全文摘要
本实用新型提出了一种智能安全网关，通过设置WiFi电路，工作人员在调试和查看时，无线连接WiFi电路中的WiFi芯片，将调试网关的参数或者查看网关配置请求通过WiFi芯片输送到主控芯片，主控芯片根据调试参数进行配置，以及实现主控芯片与工作人员通信功能，通过无线配置的方式，工作人员无需高处作业提高工作效率以及降低操作危险性；通过选用MT7603E芯片，可以支持300MbpsPHY速率，提供高标准而功能丰富的无线连接，并可从更远的距离提供可靠稳定、具成本效益的处理能力，提供可靠而低功耗的处理能力，配备有可以减轻主处理器负荷的硬件信息处理加速器，提高通信速率和效率。
主设计要求
1.一种智能安全网关，其包括主控芯片、网络交换电路、POE供电电路和感知电路，其特征在于：还包括WiFi电路；所述WiFi电路包括MT7603E芯片、第一差分转单端电路、第一滤波电路、第二差分转单端电路和第二滤波电路；所述第一差分转单端电路和第二差分转单端电路均与MT7603E芯片电性连接，第一滤波电路与第一差分转单端电路电性连接，第二滤波电路与第二差分转单端电路电性连接，MT7603E芯片和网络交换电路均与主控芯片电性连接，POE供电电路与网络交换电路电性连接。
设计方案
1.一种智能安全网关，其包括主控芯片、网络交换电路、POE供电电路和感知电路，其特征在于：还包括WiFi电路；
所述WiFi电路包括MT7603E芯片、第一差分转单端电路、第一滤波电路、第二差分转单端电路和第二滤波电路；
所述第一差分转单端电路和第二差分转单端电路均与MT7603E芯片电性连接，第一滤波电路与第一差分转单端电路电性连接，第二滤波电路与第二差分转单端电路电性连接，MT7603E芯片和网络交换电路均与主控芯片电性连接，POE供电电路与网络交换电路电性连接。
2.如权利要求1所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述主控芯片为MT7621；
所述MT7603E的CKP、CKN引脚分别通过电阻R883和电阻R884与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_TXN、PAD_PCIE_TXP引脚分别通过电容C1294和电容C194与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_RXN、PAD_PCIE_RXP引脚分别通过电阻R230和电阻R231与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接。
3.如权利要求2所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述感知电路包括ATmega328P单片机和温湿度传感器；
所述ATmega328P单片机通过UART总线与MT7621电性连接，温湿度传感器与ATmega328P单片机的PD6引脚电性连接。
4.如权利要求2所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述网络交换电路包括88E6176芯片；
所述88E6176芯片通过RGMII总线和MDIO总线与MT7621电性连接。
5.如权利要求2所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述第一差分转单端电路包括电感L9～L11，电感L12～电感L17和电容C1～C11；
所述电感L9的一端和电感L10的一端分别与MT7603E的PAD_WF1_RFOP、PAD_WF1_RFON引脚一一对应电性连接，电感L9的另一端与电感L10的另一端电性连接，电感L13、电感L14、电感L15和电容C1依次串联，电感L16、电容C2、电容C3和电感L17依次串联，电容C9的一端分别与电感L13的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFON引脚电性连接，电容C9的另一端接地，电容C10的一端分别与电感L13的另一端和电感L14的一端电性连接，电容C9的另一端接地，电容C11的一端分别与电感L14的另一端和电感L15的一端电性连接，电容C11的另一端接地，电容C4的一端分别与电感L16的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFOP引脚电性连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端分别与电感L16的另一端与电容C2的一端电性连接，电容C5的另一端接地，电感L11的一端分别与电容C2的另一端和电容C3的一端电性连接，电感L11的另一端接地，电容C3的另一端分别与电容C1的一端和电感L17的一端电性连接，电容C1的另一端与电感L17的另一端电性连接。
