一種基于ZigBee的物聯網網關的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee的物聯網網關，包括PCB板，所述PCB板上設有ARM處理器、ZigBee無線通訊電路、Wi-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路、以太網控制器以及用于為ARM處理器供電的電源電路，所述ARM處理器分別與ZigBee無線通訊電路、Wi-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路以及以太網控制器連接。本實用新型的物聯網網關能支持多種通訊方式，這樣能提高用戶操作使用的便利性和靈活性，而且還能減少用戶的投資成本。本實用新型作為一種基于ZigBee的物聯網網關可廣泛應用于物聯網領域中。
【專利說明】
_種基于Z i gBee的物聯網網關
技術領域
[0001]本實用新型涉及網關設備，尤其涉及一種基于ZigBee的物聯網網關，可廣泛應用于智慧家庭、安防工程、物聯網工程，農業林業監測等領域。
【背景技術】
[0002]物聯網的英文名稱是“Internetof things(1T)”，顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思:其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。目前，物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，已廣泛應用于網絡的融合中，因此其被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。
[0003]對于物聯網中的網關設備，其是連接日常功能設備的有線網絡的一個重要組成部分，是連接感知層與網絡層的紐帶，可以實現感知網絡與通信網絡以及不同類型感知網絡之間的協議轉換，既可以實現廣域互聯，也可以實現局域互聯，而且還具備設備管理功能，可管理底層的各感知節點，了解各節點的相關信息實現遠程控制，因此，其是物聯網不可或缺的核心設備之一。而目前，由于ZigBee這一基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議具有近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本等優點，非常適用于物聯網方面，因此，目前常用的物聯網網關通常采用ZigBee這一通訊方式來與物聯網終端設備進行通訊連接。由此可得，目前常用的物聯網網關僅支持單一的通訊方式，即ZigBee通訊方式，這樣，當需要支持其它通訊方式時，則往往需要額外增設各種擴展模塊，不僅大大降低用戶操作的便利性和靈活性，而且還會增加用戶的投資成本。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種除ZigBee通訊電路外還具備多種其它通訊電路的物聯網網關。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一種基于ZigBee的物聯網網關，包括PCB板，所述PCB板上設有ARM處理器、ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路、以太網控制器以及用于為ARM處理器供電的電源電路，所述ARM處理器分別與ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路以及以太網控制器連接。
[0006]進一步，其還包括網絡攝像頭，所述網絡攝像頭與ARM處理器連接。
[0007]進一步，所述RF射頻接收發射電路包括RF射頻接收模塊和RF射頻發射模塊。
[0008]進一步，所述RF射頻發射模塊采用型號為RFM85的RF射頻發射模塊來實現，所述RF射頻接收模塊采用型號為RXB8的RF射頻接收模塊來實現。
[0009]進一步，所述ZigBee無線通訊電路包括第一 ZigBee芯片、第一時鐘電路、信號放大濾波電路以及第一天線，所述第一時鐘電路以及信號放大濾波電路均與第一 ZigBee芯片連接，所述信號放大濾波電路與第一天線連接;所述第一 ZigBee芯片與ARM處理器連接。
[00?0]進一步，所述ZigBee無線通訊電路包括第二 ZigBee芯片、第二時鐘電路、信號發送電路、信號接收電路以及第二天線;所述第二時鐘電路和ARM處理器均與第二 ZigBee芯片連接，所述第二 ZigBee芯片的輸出端與信號發送電路的輸入端連接，所述信號發送電路的輸出端與第二天線連接，所述第二天線還與信號接收電路的輸入端連接，所述信號接收電路的輸出端與第二 ZigBee芯片的輸入端連接。
