本申请涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种基于多iot平台的智能家居网关控制装置。
背景技术：
随着计算机网络技术和电子信息技术的高速蓬勃发展，人们的生活不断得到着改善。在享受便捷体验的同时对于生活质量的要求也水涨船高，人们开始追求更加智能化的服务、个性化的体验。智能家居技术正是在这一社会背景下应运而生。智能家居就是以住宅为平台，利用网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，能够给居住者提供智能、便捷的居住体验，同时能够提升家居的安全性、便利性、舒适性和艺术性，并且节能环保效果好。
目前来说，智能家居通常采用无线通信技术来实现，例如zigbee、wifi和ble-mesh，通过无线通信实现对控制中心的操控，进而使得客户可以智能化控制家庭设备，实现智能家居的体验。
然而本申请的发明人发现，现有技术采用的无线通信技术在同时使用时，会产生不同程度的同频和邻频干扰，这种电波干扰会导致控制中心无法准确接收客户的控制指令；同时智能家居网关设备在大规模组网的过程中会出现需要部署多个网关，而多个网关之间因无线电波衰减问题会造成网关之间不同步，导致设备控制失效、不灵敏等。因此，现有技术提供的智能家居系统的稳定性差。
技术实现要素：
本申请提供了一种基于多iot平台的智能家居网关控制装置，以解决现有技术提供的智能家居系统的稳定性差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请提供了一种基于多iot平台的智能家居网关控制装置，包括：家庭网关系统和服务器系统；
所述家庭网关系统包括：
控制模块，所述控制模块用于控制整个家庭网关系统；
无线通信模块，所述无线通信模块和所述控制模块的输入端双向连接；所述无线通信模块用于进行所述控制模块与所述服务器系统之间的信号传输；所述无线通信模块包括：zigbee通信模块、wifi通信模块、ble-mesh通信模块、lora通信模块和nb通信模块；
有线通信模块，所述有线通信模块和所述控制模块的输入端双向连接；所述有线通信模块用于进行所述控制模块与所述服务器系统之间的信号传输；
mimo多极化天线，所述mimo多极化天线和所述控制模块的输入端双向连接；
iot整合模块，所述iot整合模块和所述控制模块的输入端双向连接；
供电模块，所述供电模块分别和所述控制模块、所述无线通信模块、所述有线通信模块、所述mimo多极化天线以及所述iot整合模块连接，用于为家庭网关系统提供电源；
所述服务器系统用于和所述家庭网关系统进行信号传输。
可选的，所述控制模块为stc89c51单片机。
可选的，所述iot整合模块被配置为可以兼容小米aiot、阿里iot、华为hilink物联网平台等多个iot平台，实现跨iot平台的接入。
可选的，所述供电模块包括：输入电源、调控模块和输出端；
所述输入电源为220v家庭电源；所述调控模块用于将220v交流电转换为预设数值的直流电；所述输出端将直流电分别输送给所述无线通信模块、所述有线通信模块、所述mimo多极化天线和所述iot整合模块。
可选的，所述服务器系统和所述家庭网关系统为socket长连接；
所述服务器系统包括主用服务器模块和备用服务器模块；所述主用服务器模块包括主服务器和若干个从服务器。
可选的，所述主服务器被配置为进行所述服务器系统和所述家庭网关系统的首次连接，并为所述家庭网关系统分配从服务器；待分配的从服务器和所述家庭网关系统连接后，所述主服务器断开和所述家庭网关系统的连接。
可选的，所述控制装置还包括：智能终端和智能家居设备；
其中：所述智能终端和所述服务器系统连接；所述智能家居设备和所述家庭网关系统连接。
可选的，所述智能终端包括：智能手机和遥控器。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供了一种基于多iot平台的智能家居网关控制装置，包括：家庭网关系统和服务器系统；家庭网关系统包括：控制模块，无线通信模块，有线通信模块，mimo多极化天线，iot整合模块和供电模块；其中，无线通信模块包括：zigbee通信模块、wifi通信模块、ble-mesh通信模块、lora通信模块和nb通信模块。本申请采用mimo多极化天线，相比于现有技术采用单极化天线，可以保证无线通信模块中多个通信技术同时使用且不会产生同频和邻频干扰问题，因此稳定性高，适应于各种无线电环境，同时无线通信模块中的lora通信和nb通信均使用低频无线电波频谱资源，解决了无线电波传播衰耗过大的问题，进一步提升了无线通信的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的基于多iot平台的智能家居网关控制装置的整体结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，为本申请实施例提供的基于多iot平台的智能家居网关控制装置的整体结构图。如图1所示，该控制装置包括：家庭网关系统和服务器系统。
其中，家庭网关系统包括：控制模块，无线通信模块，有线通信模块，mimo多极化天线，iot整合模块和供电模块。
其中，上述控制模块用于控制整个智能家居控制装置。具体的，控制模块接收来自无线通信模块和有线通信模块的控制命令信号，通过控制命令信号进行解析处理，再控制智能家居设备。
