智能网关设备论文和设计-张海

全文摘要

本实用新型公开一种智能网关设备，该智能网关设备包括壳体，所述壳体内部形成有容纳腔；控制主板，所述控制主板安装于所述容纳腔内，所述控制主板包括：控制器；智能设备通信模块，所述智能设备通信模块用于实现所述控制器和智能设备之间的通信连接；网络通信模块，所述网络通信模块用于实现控制器和终端设备的通信连接；语音模块，所述语音模块与所述控制器连接；红外模块，所述红外模块与所述控制器连接，以及电源模块，用于连接外部电源，所述电源模块与所述控制器连接，并分别为所述智能设备通信模块、所述网络通信模块、语音模块以及红外模块提供电能。本实用新型技术方案能提高与多种智能设备的匹配度。

设计方案

1.一种智能网关设备，其特征在于，包括：

壳体，形成有容纳腔；

控制主板，所述控制主板安装于所述容纳腔内，所述控制主板包括：

控制器；

智能设备通信模块，所述智能设备通信模块用于实现所述控制器和智能设备之间的通信连接；

网络通信模块，所述网络通信模块用于实现控制器和终端设备的通信连接；

语音模块，所述语音模块与所述控制器连接；

红外模块，所述红外模块与所述控制器连接，以及

电源模块，用于连接外部电源，所述电源模块与所述控制器连接，并分别为所述智能设备通信模块、所述网络通信模块、语音模块以及红外模块提供电能。

2.如权利要求1所述的智能网关设备，其特征在于，所述壳体包括底座和盖体，所述底座形成有容纳槽，所述盖体可拆卸盖合于所述底座形成所述容纳腔，所述控制主板容置于所述容纳槽内。

3.如权利要求2所述的智能网关设备，其特征在于，所述容纳槽的槽底壁凸设有安装柱，所述安装柱的端面开设有安装孔，所述盖体内表面凸设有连接柱，所述连接柱端面开设有连接孔，所述盖体通过连接件与所述安装孔和所述连接孔的配合可拆卸盖合于所述底座。

4.如权利要求3所述的智能网关设备，其特征在于，所述安装柱的侧边还凸设有加强筋，所述加强筋与所述容纳槽的槽侧壁连接。

5.如权利要求2所述的智能网关设备，其特征在于，所述容纳槽的槽底壁凸设有固定柱，所述固定柱的端面开设有固定孔，所述控制主板设有限位孔，所述主板通过连接件与所述限位孔和所述固定孔的配合固定于所述固定柱顶部。

6.如权利要求4所述的智能网关设备，其特征在于，所述底座邻近所述容纳槽的槽口还凸设有围边，所述围边与所述加强筋围合形成限位槽，所述盖体的下端插设于所述限位槽内，所述围边抵接所述盖体下端外表面。

7.如权利要求2所述的智能网关设备，其特征在于，所述容纳槽的槽侧壁还间隔设置有多个散热口。

8.如权利要求2所述的智能网关设备，其特征在于，所述红外模块包括多个远红外灯，所述控制主板表面背离所述槽底壁的表面凸设有环状限位筋，所述远红外灯固定于所述限位筋内。

9.如权利要求2所述的智能网关设备，其特征在于，所述容纳槽的侧壁开设有让位口，所述控制主板还包括接口模块，所述接口模块对应所述让位口设置，所述接口模块包括间隔设置的以太网接口、RS485接口和USB接口。

10.如权利要求1所述的智能网关设备，其特征在于，所述智能设备通信模块包括无线射频子模块、LORA子模块、ZIGBEE子模块、Z-WAVE子模块和蓝牙子模块中的一个或多个；

且\/或，所述网络通信模块包括WIFI子模块、3G子模块、4G子模块和5G子模块和NBLOT子模块中的一个或多个；

且\/或，所述电源模块包括有抗干扰电路、稳压电路和保护电路。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及信息技术领域，特别涉及一种智能网关设备。

背景技术

随着物联网的兴起，涌现出了大量的智能设备。目前，物联网技术的应用在智能家居上得以体现，但是，现有的智能家居中的智能网关设备功能单一，其开源程度不高，不能与市场上的多种智能设备匹配度不高。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种智能网关设备，旨在提高与多种智能设备的匹配度。

