接口丰富接入灵活的智能家居网关主机 解决方案_家庭智能网关解决方案

接口丰富接入灵活的智能家居网关主机解决方案

产品简介

本平台基于ARM9处理器，可用做自定制网关、智能家居主机网关，以及其他一些总线转化功能。

本平台含有丰富通信接口来支持介入多种监控器，包括有线以太网、无线WIFI、GPRS、CAN总线、RS485总线、Zigbee、RF 433MHz / 315MHz、USB主从接口、RS232等，可以极大的方便用户以一种“可插即可用”的方式来增减对家电设备的监控，以实现对智能家居控制系统的用户灵活自定制。

丰富的接口囊括了目前主流的通信和接口类型，包括简易的和复杂的、有线的和无线的，这一点也有利于运营商针对不同的客户群进行不同档次和场合的快速定制。比如，和和内网或外网的客户端通信，既可通过有线以太网，也可以通过无线WIFI，还可以通过GPRS。又比如，RF射频接口，可支持普通射频编码模式支持自定制的通信协议，也可工作在OOK模式，可向下兼容市面上廉价通用的2262/2272和1527系列安防产品。对于基于其他有线或无线通信接口的监控设备，也都可以直接和网关相连。而在实际生产和部署中，不需要的功能模块可以不焊接，以节省生产成本。

       本方案对智能家居系统作出了清晰的子系统划分、规范的接口定义、和层次化的架构设计；同时，基于分解和映射技术，建立了监控器和监控对象的控制抽象模型及其描述形式；并利用再组合技术实现了用户对情景的自由定制；还提出了一种内外网一致性访问的用户终端实现技巧；最后在系统的发布、静态代码的存储、通信通道等各个环节，分别采用了不同的加密技术和安全措施，最大限度地保护了用户隐私、运营商利润、以及系统的安全。这些设计理念均在设计（包括软件和硬件）、测试、实施等环节都获得了体现。该方案也已经申请了相关的“发明专利”。

 

1.  已经量产和现场部署的ARM9四层板电路板

2.  真正的一体化四层单板设计

2.1 设计阶段经过了完善的信号完整性(SI)和电源完整性(PI)分析，射频电路的阻抗匹配和滤波分析、以及实测验证和优化。

2.2 所有的元器件都在一块电路板上，所有的元器件都是单面布局，便于批量生产。

3.  灵活轻便的系统软件架构，支持多种类型设备的灵活轻便地接入和转化

3.1  经过现场验证和优化的通信协议

3.2 仔细分析和优化后的系统对象的抽象和综合

3.3 层次化的系统架构

3.4 支持丰富的接口，支持多种类型的设备轻便接入和任意两种接口之间的相关转化

4.  所有的软硬件模块都经过了充分的测试，并从“产品”的角度进行了设计优化和验证

4.1 测试包括研发阶段的自测试，以及实际使用现场的充分测试和验证

4.2  大部分的元器件都经过成本和性能方面的优化

4.3  从设计阶段开始充分考虑产品的可测试性设计(DFT)和可制造性设计(DFM)

4.4 适合作为产品直接生产，而不是那种“核心板+底板”的组装模式，或者“仅仅”适合开发评估和学习之用的评估/开发板

5. 提供生产调试和远程调试和升级功能，极大的降低客户的后期运营维护成本。

6. 基于软件或/和硬件的多种加密和认证方式或功能，最大限度地保护客户的利益（可选）

7. 目前该电路板已批量应用的领域：

    1）智能家居

    2）工业控制

     3）自定制网关（总线转化）

硬件简介

1.  CPU：

    - 采用ARM9处理器芯片

- 系统可稳定运行在405MHZ主频下，最高可达530MHz以上

2.  存储器

    -  64M字节的SDRAM，可根据用户需求升级至128M字节

       > 更改SDRAM配置只需替换几个电阻的焊接即可，不需更改电路板设计

       > 经过了完善的信号完整性分析和实测优化

    -  64M字节的NAND Flash，可根据用户需求升级为1G

     -  8K位的I2CEEPROM，可根据用户需求调整为1Kb～32Kb

3.  以太网Ethernet接口

    - MAC控制器：DM9000A

    - 10M/100M以太网接口

    - Transformer和RJ45一体化，LED收发指示

     - 支持DHCP、PPPOE、DNS等

4.  WIFI无线接口

     - 板载WM-G-MR-09模块直接焊接在电路板，基于SDIO接口，4-bit SDIO 模式，速度快且稳定

     - 支持802.11b/g，OPEN/WPA/WPA2(已集成wireless-tool、wpa_supplicant、openssl等)

