一种智能网关
阅读：211发布：2020-05-14
专利汇可以提供一种智能网关专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型适用于网关技术领域，提供了一种智能网关，包括：WIFI单元，用于与路由器通信连接；至少一个 扩展槽 ，用于插入与外界智能设备通信的通信模 块 ；分别与WIFI单元和通信模块相连的MCU单元，MCU单元用于识别通信模块的通信类型，并在扩展槽插入两个或两个以上通信模块时控制各通信模块工作在不同 频率 范围的信道。本实用新型提供的智能网关既可以根据用户需要扩展通信方式，方便用户使用，且在两个或两个以上通信模块同时工作时控制各通信模块工作在不同 频率范围 的信道，使得各通信模块工作时不会产生同频干扰，确保该智能网关具有良好的通信 质量 。，下面是一种智能网关专利的具体信息内容。
1.一种智能网关，其特征在于，包括：
WIFI单元，用于与路由器通信连接；
至少一个扩展槽，用于插入与外界智能设备通信的通信模块；
与所述WIFI单元相连、并在所述扩展槽插入所述通信模块时与所述通信模块相连的MCU单元，所述MCU单元用于识别所述通信模块的通信类型，并在所述扩展槽插入两个或两个以上所述通信模块时控制各所述通信模块工作在不同频率范围的信道。
2.根据权利要求1所述的智能网关，其特征在于，所述通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块及LoRa模块。
3.根据权利要求1所述的智能网关，其特征在于，所述扩展槽的底部设有与所述MCU单元相连的连接器，所述通信模块通过所述连接器与所述MCU单元相连。
4.根据权利要求1所述的智能网关，其特征在于，每个所述通信模块对应一个ID位，所述MCU单元通过ID位读取接口读取所述通信模块对应的ID位。
5.根据权利要求1或3所述的智能网关，其特征在于，所述MCU单元通过两个输入/输出接口与所述通信模块通信连接。
6.根据权利要求3所述的智能网关，其特征在于，每个所述扩展槽底部的所述连接器连接所述MCU单元的相同通信接口。
7.根据权利要求6所述的智能网关，其特征在于，所述通信接口为UART接口、I2C接口、SPI接口或SDIO接口。
8.根据权利要求1所述的智能网关，其特征在于，所述扩展槽集成设置于一底板上。
9.根据权利要求8所述的智能网关，其特征在于，所述智能网关还包括用于盖设所述扩展槽的盖板。
一种智能网关
技术领域
[0001] 本实用新型涉及网关技术领域，具体涉及一种智能网关。
背景技术
[0002] 在智能家居系统中，一般采用以家庭路由器作为对外数据传输的载体。而由于受到功耗、距离等诸多因素限制，智能家居系统中的智能设备一般不会直接通过Wi-Fi与路由器通讯，而会选择蓝牙、Zigbee等其这些功耗更低、距离更远、协议更简单的通讯方式。因此，用户需要一个网关作为路由器和智能设备之间的中间节点。
[0003] 现有技术中，一些网关设置为固定的无线通信方式，不利于兼容不同通信方式的智能设备，兼容性能差，不能根据用户需要扩展通信方式，不便用户使用；而为了提高网关的兼容性能，有些网关内设置多种无线通信方式，但是，如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee都工作在2.4G频段，容易引发同频干扰，严重影响通信质量。因此，现有技术的网关存在不能根据用户需要扩展通信方式，不便用户使用，且存在同频干扰的问题。
实用新型内容
实用新型内容
[0004] 本实用新型提供一种智能网关，旨在解决现有技术的网关不能根据用户需要扩展通信方式，不便用户使用，且存在同频干扰的问题。
[0005] 本实用新型是这样实现的，一种智能网关，包括：
[0006] WIFI单元，用于与路由器通信连接；
[0008] 与所述WIFI单元相连、并在所述扩展槽插入所述通信模块时与所述通信模块相连的MCU单元，所述MCU单元用于识别所述通信模块的通信类型，并在所述扩展槽插入两个或两个以上所述通信模块时控制各所述通信模块工作在不同频率范围的信道。
[0009] 优选的，所述通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块及LoRa模块。
[0010] 优选的，所述扩展槽的底部设有与所述MCU单元相连的连接器，所述通信模块通过所述连接器与所述MCU单元相连。
[0012] 优选的，所述MCU单元通过两个输入/输出接口与所述通信模块通信连接。
[0013] 优选的，每个所述扩展槽底部的所述连接器连接所述MCU单元的相同通信接口。