为实现上述目的，本实用新型提出的智能网关设备，包括：

壳体，所述壳体内部形成有容纳腔；

控制主板，所述控制主板安装于所述容纳腔内，所述控制主板包括：

控制器；

智能设备通信模块，所述智能设备通信模块用于实现所述控制器和智能设备之间的通信连接；

网络通信模块，所述网络通信模块用于实现控制器和终端设备的通信连接；

语音模块，所述语音模块与所述控制器连接；

红外模块，所述红外模块与所述控制器连接，以及

可选地，所述壳体包括底座和盖体，所述底座形成有容纳槽，所述盖体可拆卸盖合于所述底座形成所述容纳腔，所述控制主板容置于所述容纳槽内。

可选地，所述容纳槽的槽底壁凸设有安装柱，所述安装柱的端面开设有安装孔，所述盖体内表面凸设有连接柱，所述连接柱端面开设有连接孔，所述盖体通过连接件与所述安装孔和所述连接孔的配合可拆卸盖合于所述底座。

可选地，所述安装柱的侧边还凸设有加强筋，所述加强筋与所述容纳槽的槽侧壁连接。

可选地，所述容纳槽的槽底壁凸设有固定柱，所述固定柱的端面开设有固定孔，所述控制主板设有限位孔，所述主板通过连接件与所述限位孔和所述固定孔的配合固定于所述固定柱顶部。

可选地，所述底座邻近所述容纳槽的槽口还凸设有围边，所述围边与所述加强筋围合形成限位槽，所述盖体的下端插设于所述限位槽内，所述围边抵接所述盖体下端外表面。

可选地，所述容纳槽的槽侧壁还间隔设置有多个散热口。

可选地，所述红外模块包括多个远红外灯，所述控制主板表面背离所述槽底壁的表面凸设有环状限位筋，所述远红外灯固定于所述限位筋内。

可选地，所述容纳槽的侧壁开设有让位口，所述控制主板还包括接口模块，所述接口模块对应所述让位口设置，所述接口模块包括间隔设置的以太网接口、RS485接口和USB接口。

可选地，所述智能设备通信模块包括无线射频子模块、LORA子模块、ZIGBEE子模块、Z-WAVE子模块和蓝牙子模块中的一个或多个；

且\/或，所述网络通信模块包括WIFI子模块、3G子模块、4G子模块和5G子模块和NBLOT子模块中的一个或多个；

且\/或，所述电源模块包括有抗干扰电路、稳压电路和保护电路。

本实用新型技术方案中的智能网关设备，设置在壳体内部的智能控制主板上设置有分别与控制器连接的智能设备通信模块、网络通信模块、语音模块和红外模块，当需要对智能设备进行控制时，可以通过网络通信模块、语音模块和红外模块可以分别向控制器传输信号，控制器接收到信号并通过智能设备通信模块将控制指令下发至具体的智能设备，以实现对智能设备的控制。本实施例中的智能网关设备可以兼容市场上多元化的智能设备，及多种智能设备，提高了智能设备与智能网关设备的匹配度，以达到兼容多种数智能设备的目的，实现了将多种类型的智能设备都融合在智能家居的系统中，使智能家居设备步入物物相连的互联网大数据时代。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型智能网关设备的控制框图；

图2为本实用新型的智能网关设备的结构示意图；

图3为本实用新型的智能网关设备底座的结构示意图；

图4为本实用新型的智能网关设备的控制主板安装于底座的机构示意图；

图5为本实用新型的智能网关设备盖体的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和\/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和\/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种智能网关设备100。

参照图1至图5，在本实用新型智能网关设备100的一实施例中，该智能网关设备100包括：壳体10，所述壳体10内部形成有容纳腔；控制主板20，所述控制主板20安装于所述容纳腔内，所述控制主板20包括：控制器211；智能设备通信模块212，所述智能设备通信模块212用于实现所述控制器211和智能设备之间的通信连接；网络通信模块210，所述网络通信模块210用于实现控制器211和终端设备的通信连接；语音模块213，所述语音模块213与所述控制器211连接；红外模块214，所述红外模块214与所述控制器211连接，以及电源模块215，用于连接外部电源，所述电源模块215与所述控制器211连接，并分别为所述智能设备通信模块212、所述网络通信模块210、语音模块213以及红外模块214提供电能。

