜態讀寫存儲器SRAM7中的數據，根據這些標定的程序和數據把從Internet發來的請求進行處理，然后通過I/O口送給型號為Rabbit2000的微處理器3，微處理器3根據靜態讀寫存儲器SRAM7中標定的數據和快擦寫存儲器FLASH6中標定的程序對傳來的數據進行數據處理和相關的工作。而后通過家庭網絡接口9把處理的結果傳輸到家庭網絡的網絡功能節點上。當家庭網絡接收到這些傳來的命令或數據后，便由家庭網絡系統對這些數據進行處理。處理后如果有要回傳的數據，就經家庭網絡接口9往回回傳到微處理器3，微處理器3根據快擦寫存儲器FLASH6中標定的程序和靜態讀寫存儲器SRAM7中存儲的數據對回傳的信息進行分析處理，再通過協議轉換處理芯片2進行數據交換，然后經Internet接口8把最終的結果在用戶機上顯示出來。所述快擦寫存儲器FIASH6用來存儲微處理器3的工作程序，是為本裝置提供軟件支持。所述靜態讀寫存儲器SRAM7用來存儲微處理器3所需的數據。其中，上述快擦寫存儲器FIASH6和靜態讀寫存儲器SRAM7中都有一個過濾電路，分別由電容C8和電容C9組成。與微處理器3相連的程序下載接口5，為本裝置提供最初的單片機程序下載功能，以保證單片機的正常工作。其中，與其連接的電阻R1和R3是上拉電阻，電阻R14和R15為下拉電阻。電阻R6～R13構成了微處理器3的上拉電阻電路。型號為MIC811L的復位芯片4也與微處理器3的第37腳連接，其主要是用來為微處理器3提供程序下載前的復位信號。另外，和微處理器3第40、41和90、91腳連接的是兩個振蕩回路。其中，前一回路由電阻R16、R17和電容C4、C5及晶振XT1組成；后一回路由電阻R18、R19和電容C6、C7及晶振XT2組成。
參看圖4，由于本發明裝置為網站和家庭網絡之間提供了一條數據通道，形式上起到了橋梁作用。因而其具體的實現方法和過程需要一系列與之相關聯的硬件和軟件來支持。為了能更加形象具體的描述本發明裝置在使用中的關系，描述其主要關聯及數據流程如下1)用戶首先登錄到Internet，然后訪問本家庭網絡的Web網站，登錄主頁之后，經過校驗其身份，如果是合法的用戶，Web網站會在數據庫里面寫入回傳基本信息的要求。
2)網站通訊軟件得到回傳信息的要求后，主動與本裝置創建TCP/IP連接。如果連接不成功，就把連接失敗的信息寫入數據庫，由Web網站負責顯示給用戶；如果連接成功，就發送回傳基本信息的命令給家庭網絡。
3)本裝置監聽網站通訊軟件的連接并應答之，從而完成TCP/IP連接的創建工作。在接收到回傳基本信息的命令后，本裝置就把家庭網絡的基本信息全部回傳給網站通訊軟件。
4)網站通訊軟件得到了家庭網絡的基本信息后，把它們寫入數據庫，并通知Web網站用圖形化的方式顯示用戶家庭網絡上的信息。
5)Web網站用圖形化的方式把家庭網絡的信息顯示給用戶后，用戶據此就可以操作家庭網絡的所有設備了，例如，控制設備開關、查詢設備狀態、查詢計量表的數值等。如果用戶用鼠標選擇了一定的操作，Web網站把用戶的具體要求寫入數據庫。
6)網站通訊軟件把用戶的操作要求發送給本裝置。
7)本裝置在解釋用戶的操作要求后，轉化成具體的家庭網絡的網絡命令，轉發給家庭網絡上相應的設備控制模塊。
8)相關模塊接收到本裝置的指令，即完成相應的動作，如果這個命令需要應答，就返回一個指令給本裝置，然后信息沿著相反的路徑傳下去，直到顯示在用戶面前。
9)用戶退出時，Web網站把退出信息寫入數據庫。
10)網站通訊軟件得到退出信息后，斷開與本裝置的TCP/IP連接，同時清除數據庫里面的所有數據。
以上是用戶通過用戶網頁操作家庭網絡的過程和方法，闡述了用戶的簡單操作轉化成復雜的數據流，在家庭網中的流動過程。
權利要求
1.一種用于家庭網絡網關的方法，其步驟為1)上電啟動，并進行初始化；2)通過微處理器的串行發送緩沖器Serial Send Buffer發送IP地址索求命令給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元BusCouple Unit，總線耦合單元回應數據后就進行IP地址的初始化配置工作；3)不間斷檢索Internet接口，并判斷網上有無數據索取和命令要求；4)若沒有，則返回步驟3)，若有，則轉存到微處理器的接收緩沖器Receive Buffer里；5)判斷所接收數據的命令種類及要求如果是查表命令，就把預存在查表數據專用的緩沖器meter-x中的數據回送到發送緩沖器Send Buffer，然后發送到Internet；如果是基本數據信息及基本設備信息的要求命令，對命令進行判斷，并進行數據結構轉換后將命令序列放置到串行發送緩沖器Serial Send Buffer，然后轉發命令給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元Bus Couple Unit；如果是查詢和遠控命令，就把相應的命令字、設備號放置到串行發送緩沖器Serial Send Buffer，然后發送給家庭網絡上的各設備的總線耦合單元Bus Couple Unit；如果是短信息數據請求，對命令進行判斷，并進行數據結構轉換后，就將用戶的簡短的文字留言放置到串行發送緩沖器Serial Send Buffer里，然后發送到家庭網絡，相應的顯示模塊就會顯示出文字；6)不間斷的查詢與家庭網絡上各設備的總線耦合單元BusCouple