6.如权利要求5所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述第一滤波电路包括电感L12和电感L18，电容C6～C8；
所述电感L12的一端、电容C8的一端、电感L18的一端分别与电容C1的另一端电性连接，电感L12的另一端和电容C8的另一端接地，电容C6的一端与电感L18的一端电性连接，电容C7的一端与电感L18的另一端电性连接，电容C6的另一端与电容C7的另一端均接地。
7.如权利要求6所述的一种智能安全网关，其特征在于：所述第一差分转单端电路与第二差分转单端电路结构相同，第一滤波电路与第二滤波电路的电路结构相同。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及互联网领域，尤其涉及一种智能安全网关。
背景技术
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器，用于在网络层以上实现网络互连。对于网关，特别是物联网网关嵌入式设备，调试是必不可少。传统的调试手段包括串口调试、网络调试等。但当网络故障时，无法通过网络调试，只能使用串口调试。但是，由于网关设备通常安装在楼顶、铁搭等较高的位置，在这种环境下，想要连接串口线，出于防水考虑，要求接口不外露，因此拆机不易，此外，这种环境下还有距离太高、操作危险等困难。因此，现需一种在不影响网关数据交换能力的前提下，通过无线配置网关参数以及提高无线通信质量。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种在不影响网关数据交换能力的前提下，通过无线配置网关参数以及提高无线通信质量。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种智能安全网关其包括主控芯片、网络交换电路和POE供电电路，还包括WiFi电路；
WiFi电路包括MT7603E芯片、第一差分转单端电路、第一滤波电路、第二差分转单端电路和第二滤波电路；
第一差分转单端电路和第二差分转单端电路均与MT7603E芯片电性连接，第一滤波电路与第一差分转单端电路电性连接，第二滤波电路与第二差分转单端电路电性连接，MT7603E芯片和网络交换电路均与主控芯片电性连接，POE供电电路与网络交换电路电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，主控芯片为MT7621；
MT7603E的CKP、CKN引脚分别通过电阻R883和电阻R884与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_TXN、PAD_PCIE_TXP引脚分别通过电容C1294和电容C194与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_RXN、PAD_PCIE_RXP引脚分别通过电阻R230和电阻R231与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接。
进一步优选的，感知电路包括ATmega328P单片机和温湿度传感器；
ATmega328P单片机通过UART总线与MT7621电性连接，温湿度传感器与ATmega328P单片机的PD6引脚电性连接。
进一步优选的，网络交换电路包括88E6176芯片；
88E6176芯片通过RGMII总线和MDIO总线与MT7621电性连接。
进一步优选的，第一差分转单端电路包括电感L9～L11，电感L12～电感L17和电容C1～C11；
电感L9的一端和电感L10的一端分别与MT7603E的PAD_WF1_RFOP、PAD_WF1_RFON引脚一一对应电性连接，电感L9的另一端与电感L10的另一端电性连接，电感L13、电感L14、电感L15和电容C1依次串联，电感L16、电容C2、电容C3和电感L17依次串联，电容C9的一端分别与电感L13的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFON引脚电性连接，电容C9的另一端接地，电容C10的一端分别与电感L13的另一端和电感L14的一端电性连接，电容C9的另一端接地，电容C11的一端分别与电感L14的另一端和电感L15的一端电性连接，电容C11的另一端接地，电容C4的一端分别与电感L16的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFOP引脚电性连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端分别与电感L16的另一端与电容C2的一端电性连接，电容C5的另一端接地，电感L11的一端分别与电容C2的另一端和电容C3的一端电性连接，电感L11的另一端接地，电容C3的另一端分别与电容C1的一端和电感L17的一端电性连接，电容C1的另一端与电感L17的另一端电性连接。
