專利名稱：具有pos功能的多媒體3g數字家庭網關裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將通信、嵌入式計算機、多媒體、計算機的應用領域相互結合 的且將3G技術、P0S功能、家庭設施控制與通信技術集成應用于數字家庭網關的通信電子 信息裝置，尤其是一種具有P0S功能的多媒體3G數字家庭網關裝置。
背景技術：
目前，各種先進技術正在廣泛應用于數字家庭中，實現了家庭設施的遠程自動監 視和控制。數字家庭網關是實現數字家庭的關鍵設備之一，用于完成家庭內部控制網絡與 公共網絡(包括因特網和移動通信網)間的協議轉換和相關信息的傳遞。但現有的數字家 庭網關的功能比較單一，未能充分利用現有的各種先進技術，主要表現為①僅完成信息的 傳遞，不具備多媒體顯示功能，未起到家庭控制中心的作用；②通信手段單一，要么僅具有 因特網聯接功能，要么僅具有與2. 5G移動通信網的聯接功能，沒有充分發揮3G網絡的技術 優勢，連接速度和訪問方式受到嚴重限制；③家庭內部設施的控制功能有限，僅能控制各類 家用電器的開關和少量其他設施(燈光、窗簾等)的控制，不能實現可視對講門禁系統、高 清電視節目控制等多媒體信息的融合；④網關的應用功能弱，不能與網絡購物、電視購物等 現代商務方式實現友好互動。
發明內容為了克服數字家庭網關功能單一、應用功能弱等問題，本實用新型所要解決的技 術問題是將3G技術、P0S功能、家庭設施控制與通信技術集成應用于數字家庭網關，使家 庭網關真正成為數字家庭的多媒體控制中心和各類數字信息融合的家庭應用中心。為實現本實用新型的目的，本實用新型解決所述問題的技術方案是一種具有 P0S功能的多媒體3G數字家庭網關，具有一個多媒體信息處理功能的嵌入式計算機系統； 以及分別與所述系統相連接的以太網接口、3G網接口模塊、WIFI無線局域網接口、P0S機 接口、觸摸屏顯示模塊、家庭內部控制網絡接口模塊；其中，在所述系統內設有一個分別與 協議轉換模塊、觸摸屏顯示和控制輸入模塊、多媒體信息融合模塊、P0S機應用模塊相連接 的主控模塊，且所述的以太網接口與因特網相連接，所述的家庭內部控制網絡接口模塊與 ZigBee網絡/LonWorks控制網絡模塊相連接。優選的，所述的多媒體信息處理功能的嵌入式計算機系統是一塊至少設有通用1/ 0接口區、PCI接口、USB接口的控制母板；優選的，所述的3G網接口模塊與所述的PCI接口相連接；優選的，所述的WIFI無線局域網接口與所述的USB接口相連接優選的，所述的ZigBee網絡/LonWorks控制網絡模塊與所述的通用I/O接口區相 連接。相比現有技術，本實用新型的有益效果是，整個網關裝置高度集成了可以使通過 網關實現數字家庭內部的各類信息的有效融合，使網關本身除具備了通用協議轉換功能之
3外，還具備多媒體家庭控制中心以及電子商務的功能，為數字家庭的推廣和應用提供了良 好的基本平臺，將會極大地促進數字家庭產業的發展。
圖1是本發明涉及的具有P0S功能的多媒體3G數字家庭網關整體結構圖；圖2是關于圖1中整體控制模塊的結構示意圖；圖3是圖1中多媒體3G數字家庭網關的內部結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型涉及一種具有P0S功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，具有一個多媒 體信息處理功能的嵌入式計算機系統；以及分別與所述系統相連接的以太網接口、3G網接 口模塊、WIFI無線局域網接口、P0S機接口、觸摸屏顯示模塊、家庭內部控制網絡接口模塊; 其中，在所述系統內設有一個分別與協議轉換模塊、觸摸屏顯示和控制輸入模塊、多媒體信 息融合模塊、P0S機應用模塊相連接的主控模塊，且所述的以太網接口與因特網相連接，所 述的家庭內部控制網絡接口模塊與ZigBee網絡/LonWorks控制網絡相連接。