    - 板载芯片天线 和 外接天线，可由用户灵活选择和配置

     - 射频电路部分经过了严格的设计仿真以及实测优化

5.  CAN总线网接口

    - CAN控制器MCP2510通过SPI0和SOC相连

    - 带过电流过电压和瞬态抑制保护和隔离电路

    - 支持5K ~ 1M bps 多种不同的波特率

     - 支持故障自恢复功能（可以从软件和硬件两个方面支持该功能）

6.  RF433/315无线射频通信接口

    - TI CC1101芯片通过SPI1和SOC相连

    - 带用户可控的输出功率放大电路

    - 射频电路和主板一体化设计

    - 射频电路的输入输出回路中的每一个电阻电容电感和布线经过了实测优化

    - 兼容远距离OOK收发(因此支持与2262/2272, 1527设备进行通信）

     - 支持载波频率在线扫描校准，可手动校准也可自动

7. UART (TTL / RS232 / RS485 )接口

    - 1 个3端的TTL接口 和DB9母头的RS232接口复用，用户可灵活选择

     - 1 个2端子的RS485接口，带过电流过电压和瞬态抑制保护电路

8.  USB接口

    -1个USBHOST，符合USB 1.1

    - 1个USBDevice，符合USB 1.1

9.  音频输入输出接口

    - 1路立体声音频输出接口(标准3.5mm接口)

    - 1路麦克风接口

10.  可定制的硬件安全/加密芯片

    - 可根据用户定制多种硬件级别的安全/加密/认证算法或功能

    - 辅助实现某些基本的硬件功能

    - 根据客户端具体需求，该功能可以启动也可以不启用

11. 其他辅助功能

   - 8路TTL PIO接口，支持输入、输出、中断模式

    - 2个直插圆柱LED灯：分别指示+5V电源、+3V3电源

    - 2个PIO直接控制的直插圆柱LED灯：可供用户使用

    - 8个贴片LED灯组排：可供用户使用

    - 1个PWM输出控制的蜂鸣器

    - 1个复位按键

    -RTC实时时钟，带有备份锂电池

    - 20脚标准JTAG（Embedded-ICE），支持Keil uVision，ADS，SDT等 软件的下载和调试以及FLASH的烧写

 

注：以上每个硬件模块和每功能都通过了裸机代码、驱动代码、应用程序、系统集成的充分测试、验证和再版优化！而不是简单地焊接了个芯片却没验证！

 

 