进一步优选的，第一滤波电路包括电感L12和电感L18，电容C6～C8；
电感L12的一端、电容C8的一端、电感L18的一端分别与电容C1的另一端电性连接，电感L12的另一端和电容C8的另一端接地，电容C6的一端与电感L18的一端电性连接，电容C7的一端与电感L18的另一端电性连接，电容C6的另一端与电容C7的另一端均接地。
更进一步优选的，第一差分转单端电路与第二差分转单端电路结构相同，第一滤波电路与第二滤波电路的电路结构相同。
本实用新型的一种智能安全网关相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过设置WiFi电路，工作人员在调试和查看时，无线连接WiFi电路中的WiFi芯片，将调试网关的参数或者查看网关配置请求通过无线传给WiFi芯片，WiFi芯片再将调试参数或请求输送到主控芯片，主控芯片根据调试参数进行配置，以及将配置的参数下传给WiFi芯片，WiFi芯片通过无线的方式将配置参数传给工作人员，通过无线配置的方式，工作人员无需高处作业提高工作效率以及降低操作危险性；
(2)通过选用MT7603E芯片，可以支持300MbpsPHY速率，提供高标准而功能丰富的无线连接，并可从更远的距离提供可靠稳定、具成本效益的处理能力，具有优化的射频架构及基频算法，可以带来卓越的效能表现，以及可靠而低功耗的处理能力，配备有可以减轻主处理器负荷的硬件信息处理加速器，提高通信速率和效率；
(3)整个装置通过无线配置的方式代替高空作业的方式，降低了操作危险性，通过采用MT7603E芯片可以提高通信质量，降低主控芯片的负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种智能安全网关的结构图；
图2为本实用新型一种智能安全网关中第一差分转单端电路、第二差分转单端电路、第一滤波电路和第二滤波电路的电路图；
图3为本实用新型一种智能安全网关中主控芯片；
图4为本实用新型一种智能安全网关中MT7603E芯片的配置电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一种智能安全网关，其包括主控芯片、网络交换电路、POE供电电路、感知电路和WiFi电路。
88E6176芯片通过RGMII总线和MDIO总线与MT7621电性连接。
主控芯片，负责以太网的数据交换以及接收无线配置命令，根据无线配置命令设置网关参数，协调各部分电路的工作。在本实施例中，主控制芯片采用MT7621，MT7621通过PCIE总线与WiFi电路电性连接，PCIE总线是三对差分线，通过PCIE总线完成高速可靠的数据传输，其中，差分线对地的阻抗为50欧，差分线之间的阻抗为100欧。
网络交换电路，实现网关的数据交换。网络交换电路通过网线与其他通信设备连接完成数据传输，由于传输距离远以及为了防止电磁干扰问题发生，增加网络变压器来隔离外界的干扰信号的影响。网络交换电路属于现有技术，在此不再累赘。在本实施例中，网络交换电路包括88E6176芯片，88E6176芯片通过高速数据总线RGMII和控制总线MDIO与MT7621电性连接，高速数据总线RGMII分为接收和发射两部分，以满足数据的上下行传输。由于数据传输过程中会出现反射问题，为提高数据的传输质量，本实施例中在高速数据总线RGMII上串接电阻，控制总线MDIO分为数据线和时钟线，考虑数据线的驱动能力，在数据线上加上拉电阻到电源，以提高数据传输的驱动能力。
感知电路，检测网关所处环境的温湿度参数，便于知道网关的所处环境是否符合标准。在本实施例中，感知电路包括ATmega328P单片机和温湿度传感器；ATmega328P单片机通过UART总线与MT7621电性连接，温湿度传感器与ATmega328P单片机的PD6引脚电性连接。
WiFi电路，通过无线配置和查询网关参数，并与有线网络隔离。设置WiFi电路，工作人员通过智能终端无线连接MT7603E芯片，并通过无线的方式设置和查看网关参数，在调试或查看网关参数时，不需要攀登到高处或者整机拆除，同时设置WiFi芯片不与外界有线设备和无线设备通信，只有需要调试和查看网关参数时，智能终端通过WiFi密码与WiFi芯片通信，并将工作人员设置的参数给主控芯片，主控芯片根据设置的参数做相适应的调整。在本实施例中，WiFi电路包括MT7603E芯片，以及分别与WiFi芯片电性连接的第一差分转单端电路、第一滤波电路、第二差分电路和第二滤波电路，如图2所示，第一差分转单端电路与第二差分转单端电路结构相同，第一滤波电路与第二滤波电路的电路结构相同。其中，MT7603E是一款高度整合式Wi-Fi单芯片，支持300MbpsPHY速率。