[0011]進一步，所述信號發送電路包括數模轉換器、功率放大器以及倍頻器，所述第二ZigBee芯片的輸出端依次通過數模轉換器和功率放大器與倍頻器的輸入端連接，所述倍頻器的輸出端與第二天線連接。
[0012]進一步，所述信號接收電路包括模數轉換器、低噪聲放大器、濾波器以及下變頻器，所述第二天線與下變頻器的輸入端連接，所述下變頻器的輸出端依次通過濾波器、低噪聲放大器和模數轉換器與第二 ZigBee芯片的輸入端連接。
[0013]進一步，所述電源電路為無線充電電源電路，所述無線充電電源電路包括電能接收線圈、整流電路、濾波電路、充電管理電路以及蓄電池，所述電能接收線圈與整流電路的輸入端連接，所述整流電路的輸出端依次通過濾波電路、充電管理電路以及蓄電池與ARM處理器的電源輸入端連接。
[00? 4]進一步，其還包括2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊，所述ARM處理器與2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊連接。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型的物聯網網關除了設有ZigBee無線通訊電路外，還設有W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路以及紅外接收發射電路，因此，當需要采用W1-Fi無線通訊方式、RF射頻無線通訊方式和/或紅外無線通訊方式來與其它終端設備進行通訊時，用戶便能直接進行操作使用，而無需額外進行擴展模塊的增設。由此可得，本實用新型的物聯網網關能支持多種不同的通訊方式，這樣不僅大大提高用戶操作使用的便利性和靈活性，而且還能減少用戶的投資成本。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0017]圖1是本實用新型一種基于ZigBee的物聯網網關的結構框圖；
[0018]圖2是本實用新型一種基于ZigBee的物聯網網關的一具體實施例結構不意圖；
[0019]圖3是本實用新型一種基于ZigBee的物聯網網關中ZigBee無線通訊電路的第一具體實施例結構示意圖；
[°02°]圖4是本實用新型一種基于ZigBee的物聯網網關中ZigBee無線通訊電路的第二具體實施例結構示意圖；
[0021]圖5是本實用新型一種基于ZigBee的物聯網網關中電源電路的一具體實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種基于ZigBee的物聯網網關，包括PCB板，所述PCB板上設有ARM處理器、ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路、以太網控制器以及用于為ARM處理器供電的電源電路，所述ARM處理器分別與ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路以及以太網控制器連接。對于所述的以太網控制器，其可為有線以太網控制器，用于與遠程服務器進行通訊連接。
[0023]由上述可得，本實用新型的物聯網網關不僅設有ZigBee無線通訊電路，而且還設有W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路以及紅外接收發射電路，因此，通過使用本實用新型的物聯網網關，不僅能以ZigBee無線通訊方式來進行無線通訊連接，而且還能以W1-F1、RF射頻、紅外的通訊方式來進行無線通訊連接，這樣，當需要采用W1-Fi無線通訊方式、RF射頻無線通訊方式和/或紅外無線通訊方式來進行通訊時，用戶則無需額外進行擴展模塊的增設，從而大大提高用戶操作使用的便利性和靈活性，而且還能減少投資成本，以及提高整一物聯網系統的穩定性。
[0024]具體優選地，如圖2所示，本實用新型的物聯網網關通過所述的ZigBee無線通訊電路可與ZigBee溫度傳感器、ZigBee濕度傳感器等ZigBee物聯網終端設備進行無線通訊連接；
[0025]本實用新型的物聯網網關通過W1-Fi無線通訊電路不僅可與W1-Fi物聯網終端設備進行無線通訊連接，而且還可與用戶的移動終端、臺式計算機等客戶端進行無線通訊連接，以實現對網關遠程監測控制等功能；