并且還具有以下的優選結構其所述的多媒體信息處理功能的嵌入式計算機系統 是一塊至少設有通用I/O接口區、PCI接口、USB接口的控制母板；其所述的3G網接口模塊與所述的PCI接口相連接；其所述的WIFI無線局域網接口與所述的USB接口相連接；其所述的ZigBee網絡/LonWorks控制網絡模塊與所述的通用I/O接口區相連接。從本網關的動態流程看，實踐中有其如下步驟(1)，將所述網關通過以太網接口或3G網絡模塊實現與公共網絡的聯接，所傳送 的信息包括來自公共網絡(因特網)的控制命令和發往公共網絡家庭各類被控設施的狀態 fn息；(2)，在所述網關內采用網絡應用層模式進行實現網絡協議的轉換，同時進行包括 因特網協議和3G網絡協議在內的公共網絡協議到包括ZigBee數字家庭網絡、LonWorks自 動控制網絡協議在內的數字家庭內部控制網絡協議的轉換；(3)將記錄了家庭內部網絡節點的配置、各節點所連接家庭設施的工作狀態信息 通過所述網關內部設定的WEB服務器為用戶在公共網絡上使用瀏覽器系統軟件進行數字 家庭內部網絡/設施的監視和控制。而所述的網關在接收到來自公共的控制報文時的步驟又包括了 首先根據HTTP 協議對所接收的報文進行解析，然后根據報文內容將相關的控制命令轉換為數字家庭內部 控制網絡的控制報文，發往家庭網絡的內部節點，實現對相關家庭設施的控制；且網關采用 定時采集和指定監視兩種方式獲取數字家庭內部各種設施的狀態信息，指定監視時指網關 收到用戶瀏覽器發來的監視命令后，立即采集指定設備的狀態信息，網關通過家庭內部控 制網絡協議獲取設施狀態信息后，立即將信息組成HTTP響應報文，通過公共網絡發給用戶 的瀏覽器進行顯示，同時將設施的狀態信息存入數據庫。其中，所述的定時采集步驟又包括時間間隔可由家庭控制網絡的安裝者進行設 置的網絡定時對家庭設施的工作狀態進行定時的輪詢，并將相關信息存入數據庫中；所述指定監視步驟包括通過所述網關經觸摸屏方式提供人機接口，實現對數字家庭內部設施 的直接監視和控制、網關工作參數的設置，其中，所述網關工作參數的設置包括網關工作模 式選擇、多媒體信息編碼方式選擇、網絡接口的IP地址、定時采集時間間隔。同時，通過配置在所述網關內部的流媒體服務器，將音/視頻源信息經過采集壓 縮后經WIFI無線局域網傳送到所述網關，所述網關經過所述嵌入式計算機系統的多媒體 信息處理模塊對所述信息進行融合處理，其步驟包括采用編碼技術對所述多媒體信息進 行編碼，然后根據用戶指令通過公共網絡傳送到遠程用戶，或通過WIFI傳送給高清電視機 進行顯示播放。并且，所述的通過網關融合可以實現家庭內部各種多媒體設備之間以及網關與公 共網絡之間的相互傳送的多媒體信息包括具有可視對講功能的門禁系統中的圖像和音頻 信息、家庭周圍的視頻監視信息，以及通過公共網絡傳送到遠程用戶終端上的信息。另外，在具有P0S功能的多媒體3G數字家庭網關工作流程中還包括了拓展網關應 用的方法，該方法具有與銀聯網絡的連接步驟由所述網關提供P0S機接口，在利用公共信 息網絡的同時由用戶通過網絡購物、電視購物完成商品的選擇，再利用與所述網關相連的 P0S機接口進一步地實現直接刷卡付費的步驟。必須指出在具有P0S功能的多媒體3G數字家庭網關工作流程中還具有實現三種 不同類型的信息通路的方法所述網關具有調配家庭網關通用功能、多媒體信息融合功能、 網關應用擴展功能的信息通路，由所述主控模塊根據具體的功能要求，實現各類信息在不 同信息通路上的傳輸由所述網關通過家庭通用功能通道可以接收到多媒體信息調用要 求，此時由所述主控模塊啟用多媒體信息融合功能和相應的信息傳輸通路，實現多媒體信 息在網關流媒體服務器和用戶終端之間的傳遞；當所述網關啟用P0S機進行刷卡消費功能 后，則通過網關通用功能通道實現與銀聯網絡的連接，并進行相關信息的交互。