本实施例中的智能网关设备100，设置在壳体10内部的智能控制主板20上设置有控制器211，其中，该控制器211的型号为MT7688的芯片，控制器211分别智能设备通信模块212、网络通信模块210、语音模块213和红外模块214连接，其连接框图请参照图1，需要说明的是，语音模块213为型号为UDA1341TS的芯片。当需要对智能家居内的多个智能设备进行控制时，可以通过网络通信模块210、语音模块213或红外模块214可以分别向控制器211传输信号，控制器211接收到信号并通过智能设备通信模块212将控制指令下发至对应的智能设备，以实现对各个智能设备的控制。本实施例中的智能网关设备100可以兼容市场上多元化的智能设备(例如智能冰箱、智能空调、智能窗帘、智能热水器等)，提高了多种智能设备与智能网关设备100的匹配度，以达到兼容大多数智能设备的目的，实现了将多种不通过的智能设备融合在智能家居的系统中，使智能家居设备步入物物相连的互联网大数据时代。

其中，本实施例中的智能设备通信模块212包括有无线射频子模块、LORA子模块、ZIGBEE子模块、Z-WAVE子模块和蓝牙子模块中的一个或多个。其中，LORA(远距离无线电，Long Range Radio)子模块为型号为SX1278芯片，ZIGBEE(紫蜂技术，ZigBee Technology)子模块为CC2530芯片，Z-WAVE(Z-wave联盟，Z-wave Alliance)子模块为信号为zm5101芯片，蓝牙子模块为型号为nrf51822的蓝牙芯片。

其中，控制主板20包括基板，基板具有相对设置的两表面，智能设备通信模块212设于基板背离容纳槽111底壁的表面。基板面向容纳槽111底壁的表面还设置有接口模块216。

在一些实施例中，红外模块214包括多个远红外灯，所述控制主板20背离容纳槽111槽底壁的表面凸设有环形的限位筋217，多个远红外灯固定于所述限位筋217内。多个远红外灯共同作用，可以使远红外发灯的发射范围更广，限位筋217的设置可以提高远红外灯固定的牢固性。需要说明的，限位筋217凸设于基板背离容纳槽111槽底壁的表面。

智能网关设备100通过智能设备通信模块212与家庭内部的各个智能设备建立通信连接。本实施例中的智能设备通信模块212可以支持当前无线控制的所有连接方式，其兼容性大，能针对不同的环境兼容使用不同的方案，保证智能网关设备与每一智能设备都能建立连接，实现整个智能家居系统的通信无障碍，保证通信的稳定可靠。

本实施例中，网络通信模块210包括WIFI子模块、3G字模块、4G子模块和5G子模块和NBLOT子模块中的一个或多个。其中，NBLOT(窄带物联网，Narrow Band Internet ofThings,NB-IoT)子模块为型号是BC26的芯片。

本实施例中，网络通信模块210可以是WIFI子模块、3G字模块、4G子模块和5G子模块的一个，也可以同时集成有多个，如此，可以用多种方式接入网络，能满足智能家居的多种需求。此外，由于NBLOT子模块的应用，使得该网关设备不仅适用智能家居，且对智慧小区、智能社区能覆盖区域较为宽的场镜，也能满足其通信的要求。

请参照图4，该智能网关设备100的控制主板20还包括接口模块216，其中，接口模块216对应所述让位口112设置，接口模块216包括间隔设置的以太网接口2161、RS485接口216和USB接口2163。通过设置以太网接口2161、RS485接口2162，还可以包括有CAN接口，如此，外部的网线或者数据线均可穿过让位口112分别与对应的接口进行连接。

本实施例中的智能网关设备100兼容多种网络连接方式，USB接口2163的设置则为该智能网关设备100与外部数据的接入和数据输出提供媒介，方便不同的用户使用。该智能网关设备100不论是与内部的智能设备还与外部的网络，都兼容了多种连接方式，能满足智能家居系统中不同的智能设备和不同的网络接入的需求。