[0014] 优选的，所述通信接口为UART接口、I2C接口、SPI接口或SDIO接口。
[0016] 优选的，所述智能网关还包括用于盖设所述扩展槽的盖板。
[0017] 本实用新型提供的智能网关通过设置扩展槽，用户可根据智能设备的通信方式在扩展槽插入对应通讯方式的通信模块，使得该网关可适应不同通信方式的智能设备，兼容性能好，而且通过将通信模块插入或拔出扩展槽，即可实现网关与智能设备通讯方式的快速扩展或替换，从而可根据用户需要扩展通信方式，方便用户使用；同时，在扩展槽插入两个或两个以上通信模块时控制各通信模块工作在不同频率范围的信道，使得各通信模块工作时不会产生同频干扰，确保该智能网关具有良好的通信质量。附图说明
[0018] 图1为本实用新型实施例提供的智能网关的结构示意图；
[0019] 图2为本实用新型实施例提供的智能网关的功能模块框图；
[0020] 图3为本实用新型实施例提供的智能网关中MCU单元和通信模块连接时的结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022] 本实用新型实施例提供的智能网关通过设置扩展槽，用户可根据智能设备的通信方式在扩展槽插入对应通讯方式的通信模块，使得该网关可适应不同通信方式的智能设备，兼容性能好，方便用户使用；同时，在扩展槽插入两个或两个以上通信模块时控制各通信模块工作在不同频率范围的信道，使得各通信模块工作时不会产生同频干扰，确保该智能网关具有良好的通信质量。
[0023] 请参照图1和图2，本实用新型实施例提供的一种智能网关包括：WIFI单元1，用于与路由器通信连接；至少一个扩展槽2，用于插入与外界智能设备通信的通信模块3；与WIFI单元1相连、并在扩展槽2插入通信模块3时与通信模块3相连的MCU单元4，MCU单元4用于识别通信模块3的通信类型，并在扩展槽2插入两个或两个以上通信模块3时控制各通信模块3工作在不同频率范围的信道。
[0024] 本实用新型实施例提供的智能网关通过设置至少一个扩展槽2，用户可根据智能设备的通信方式在扩展槽2插入对应通讯方式的通信模块3，使得该网关可适应不同通信方式的智能设备，兼容性能好，而且通过将通信模块3插入或拔出扩展槽2，即可实现网关与智能设备通讯方式的快速扩展或替换，方便用户使用；同时，在扩展槽2插入两个或两个以上通信模块3时控制各通信模块3工作在不同频率范围的信道，使得各通信模块3工作时不会产生同频干扰，确保该智能网关具有良好的通信质量。
[0025] 本实用新型实施例中，WIFI单元1与路由器通信连接，实现网关与路由器的上行通信连接。扩展槽2用于根据实际需要插入相应的通信模块3，扩展槽2的数量不限，可以根据实际需要进行设置，可以为一个、两个、三个、四个等，扩展槽2为一个时，可在扩展槽2内插入一个、两个或多个通信模块3。其中图1中示出的扩展槽2的数量为四个，用户可以根据需要在一个扩展槽2插入一种通信类型的通信模块3，也可以根据需要在多个扩展槽2分别插入一种通信类型的通信模块3，实现多种通信方式并存，也可以将其中的扩展槽2中的通信模块3取下并替换成其它通信类型的通信模块3，从而实现通信方式的替换。
[0026] 作为本实用新型的一个实施例，通信模块3包括WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块及LoRa模块。其中，通信模块3不仅限于WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块及LoRa模块。如：当外界的智能设备通讯方式为WIFI通讯方式时，用户将WIFI模块插入一扩展槽2中，从而网关通过WIFI通信方式与外界的智能设备进行通信；当外界的智能设备通讯方式为蓝牙通讯方式时，用户将蓝牙模块插入一扩展槽2中，从而网关通过蓝牙通信方式与外界的智能设备进行通信；当外界既有WIFI通信方式的智能设备，也有蓝牙通讯的智能设备方式时，用户将WIFI模块插入一扩展槽2中，并将蓝牙模块插入另一扩展槽2中，从而网关通过WIFI模块与WIFI通信方式的智能设备进行通信，网关通过蓝牙模块与蓝牙通信方式的智能设备进行通信。
[0027] 本实用新型实施例，当扩展槽2插入通信模块3时，MCU单元4识别插入的通信模块3的通信类型。
[0028] 请参照图3，本实用新型实施例中，每个通信模块3对应一个ID位，MCU单元4通过ID位读取接口ID-Detect读取通信模块3对应的ID位。由于每个通信模块3对应一个ID位，扩展槽2插上通信模块3后，MCU单元4根据通信模块3对应的ID位识别通信模块3的通信类型，因此不需要用户进行额外手动配置网关的通信类型。