上述无线通信模块和上述控制模块的输入端进行双向连接，无线通信模块用于进行控制模块与服务器系统之间的信号传输。具体的，无线通信模块包括：zigbee通信模块、wifi通信模块、ble-mesh通信模块、lora通信模块和nb通信模块。
无线通信模块使用zigbee、ble-mesh、wifi、lora、nb多模无线通信模组，价格适中，高频与低频无线通信方式互补，可以解决无线通信不稳定的情况。
上述有线通信模块和上述控制模块的输入端双向连接，有线通信模块通过有线连接的方式进行控制模块与服务器系统之间的信号传输。
上述mimo多极化天线和上述控制模块的输入端双向连接。
上述iot整合模块和所述控制模块的输入端双向连接。
上述供电模块分别和上述控制模块、上述无线通信模块、上述有线通信模块、上述mimo多极化天线以及上述iot整合模块连接，用于为整个家庭网关系统供电。
上述服务器系统用于和上述家庭网关系统进行信号传输。
在本申请的一个实施例中，上述控制模块可采用stc89c51单片机。stc89c51单片机是一种带4kbytes的flash只读程序存储器，器件兼容标准mcs-51指令系统及80c51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ispflash存储单元，具有在系统可编程(isp)的特性。
在本申请的一个实施例中，上述有线通信模块为有线ethernet/485模组。
在本申请的一个实施例中，上述iot整合模块被配置为可以兼容小米aiot、阿里iot、华为hilink物联网平台等多个iot平台，实现跨iot平台的接入。
具体的，不同型号的设备接入iot平台存在更换iot平台就必须更换设备的问题，为了解决这个问题我们在设备模组中加入了buffer比较大的mcu，将小米aiot、阿里iot、华为hilink物联网平台等多平台规范进行整合，整合成具有一套可以兼容多个iot平台的固件代码的iot整合模块，同时使用支持ota功能的芯片模组，这样就通过iot整合模块完美解决了同一型号的产品只能接入一个iot平台的问题，实现了跨iot平台的接入。
更为具体的是，iot整合模块整合集成有多个不同第三方iot平台的软件开发工具包sdk，同时iot整合模块还提供与多个外设的业务系统通信连接的接口；第三方iot平台下接多个物联网终端设备；iot整合模块和多个业务系统、第三方iot平台进行通信连接实现业务系统和第三方iot平台下接的物联网终端设备的通信连接。该iot整合模块和业务系统采用接口通过通信模块进行信息传输，通过集成多个第三方iot平台的软件开发工具包sdk实现和多个第三方平台下接的终端设备的通信，实现了多业务系统和多平台的通信传输。
在本申请的一个实施例中，上述控制装置还包括：智能终端和智能家居设备。其中，智能终端和服务器系统连接，智能家居设备和家庭网关系统连接。智能终端将客户的控制命令发送给服务器系统。服务器系统将控制命令发送给家庭网关系统，家庭网关系统根据控制命令实现对智能家居设备的控制。
在本申请的一个实施例中，上述智能终端包括：智能手机和遥控器。
在本申请的一个实施例中，上述服务器系统和上述家庭网关系统为socket长连接。上述服务器系统包括主用服务器模块和备用服务器模块；上述主用服务器模块包括主服务器和若干个从服务器。备用服务器模块用于主服务器故障时切换使用。
需要说明的是，服务器系统和家庭网关系统的socket长连接模式，服务器配置固定ip，网关上电后发起对服务器的socket连接，连接成功后保持连接不中断，服务器可通过此socket连接收发网关的信息。
用户可以随时远程监控家庭信息，例如回家路上打开空调，离开的路上关掉电源等，网关也需要随时向用户反馈家庭异常，例如烟雾报警信息，所以家庭网关必须与服务器随时保持连接。本申请实施例采用心跳包监控网关与服务器之间的长连接，当网关与服务器连接成功后，服务器每隔一段时间(暂时设置为15s)向网关发送心跳包，网关接收到心跳包后需立即回应心跳包给服务器。若超过5次无回应，则判定为连接断。服务器会将次网关在线标志位置为0，同样家庭网关上线后会有监控心跳线程，若连续75s内无心跳信息，则会判定已与服务器断开连接，网关会自动重启连接服务器线程。
在本申请的一个实施例中，上述主服务器被配置为进行上述服务器系统和上述家庭网关系统的首次连接，并为上述家庭网关系统分配从服务器；待分配的从服务器和上述家庭网关系统连接后，上述主服务器断开和所述家庭网关系统的连接。
具体的，网关第一次连接或者与服务器连接中断后重连都是对主服务器发起，主服务器收到网关发起的连接信息后进行认证，查看是否在服务网关列表，认证成功后根据地理位置等因素为网关分配一个从服务器并告知其ip等信息。网关再根据从服务器信息对从服务器发起长连接，建立连接后网关与从服务器保持长连接并断开与主服务器的连接，从服务器一方面可以对网关发送控制命令，一方面还可接收网关上报的监控信息。
需要说明的是，主服务器对智能终端也是如此，只负责首次建立连接，判断该智能终端控制的网关分配到哪个从服务器，然后让其对从服务器进行连接。
在本申请的一个实施例中，上述供电模块包括：输入电源、调控模块和输出端。
具体的，考虑到适应环境，上述输入电源设定为220v家庭电源。上述调控模块用于将220v交流电转换为预设数值的直流电。具体的，考虑到每个模块的参数，调控模块内部设置不同规格的变压器，将220v交流电转换为需要数值的交流电，再利用全桥整流电路将交流电转换为直流电，并输送给各个模块使用。上述输出端将直流电分别输送给上述无线通信模块、上述有线通信模块、上述mimo多极化天线和上述iot整合模块。