在本实施例中，所述电源模块215包括有抗干扰电路、稳压电路和保护电路。当使用该网关设设备时，通过连接外部电源，可以为控制主板20上的各模块提供电源，电源模块215中的抗干扰电路和保护电路具有过流、过压保护功能，使得该智能网关设备100能满足3C标准。

参照图1至图3，本实用新型一实施例中，所述壳体10包括底座11和盖体13，所述底座11形成有容纳槽111，所述控制主板20容置于所述容纳槽111，所述盖体13可拆卸盖合于所述底座11。

本实施例的方案中，底座11和盖体13为可拆卸连接的方式，方便将控制主板20装入壳体10内部的容纳腔内。底座11与盖体13的可拆卸连接的方式有多种，可以是通过螺钉实现可拆卸连接，也可以是通过卡扣实现可拆卸连接。本领域技术人员可以根据实际需求选用适合的结构来实现底座11与盖体13的可拆卸连接，在此就不一一列举。

参照图2至图5，本实用新型一实施例中，所述容纳槽111的槽底壁凸设有安装柱113，所述盖体13内表面凸设有连接柱131，所述盖体13通过连接件与所述安装柱113和所述连接柱131的配合可拆卸盖合于所述底座11。

本实施例的方案中，安装柱113的端面还开设有贯穿底座11的外表面的安装孔(未标示)，连接柱131的端面开设有连接孔(未标示)，连接孔为盲孔。连接件可以是螺钉。螺钉可以底座11的外表面穿过所述安装孔与连接孔配合，从而实现将盖体13可拆卸固定于底座11上。安装孔为贯穿孔，方便打螺钉，连接孔为盲孔，可以避免螺钉穿贯穿盖体13，如此，既能避免贯穿底部，又能保持壳体10表面的可观赏性。

参照图3和图4，本实用新型一实施例中，所述安装柱113的侧边还凸设有加强筋114，所述加强筋114与所述容纳槽111的槽侧壁连接。

本实施例的方案中，安装柱113沿容纳槽111的周缘周向间隔设置。在一些实施例中，壳体10大致呈三角形，则安装柱113靠近容纳槽111相邻的两侧壁设置。为了加强安装柱113的强度，还在安装柱113的侧壁设置有加强筋114，加强筋114容纳槽111与槽侧壁连接。

参照图3和图4，本实用新型一实施例中，所述容纳槽111的槽底壁凸设有固定柱115，所述控制主板20通过连接件固定于所述固定柱115顶部。

本实施例的方案中，控制主板20上开设有限位孔(未标示)，固定柱115的端面开设有固定孔，控制主板20通过连接件穿过限位孔与固定孔进行配合，实现将控制主板20固定于固定柱115的端面。需要说明的是，连接件可以是螺钉，也可以是其它连接件。固定柱115的高度要比安装柱113的高度低，如此，可以确保控制主板20上的电子元件不会生产装配的过程中碰伤。

此外，因为控制主板20为悬空设置，为了确保智能网关设备100整体的稳定性，还可以在容纳槽111的槽底壁设置一增重板30，该增重板30可以是铁板、钢板或者是其他金属板，如此，可以确保智能网关设备100的重心始终在底座11一侧。

在一些实施内中，槽底壁还凸设有多个限位块119，多个限位块119间隔设置在增重板30的四周，限位块119可以支撑控制主板20，提高牢固性。

参照图3和图4，本实用新型一实施例中，所述容纳槽111的槽侧壁顶端116还凸设有围边117，所述盖体13的下端面抵持于所述容纳槽111的槽侧壁顶端116，所述围边117围合所述盖体13的下端。

本实施例的方案中，围边117沿槽侧壁环绕设置，围边117的作用是一方面可以为盖体13上装配的时候提供规定的导向作用，另一方面，还能避免内部远红外灯从盖体13和底座11之间的装配间隙漏出。

参照图3和图4，本实用新型一实施例中，所述容纳槽111的槽侧壁还间隔设置有多个散热口118。

本实施例的方案中，散热口118靠近容纳槽111的槽底壁设置，散热口118能将控制主板20发出的热量及时散发到壳体10的外部，具体地，设置多个散热口118，且散热口118沿槽侧壁间隔设置，如此，可以从多个方向散热，提高散热效率，保证智能网关设备100的正常工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

设计图

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