软件特性

1.软件系统架构：
      完整的Bootloader+内核+文件系统架构
2.  Bootloader支持以下特性：
      (1)  支持Bootloader基本的功能，即：软件的烧写/编程、基本的硬件初始化、内核的加载
      (2) 软件编程/烧写，既支持分块烧写(Bootloader、内核、文件系统)，也支持整块Flash的烧写
      (3) 基于硬件实现的硬件和软件的认证校验功能，用户可自由开启和关闭
      (4)  生成的image的乱序化以及干扰处理，增加逆向工程的难度
      (5) 调试口的加密保护，由用户管理员控制调试口的开启和关闭
3. 内核：
     (1) 基于标准的Linux内核版本2.6.30
     (2) 同时本人增加一些增强型的功能
          -  在增加这些功能时确保做到的改动最少，但是能带来了性能和功能极大提升
          -  这些改动经过了充分的内部测试和现场部署的充分验证
          -  在源码中的改动全部由统一的宏定义开关控制，如果客户不放心或不要这些功能键
             即可满足其要求，也可以一步删掉
    (3)  经过优化和充分测试的全部的硬件的驱动
    (4)  基于硬件实现的软件认证校验
    (5)  内核也支持调试口的开启和关闭，也支持硬件软件的
4. 根文件系统：
    (1)  基于busybox的定制
    (2)  许多实用性好的Linux脚本，方便实现配置、下载、检测、维护、以及其他辅助功能
5. APP软件和算法
    (1)  工业领域的一些APP软件和算法实现
           - 比如信号检测分析和处理、控制信号、反馈控制等
    (2)  智能家居领域的一些APP软件和核心算法实现
           - 比如情景和防区、网关应用、终端设备的维护和管理、监控设备的
             抽象/自动归类/自动寻址/自动识别、通信协议、远端调试维护与更新等
    (3)  总线转化化APP软件和算法实现
           - 比如以太网、can总线、485总线、无线433/351MHz通信包括2262/2272于27通信等、
             SDIO-WIFI、USB-WIFI、以及可通过USB和串口介入的其他模块总线之间的自识别和转化、
             总线环境包括载波频率和速度的自动扫描和校准等
    (4)  局域网内外设备之间的连接机制和技巧、以及安全通道的实现
    (5)  良好的故障异常快速定位机制
           - 详细的错误代码表
           - 各种不同组合的LED显示方式，提示系统执行的阶段和状态
6.   基于硬件的软件加密解密和校验 保护功能，极大地保护了客户的利益
    (1)  软件的加解密和保护，涉及到软件发布、编程烧写、以及启动加载的每个环节
          -  软件发布阶段的加密
          -  Bootloader烧写和启动阶段的自加密和自解密
          -  内核的加密和解密：烧写阶段的加密和启动加载阶段的解密
          -  文件系统和APP软件的加解密
    (2)  客户可自由选择开启或关闭安全加密机制
    (3)  加解密的对象既包括bootloader、kernel、文件系统、APP等image本身，
          也包括通信协议、数据通道、以及外网下载更新等等的更新
    (4)  加解密方式支持（可选择是否启动）：
          -  软件一致性加密，即所有的板子都只支持相同的加密解密方式
          -  基于硬件的非一致性加解密，即在经过烧写后，每块设备的Flash中保存的IMAGE代码
             都不相同。因此，即使从一台设备Flash里复制出来了image软件，烧入到其他设备中
             也无法使用。
          -  动态握手和非对称加密/认证机制
              > 用于数据通道
              > 采用先进的非对称加密算法，并加入不对外公开的辅助的自定制算法
              > 各个设备通信通道的加密参数自动动态生成和更新且不一样，
                  即使某时刻破解了其中某一个硬件设备的通信通道并不影响
                 其他时刻该设备或其他设备的通信通道的安全性

【合作方式说明】

  1.   本产品主要面对有类似相关需求的批量应用和/或定制。
        (1)  如需采购现成的产品，可以直接与下面的方式联系。
              价格可商，量大从优。
        (2)  也可针对客户具体需求做必要的定制。
        (3)  本宝贝的报价只包括电路板本身，不包括源码。买家如需源码或定制请直接和下面的方式联系。        (4)  联系方式：
               QQ  ：  15#213#40#71#0    (请去掉其中的#符号，QQ好友认证时请注明“21icarm板”)
               电邮：1521340710#qq.com (请将其中的#符号改成@符号)
        (4)   本身是 design house 等没有明确直接市场的中间商朋友，请不用联系。

   2.   本产品已有配套使用的智能家居控制终端产品：
        (1)  包括基于2262和1527编码方式的门磁、气感、烟感、红外探头、触控按钮、
              遥控电源开关、无线红外转发器等，这些市面上廉价的终端产品。
        (2) 这些终端终端已初步产品化，支持低功耗模式下长距离多设备的可靠传输，
              全面兼容低端的常见的安防系列产品。
        (3) 也包括一些基本复杂自定义通信协议的终端产品，通过射频、CAN总线、RS485，
              有线以太网、无线WIFI等接入、ZIGBEE接入等。
        (4) 如需详细了了解具体产品情况，可通过上述QQ或电邮和本人联系。
3.   本产品及其设计思路，已有专利保护：
        (1)  是“发明专利”，而非“实用新型专利”（实用新型专利多为外观形象等方面的专利）

        (2) 如需详细了了解具体产品情况，可通过上述QQ或电邮和本人联系。