它完全符合IEEE802.11n及IEEE802.11b\/g标准，提供高标准而功能丰富的无线连接，并可从更远的距离提供可靠稳定、具成本效益的处理能力。优化的射频架构及基频算法带来卓越的效能表现，以及可靠而低功耗的处理能力。它的智能型媒介访问控制设计采用效率极高的直接内存访问引擎，同时配备有可以减轻主处理器负荷的硬件信息处理加速器。MT7603E提供了符合安全性、服务品质及国际规范标准的功能，让终端用户在任何情况下也能随时享有最佳的效能表现。如图3所示，在本实施例中，MT7603E的CKP、CKN引脚分别通过电阻R883和电阻R884与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_TXN、PAD_PCIE_TXP引脚分别通过电容C1294和电容C194与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接，MT7603E的PAD_PCIE_RXN、PAD_PCIE_RXP引脚分别通过电阻R230和电阻R231与MT7621的PCIE_CK1_P、PCIE_CK1_M引脚一一对应电性连接。MT7603E的配置电路如图4所示。
第一差分转单端电路，将差分信号转换成单端信号。在本实施例中，如图2所示，第一差分转单端电路包括电感L9～L11，电感L12～电感L17和电容C1～C11；其中，电感L13、L16、C9和C4组成带通滤波器，通过对电容和电感参数的配置，使得带通滤波器对基波呈现很小的阻抗，而对谐波呈现很大的阻抗，当负载电流信号通过该带通滤波器的时候就可以把基波信号提取出来；电容C1、C2、C3、C5、C10、C11、L11、L14、L15和L17组成平衡电路，实现差分转单端；电容C8和电感L12组成LC滤波器，滤除电路中的干扰信号，电容C6、C7和电感L18组成PI型滤波电路，能有效地抑制共模传导噪声。具体的，电感L9的一端和电感L10的一端分别与MT7603E的PAD_WF1_RFOP、PAD_WF1_RFON引脚一一对应电性连接，电感L9的另一端与电感L10的另一端电性连接，电感L13、电感L14、电感L15和电容C1依次串联，电感L16、电容C2、电容C3和电感L17依次串联，电容C9的一端分别与电感L13的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFON引脚电性连接，电容C9的另一端接地，电容C10的一端分别与电感L13的另一端和电感L14的一端电性连接，电容C9的另一端接地，电容C11的一端分别与电感L14的另一端和电感L15的一端电性连接，电容C11的另一端接地，电容C4的一端分别与电感L16的一端和MT7603E的PAD_WF1_RFOP引脚电性连接，电容C4的另一端接地，电容C5的一端分别与电感L16的另一端与电容C2的一端电性连接，电容C5的另一端接地，电感L11的一端分别与电容C2的另一端和电容C3的一端电性连接，电感L11的另一端接地，电容C3的另一端分别与电容C1的一端和电感L17的一端电性连接，电容C1的另一端与电感L17的另一端电性连接。第一滤波电路，滤除可能引起与其它通信发生干扰的谐波。在本实施例中，第一滤波电路包括电感L12和电感L18，电容C6～C8；电感L12的一端、电容C8的一端、电感L18的一端分别与电容C1的另一端电性连接，电感L12的另一端和电容C8的另一端接地，电容C6的一端与电感L18的一端电性连接，电容C7的一端与电感L18的另一端电性连接，电容C6的另一端与电容C7的另一端均接地。
本实用新型支持POE供电功能，设计支持标准的PSE供电给PD设备，在带POE功能的网口接入标准的PD设备，本实用新型自动识别POE设备并输出标准电压。POE供电电路支持2路POE供电，满足标准的输出。电路默认是全自动识别POEPD设备。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920090905.0
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209313861U
授权时间:20190827
主分类号:H04L 12/66
专利分类号:H04L12/66;H04L12/10;H04W88/16
范畴分类:39B;
申请人:锚丁科技（武汉）有限责任公司
第一申请人:锚丁科技（武汉）有限责任公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区关南四路35号东港木业生产厂房1-6层212室
发明人:鲁大军;李骏
第一发明人:鲁大军
当前权利人:锚丁科技（武汉）有限责任公司
代理人:陈凯
代理机构:42247
代理机构编号:武汉红观专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计