從附圖1可以看出，網關在硬件上是以多媒體嵌入式計算機系統(ARM)為核心，外 圍配置各種接口來實現與公共通信網絡、家庭內部控制網絡、WIFI無線局域網以及P0S機 和觸摸屏顯示的連接，從而實現網關的基本硬件系統。又如圖2所示，網關的控制模塊主要由主控軟件模塊、協議轉換模塊、觸摸屏顯示 和控制輸入模塊、多媒體信息融合模塊、P0S機應用模塊等組成；圖中的主控模塊負責協調 各模塊的協同工作，完成網關內部信息通路的啟動和切換；協議轉換模塊是網關的基本軟 件模塊，負責實現公共網絡(因特網和3G網)與家庭內部控制網絡(ZigBee網絡/LonWorks 網絡)的互連互通，完成網絡間應用層協議的轉換；觸摸屏顯示和控制輸入模塊負責實現 網關基本功能的設置、家庭內部網絡及相關設施的本地監視和控制；多媒體信息融合模塊 利用多媒體嵌入式計算機系統(ARM)的信息處理功能完成多媒體信息的編碼轉換，采用 WIFI無線局域網技術實現家庭內部可視對講系統及其他音/視頻源到高清電視機的多媒 體信息傳輸通道，同時在嵌入式計算機內部實現流媒體服務器，實現音/視頻信息的遠程 訪問；P0S機應用模塊主要完成網關電子商務應用的擴展，實現與P0S機的連接，并實現與 銀聯網絡的安全連接和信息交互。又如圖3所示，是多媒體3G數字家庭網關的內部結構。具體的實施例又如本實用新型涉及的網關使用了以太網接口或3G網絡模塊實 現與公共網絡的聯接，所傳送的信息包括來自公共網絡(因特網)的控制命令和發往公共
5網絡家庭各類被控設施的狀態信息。網關內部設計實現網絡協議轉換模塊，完成公共網絡 協議(包括因特網協議和3G網絡協議)到數字家庭內部控制網絡協議(主要有ZigBee 數字家庭網絡、LonWorks自動控制網絡協議等)的轉換，協議轉換采用網絡應用層模式進 行。對于公共網絡來說，網關內部配置成WEB服務器模式，用戶在公共網絡上使用瀏覽器等 系統軟件實現數字家庭內部網絡/設施的監視和控制。使用嵌入式的數據庫支撐網關WEB 服務器，數據庫中記錄了家庭內部網絡節點的配置、各節點所連接家庭設施的工作狀態等 信息。網關接收到來自公共的控制報文時，首先根據HTTP協議對所接收的報文進行解析， 然后根據報文內容將相關的控制命令轉換為數字家庭內部控制網絡的控制報文，發往家庭 網絡的內部節點，實現對相關家庭設施的控制；網關采用定時采集和指定監視兩種方式獲 取數字家庭內部各種設施的狀態信息，指定監視時指網關收到用戶瀏覽器發來的監視命令 后，立即采集指定設備的狀態信息，網關通過家庭內部控制網絡協議獲取設施狀態信息后， 立即將信息組成HTTP響應報文，通過公共網絡發給用戶的瀏覽器進行顯示，同時將設施的 狀態信息存入數據庫。定時采集是指網絡定時對家庭設施的工作狀態進行定時輪詢(時間 間隔可由家庭控制網絡的安裝者進行設置)，并將相關信息存入數據庫中，這種工作方式的 主要目的是提高網絡的響應速度，以彌補部分家庭控制網絡信息傳輸速度慢的不足。網關 通過觸摸屏方式提供人機接口，主要功能包括數字家庭內部設施的直接監視和控制、網關 工作參數的設置(包括網關工作模式選擇、多媒體信息編碼方式選擇、網絡接口的IP地址、 定時采集時間間隔等)等。而數字家庭內部有各種各樣的多媒體信息，這些信息通過網關融合可以實現家庭 內部各種多媒體設備之間以及網關與公共網絡之間的相互傳送。具有可視對講功能的門禁 系統中的圖像和音頻信息、家庭周圍的視頻監視信息可以通過網關傳送到高清電視機上， 也可以通過公共網絡傳送到遠程用戶的終端上。基本的工作原理和過程是，網關內部配置 有流媒體服務器，音/視頻源信息經過采集壓縮后通過WIFI無線局域網技術(可以滿足多 媒體信息傳輸速率的要求)傳送到網關，網關經過嵌入式計算機系統的多媒體信息處理功 能對信息進行融合處理，采用適當的編碼技術對多媒體信息進行編碼，然后根據用戶指令 通過公共網絡傳送到遠程用戶，或通過WIFI傳送給高清電視機進行顯示播放。網關應用的拓展是指網關所實現的電子商務功能是一種典型的網關應用擴展服 務。