在本申请的一个实施例中，家庭网关系统上行链路设计3链路上联机制，包括：主用1家用wifi线路、备用1nb线路和备用2光纤/网线线路。通过主用1家用wifi接入iot平台服务器，当主用链路1发生故障时，切换至备用1链路，当备用链路1也不可用时，自动切换至备用链路2，确保电信级的链路冗余。
本申请实施例提供的智能家居控制装置的工作流程为：上电后初始化，然后向主服务器发送连接信息，若无法连接主服务器则向备用主服务器发送连接信息。连接上主服务器后会上报自身的一些信息，包括可控手机号列表，主服务器会根据地理位置等信息返回一个最近的从服务器序号和ip地址等信息，然后网关连接从服务器。若连接从服务器连接不上，则会反馈给主服务器，主服务器会返回另一个从服务器的序号和ip地址信息用于连接。连接好从服务器后，家庭网关即可实现远程监控。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
1、本申请实施例采用mimo多极化天线，相比于现有技术采用单极化天线，可以保证无线通信模块中多个通信技术同时使用且不会产生同频和邻频干扰问题，因此稳定性高，适应于各种无线电环境，同时无线通信模块中的lora通信和nb通信均使用低频无线电波频谱资源，解决了无线电波传播衰耗过大的问题，进一步提升了无线通信的稳定性。
2、现有技术为了接入iot平台，均使用单链路接入iot平台，导致上行接入链路无冗余保护，本申请实施例加入nb无线通信技术与有线ethernet/485模组，当上行wifi链路发生拥塞或者中断导致链路不可用时，nb即可作为冗余备份链路传输各类控制信息，确保设备不离线，若nb无线上行链路也出现拥塞、中断导致链路不可用时，有线ethernet/485模组可以作为第二条备份链路，确保上行链路可用性，保证装置的在线状态。
3、本申请实施例将小米aiot、阿里iot、华为hilink物联网平台等多平台规范进行整合，整合成具有一套可以兼容多个iot平台的固件代码的iot整合模块，解决了同一型号的产品只能接入一个iot平台的问题，实现了跨iot平台的接入。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
1.一种基于多iot平台的智能家居网关控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：家庭网关系统和服务器系统；
所述家庭网关系统包括：
控制模块，所述控制模块用于控制整个家庭网关系统；
无线通信模块，所述无线通信模块和所述控制模块的输入端双向连接；所述无线通信模块用于进行所述控制模块与所述服务器系统之间的信号传输；所述无线通信模块包括：zigbee通信模块、wifi通信模块、ble-mesh通信模块、lora通信模块和nb通信模块；
有线通信模块，所述有线通信模块和所述控制模块的输入端双向连接；所述有线通信模块用于进行所述控制模块与所述服务器系统之间的信号传输；
mimo多极化天线，所述mimo多极化天线和所述控制模块的输入端双向连接；
iot整合模块，所述iot整合模块和所述控制模块的输入端双向连接；
供电模块，所述供电模块分别和所述控制模块、所述无线通信模块、所述有线通信模块、所述mimo多极化天线以及所述iot整合模块连接，用于为家庭网关系统提供电源；
所述服务器系统用于和所述家庭网关系统进行信号传输。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块为stc89c51单片机。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述iot整合模块被配置为可以兼容小米aiot、阿里iot、华为hilink物联网平台等多个iot平台，实现跨iot平台的接入。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述供电模块包括：输入电源、调控模块和输出端；
所述输入电源为220v家庭电源；所述调控模块用于将220v交流电转换为预设数值的直流电；所述输出端将直流电分别输送给所述无线通信模块、所述有线通信模块、所述mimo多极化天线和所述iot整合模块。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述服务器系统和所述家庭网关系统为socket长连接；
所述服务器系统包括主用服务器模块和备用服务器模块；所述主用服务器模块包括主服务器和若干个从服务器。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述主服务器被配置为进行所述服务器系统和所述家庭网关系统的首次连接，并为所述家庭网关系统分配从服务器；待分配的从服务器和所述家庭网关系统连接后，所述主服务器断开和所述家庭网关系统的连接。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：智能终端和智能家居设备；
其中：所述智能终端和所述服务器系统连接；所述智能家居设备和所述家庭网关系统连接。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述智能终端包括：智能手机和遥控器。
技术总结