[0026]本實用新型的物聯網網關通過RF射頻接收發射電路可與RF射頻物聯網終端設備進行無線通訊連接，例如RF射頻人體紅外報警器，并且對于所述的RF射頻物聯網終端設備，本實用新型的物聯網網關可以主動的方式來捕獲其數據并進行解碼，并且當解碼正確時，則能自動添加該RF射頻物聯網終端設備，從而完成RF射頻物聯網終端設備的組網過程，這樣能便于接入各種安防設備，如煙霧報警器、RF射頻報警器等，使本實用新型的物聯網網關適用于安防工程領域中；
[0027]本實用新型的物聯網網關通過紅外接收發射電路不僅可與紅外物聯網終端設備進行無線通訊連接，而且還能與紅外遙控器進行通訊連接，以實現紅外遙控功能，用戶將與紅外接收發射電路配套的紅外遙控器對準紅外接收發射電路中的紅外接收管，所述ARM處理器便能通過紅外接收發射電路進而接收由所述紅外遙控器所發出的信號，這樣利用所述的紅外遙控器便能對本實用新型的物聯網網關進行遙控。
[0028]進一步作為優選的實施方式，其還包括2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊，所述ARM處理器與2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊連接。用戶的移動終端或臺式計算機可通過2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊進而與ARM處理器進行無線通訊連接。
[0029]進一步作為優選的實施方式，如圖2所示，其還包括網絡攝像頭，所述網絡攝像頭與ARM處理器連接。由于設有網絡攝像頭，用戶可利用移動終端或臺式計算機通過上述的W1-Fi無線通訊電路、2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊進而與ARM處理器進行無線通訊連接，從而遠程采集網絡攝像頭所采集到的視頻信號，這樣用戶便能即時查看接收到的視頻信號，了解現場情況，從而能便于用戶根據現場情況來進行明確的判斷，操作便利性高。
[0030]進一步作為優選的實施方式，所述RF射頻接收發射電路包括RF射頻接收模塊和RF射頻發射模塊。
[0031]優選地，所述RF射頻發射模塊采用型號為RFM85的RF射頻發射模塊來實現，所述RF射頻接收模塊采用型號為RXB8的RF射頻接收模塊來實現。對于所述型號為RFM85的RF射頻發射模塊，其是一款低成本、高輸出功率、低功耗的ASK/00K超外差發射模塊，工作頻率為315 MHz或433.92MHz，而對于所述型號為RXB8的RF射頻接收模塊，其是一款ISM頻段高品質超外差接收模塊，采用低噪聲集成電路，具有極高性價比，有完善的抗靜電保護，可靠性高，而且其數據端口可以直接與ARM處理器的I/O 口連接。
[0032]進一步作為優選的實施方式，對于上述的ZigBee無線通訊電路，其包括有兩種電路結構的實施方式，具體如下所示:
[0033](1)、所述ZigBee無線通訊電路的第一種實施方式
[0034]如圖3所示，所述ZigBee無線通訊電路包括第一 ZigBee芯片、第一時鐘電路、信號放大濾波電路以及第一天線，所述第一時鐘電路以及信號放大濾波電路均與第一 ZigBee芯片連接，所述信號放大濾波電路與第一天線連接;所述第一 ZigBee芯片與ARM處理器連接；
[0035]優選地，所述第一 ZigBee芯片采用型號為TI德州儀器CC2530的ZigBee芯片來實現，而所述的CC2530是一內置增強型8051內核，接口豐富，具有8KB SDRAM和256KB閃存的芯片;
[0036](2)、所述ZigBee無線通訊電路的第二種實施方式
[0037]如圖4所示，所述ZigBee無線通訊電路包括第二 ZigBee芯片、第二時鐘電路、信號發送電路、信號接收電路以及第二天線;所述第二時鐘電路和ARM處理器均與第二 ZigBee芯片連接，所述第二 ZigBee芯片的輸出端與信號發送電路的輸入端連接，所述信號發送電路的輸出端與第二天線連接，所述第二天線還與信號接收電路的輸入端連接，所述信號接收電路的輸出端與第二Z i gBee芯片的輸入端連接；
[0038]優選地，所述信號發送電路包括數模轉換器、功率放大器以及倍頻器，所述第二ZigBee芯片的輸出端依次通過數模轉換器和功率放大器與倍頻器的輸入端連接，所述倍頻器的輸出端與第二天線連接；
[0039]所述信號接收電路包括模數轉換器、低噪聲放大器、濾波器以及下變頻器，所述第二天線與下變頻器的輸入端連接，所述下變頻器的輸出端依次通過濾波器、低噪聲放大器和模數轉換器與第二 ZigBee芯片的輸入端連接。