Unit的接口，并判斷有無返回數據；7)若無數據，則返回步驟6)；若有數據，則把從總線耦合單元Bus Couple Unit上接收到的數據轉存到串行接收緩沖器Serial Receive Buffer里；8)判斷收到的數據是與哪個命令相對應的回應數據如果是IP地址配置特殊命令，就進行IP地址的配置及格式轉換，配置好以后，則通過串行發送緩沖器Serial Send Buffer把IP地址發送到互聯網；如果是查詢、遠控、基本數據信息及基本設備信息等非特殊命令相關的響應數據，則將數據的命令字、設備號、數據等轉存到串行發送緩沖器Serial Send Buffer，然后發送到Internet，并且可通過網頁直觀的呈現出這些信息和狀態；如果是查表特殊命令相關的響應數據，則經過對設備號X判斷后，將其臨時存放到查表數據專用的緩沖器meter_X中，這里存放的數據將不斷的被后續的最新數據刷新。
2.實施權利要求1所述方法的裝置，包括電子脈沖變壓器(1)、協議轉換處理芯片(2)、微處理器(3)、復位芯片(4)、程序下載接口(5)、用來存儲程序的快擦寫存儲器FLASH(6)、靜態讀寫存儲器SRAM(7)，其特征在于，Internet接口(8)的請求信息經過電子脈沖變壓器(1)和協議轉換處理芯片(2)傳送到微處理器(3)的I/O口，微處理器(3)對數據進行處理并將其傳送到家庭網絡接口(9)，家庭網絡接口(9)把命令和數據回傳到微處理器(3)的I/O口，微處理器(3)對回傳的數據進行分析處理，再通過協議轉換處理芯片(2)進行數據交換，交換的數據經電子脈沖變壓器(1)傳送到Internet接口(8)，所述的協議轉換處理芯片(2)通過調用快擦寫存儲器FLASH(6)里的程序和靜態讀寫存儲器SRAM(7)中的數據對接收的信息進行數據交換，所述微處理器(3)根據靜態讀寫存儲器SRAM(7)中標定的數據和快擦寫存儲器FLASH(6)中標定的程序對傳來的數據進行處理，所述程序下載接口(5)為整個微處理器(3)提供最初的單片機程序下載，所述復位芯片(4)根據程序下載接口(5)發出的信號，在程序下載前發出復位信號給微處理器(3)。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的電子脈沖變壓器(1)經過由并聯電容(C11～C14)組成的過濾電路(10)，傳送數據給所述的協議轉換處理芯片(2)。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的電子脈沖變壓器(1)型號為PM34-1006M。
5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述協議轉換處理芯片(2)連接由限流電阻(R23、R24)控制其發光狀態的發光二極管(LED0)和(LED1)；所述協議轉換處理芯片(2)的第50、51腳連接由電阻(R25)、晶振(XT3)、電容(C15、C16)構成的振蕩回路。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述協議轉換處理芯片(2)的型號為RTL8019AS。
7.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述靜態讀寫存儲器SRAM(7)連接一個由電容(C8)組成的過濾電路；所述快擦寫存儲器FLASH(6)連接一個由電容(C9)組成的過濾電路。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述靜態讀寫存儲器SRAM(7)的型號為HY628100B；所述快擦寫存儲器FLASH(6)型號為SST29EE010。
9.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述微處理器(3)的第40、41腳連接由電阻(R16、R17)和電容(C4、C5)及晶振(XT1)組成的振蕩回路；所述微處理器(3)的第90、91腳連接由電阻(R18、R19)和電容(C6、C7)及晶振(XT2)組成的振蕩回路；所述微處理器(3)的第93-98和第59、57腳分別連接上拉電阻(R6-R13)。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述微處理器(3)型號為Rabbit2000。
全文摘要
一種用于家庭網絡網關的方法及其裝置，屬于網絡通訊領域。本發明的技術方案為Internet接口的請求信息經過電子脈沖變壓器和協議轉換處理芯片，傳送到微處理器，微處理器對數據進行處理并將其傳送到家庭網絡接口，家庭網絡接口把命令和數據回傳到微處理器的I/O口，微處理器對回傳的數據進行分析處理，再通過協議轉換處理芯片進行數據交換，然后交換的數據經電子脈沖變壓器傳送到Internet接口。協議轉換處理芯片和微處理器都通過調用快擦寫存儲器FLASH里的程序和靜態讀寫存儲器SRAM中的數據對接收的信息進行數據處理。本發明主要應用于家庭網絡系統。
文檔編號G06F13/14GK1458598SQ0211732
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月17日 優先權日2002年5月17日
發明者劉守東, 張吉猛 申請人:清華同方股份有限公司