[0029] 本实施例中，ID位设置为2位，扩展槽2设置为四个。例如：WIFI模块的ID位为“00”，蓝牙模块的ID位为“01”，Zigbee模块的ID位为“10”，LoRa模块的ID位为“11”。当WIFI模块插入一扩展槽2时，MCU单元4识别WIFI模块的ID位为“00”，以此判断插入该扩展槽2的通信模块3的通信类型为WIFI通信方式；当蓝牙模块插入一扩展槽2时，MCU单元4识别蓝牙模块的ID位为“01”，以此判断插入该扩展槽2的通信模块3的通信类型为蓝牙通信方式，MCU单元4识别其余通信模块3的通信类型的原理同上。
[0030] 除本实施例外，通信模块3对应的ID位不仅限于2位，如通信模块3的类型大于4种，可以设置3位或更多，以便于每种通信模块3唯一对应一个ID位。当有n位ID位时，支持的通信模块3的类型为2n种。
[0031] 本实用新型实施例，在扩展槽2插入两个或两个以上通信模块3时，MCU单元4控制各通信模块3工作在不同频段的信道，以防止通信模块3之间工作同频干扰。以插入WIFI模块和Zigbee模块为例进行说明：
[0032] 当同时插入WIFI模块和Zigbee模块时，MCU单元4识别WIFI模块和Zigbee模块的通信类型，MCU单元4控制WIFI模块工作在中心频率2412MHZ，频率范围为2401～2423MHZ的第一信道，MCU单元4控制Zigbee模块工作在中心频率2470MHZ，频率范围为2469～2471MHZ的第二十四信道，使得WIFI模块和Zigbee模块工作的信道的频率范围完全互不重叠，因此不会产生同频干扰，从而提升了网关的通信质量。
[0033] 本实用新型实施例，WIFI单元1和MCU单元4集成设置为WIFI模块，即可利用WIFI模块内部自带的MCU单元。其中，该WIFI模块可以采用型号为ESP32的WIFI模块。除此之外，WIFI单元1和MCU单元4也可以分体设置，即采用单独的MCU单元和WIFI单元。
[0034] 作为本实用新型的一个实施例，扩展槽2的底部设有与MCU单元4相连的连接器5，通信模块3通过连接器5与MCU单元4相连。本实施例，每个扩展槽2用于插入一个通信模块3，每个扩展槽2的底部设有一个与MCU单元4相连的连接器5。除本实施例外，每个扩展槽2也可用于插入两个或多个通信模块3，每个扩展槽2的底部设有两个或多个与MCU单元4相连的连接器5。
[0035] 本实施例中，当通信模块3插入扩展槽2内时，通信模块3与连接器5接触相连，从而通信模块3通过扩展槽2的底部的连接器5与MCU单元4相连，实现通信模块3与MCU单元4之间的通信。
[0036] 作为本实用新型的一个实施例，MCU单元4通过两个输入/输出接口GPIO与通信模块3通信连接。由于MCU单元4通过两个输入/输出接口GPIO与通信模块3通信连接，便于MCU单元4和通信模块3的通信交流，便于指示通信模块3的无线发送状态，方便MCU单元4对各通信模块3分配相应频段的信道，避免各通信模块3工作产生同频干扰，从而提升通信质量。
[0037] 作为本实用新型的一个实施例，每个扩展槽2底部的连接器5连接MCU单元4的相同通信接口，使得不同通信类型的通信模块3可任意插入一扩展槽2，无需区分扩展槽2，方便用户使用。
[0038] 作为本实用新型的一个实施例，该通信接口为UART接口、I2C接口、SPI接口或SDIO接口。其中，通信接口包括但不限于UART接口、I2C接口、SPI接口或SDIO接口，只要响应的MCU单元4支持即可。
[0039] 作为本实用新型的一个实施例，扩展槽2集成设置于一底板6上，方便用户使用，且减小了扩展槽2的占用空间。其中，WIFI单元1和MCU单元4均集成于该底板6上。
[0040] 作为本实用新型的一个实施例，智能网关还包括用于盖设扩展槽2的盖板(未图示)。其中，所述盖板可与底板6分体设置，也可以与所述底板6活动连接。当扩展槽2无需插入通信模块3时，通过盖板将扩展槽2盖住，不影响美观，保证网关良好的美观度；当扩展槽2需要插入通信模块3时，将盖板打开，并将通信模块3插入扩展槽2即可。
[0041] 本实用新型实施例提供的智能网关通过设置扩展槽，用户可根据智能设备的通信方式在扩展槽插入对应通讯方式的通信模块，使得该网关可适应不同通信方式的智能设备，兼容性能好，而且通过将通信模块插入或拔出扩展槽，即可实现网关与智能设备通讯方式的快速扩展或替换，从而可根据用户需要扩展通信方式，方便用户使用；同时，在扩展槽插入两个或两个以上通信模块时控制各通信模块工作在不同频率范围的信道，使得各通信模块工作时不会产生同频干扰，确保该智能网关具有良好的通信质量。
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