網關提供P0S機接口，用戶通過網絡購物、電視購物等功能完成商品的選擇后，利用和 網關相連的P0S機可以直接完成刷卡付費功能。本功能主要是利用公共信息網絡，在保證 信息安全的前提下，實現與銀聯網絡的連接。并且，網關在功能上主要有家庭網關通用功能、多媒體信息融合功能、網關應用擴 展功能等，對應于各種功能存在著三種不同類型的信息通路。主控軟件根據具體的功能要 求，實現各類信息在不同信息通路上的傳輸。不同信息通路之間根據使用要求，相互之間存 在一定的調用關系。這種調用關系主要表現在①網關通過家庭通用功能通道可以接收到 多媒體信息調用要求，這時主控軟件將啟用多媒體信息融合功能和相應的信息傳輸通路， 實現多媒體信息在網關流媒體服務器和用戶終端之間的傳遞；②當網關啟用P0S機進行刷 卡消費功能后，要通過網關通用功能通道實現與銀聯網絡的連接，并進行相關信息的交互。綜上所述，為了克服數字家庭網關功能單一、應用功能弱等問題，本實用新型是將 3G技術、P0S功能、家庭設施控制與通信技術集成應用于數字家庭網關，使家庭網關真正成為數字家庭的多媒體控制中心和各類數字信息融合的家庭應用中心。
權利要求一種具有POS功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，其中，所述裝置具有一個多媒體信息處理功能的嵌入式計算機系統；以及分別與所述系統相連接的以太網接口、3G網接口模塊、WIFI無線局域網接口、POS機接口、觸摸屏顯示模塊、家庭內部控制網絡接口模塊；其特征在于，在所述系統內設有一個分別與協議轉換模塊、觸摸屏顯示和控制輸入模塊、多媒體信息融合模塊、POS機應用模塊相連接的主控模塊，且所述的以太網接口與因特網相連接，所述的家庭內部控制網絡接口模塊與ZigBee網絡/LonWorks控制網絡模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的具有POS功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，其特征在于， 所述的多媒體信息處理功能的嵌入式計算機系統是一塊至少設有通用I/O接口區、PCI接 口、USB接口的控制母板。
3.根據權利要求1或2所述的具有POS功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，其特征在 于，所述的3G網接口模塊與所述的PCI接口相連接。
4.根據權利要求1或2所述的具有POS功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，其特征 在于，所述的WIFI無線局域網接口與所述的USB接口相連接。
5.根據權利要求1或2所述的具有POS功能的多媒體3G數字家庭網關裝置，其特征在 于，所述的ZigBee網絡/LonWorks控制網絡模塊與所述的通用I/O接口區相連接。
專利摘要一種數字家庭網關帶有觸摸屏、多媒體信息融合、3G網絡聯接、POS機接口模塊等。網關上具有觸摸屏顯示和控制功能，除完成普通網關的基本協議轉換功能外，還具有家庭設施的本地監視和控制功能；設計實現了多媒體信息融合模塊，完成多媒體信息的編碼轉換，利用WIFI無線局域網技術實現了多媒體信息高效靈活的傳輸；配置了3G網絡接口模塊，解決了網關與高速無線公共網絡的聯接，可以極大方便用戶對家庭內部設施的監視和控制；在嵌入式計算機(ARM)上設置了POS機接口模塊，實現了網關與銀聯網絡的互通，滿足了用戶實現電子商務的需求；網關所配置的ZigBee/LonWorks家庭控制網絡模塊，可以實現與主流家庭控制網絡的聯接。
文檔編號H04L29/06GK201766612SQ20092035191
公開日2011年3月16日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者單洪, 徐勇, 李文才 申請人:徐勇;李文才;單洪