[0040]進一步作為優選的實施方式，如圖5所示，所述電源電路為無線充電電源電路，所述無線充電電源電路包括電能接收線圈、整流電路、濾波電路、充電管理電路以及蓄電池，所述電能接收線圈與整流電路的輸入端連接，所述整流電路的輸出端依次通過濾波電路、充電管理電路以及蓄電池與ARM處理器的電源輸入端連接。由于本實用新型的電源電路為無線充電電源電路，因此，本實用新型的物聯網網關進一步不受設置范圍的限制，其可根據實際需要隨處設置，便利性得到進一步的提高。
[0041]以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:包括PCB板，所述PCB板上設有ARM處理器、ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路、以太網控制器以及用于為ARM處理器供電的電源電路，所述ARM處理器分別與ZigBee無線通訊電路、W1-Fi無線通訊電路、RF射頻接收發射電路、紅外接收發射電路以及以太網控制器連接。2.根據權利要求1所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:其還包括網絡攝像頭，所述網絡攝像頭與ARM處理器連接。3.根據權利要求1所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述RF射頻接收發射電路包括RF射頻接收模塊和RF射頻發射模塊。4.根據權利要求3所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述RF射頻發射模塊采用型號為RFM85的RF射頻發射模塊來實現，所述RF射頻接收模塊采用型號為RXB8的RF射頻接收模塊來實現。5.根據權利要求1所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述ZigBee無線通訊電路包括第一 ZigBee芯片、第一時鐘電路、信號放大濾波電路以及第一天線，所述第一時鐘電路以及信號放大濾波電路均與第一 ZigBee芯片連接，所述信號放大濾波電路與第一天線連接;所述第一 ZigBee芯片與ARM處理器連接。6.根據權利要求1所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述ZigBee無線通訊電路包括第二 ZigBee芯片、第二時鐘電路、信號發送電路、信號接收電路以及第二天線；所述第二時鐘電路和ARM處理器均與第二 ZigBee芯片連接，所述第二 ZigBee芯片的輸出端與信號發送電路的輸入端連接，所述信號發送電路的輸出端與第二天線連接，所述第二天線還與信號接收電路的輸入端連接，所述信號接收電路的輸出端與第二 ZigBee芯片的輸入端連接。7.根據權利要求6所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述信號發送電路包括數模轉換器、功率放大器以及倍頻器，所述第二 ZigBee芯片的輸出端依次通過數模轉換器和功率放大器與倍頻器的輸入端連接，所述倍頻器的輸出端與第二天線連接。8.根據權利要求6或7所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述信號接收電路包括模數轉換器、低噪聲放大器、濾波器以及下變頻器，所述第二天線與下變頻器的輸入端連接，所述下變頻器的輸出端依次通過濾波器、低噪聲放大器和模數轉換器與第二ZigBee芯片的輸入端連接。9.根據權利要求1所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:所述電源電路為無線充電電源電路，所述無線充電電源電路包括電能接收線圈、整流電路、濾波電路、充電管理電路以及蓄電池，所述電能接收線圈與整流電路的輸入端連接，所述整流電路的輸出端依次通過濾波電路、充電管理電路以及蓄電池與ARM處理器的電源輸入端連接。10.根據權利要求1或2所述一種基于ZigBee的物聯網網關，其特征在于:其還包括2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊，所述ARM處理器與2G無線通訊模塊、3G無線通訊模塊和/或4G無線通訊模塊連接。
【文檔編號】H04L12/66GK205545329SQ201620112753
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】陳國健, 蔡鈞濤, 麥劉偉, 張藹仔
【申請人】廣州市晶控電子科技有限公司