汪楚奇

摘 要 家用智能路由器產(chǎn)品目前因為市場需求的爆發(fā)得到了各大智能產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)的青睞。本文通過討論智能路由器的需求和實(shí)現(xiàn)，分析了智能路由器的技術(shù)要素，也提出了智能路由器設(shè)計的一系列的建議。

關(guān)鍵詞 家用智能路由器 技術(shù)要素 需求和實(shí)現(xiàn)

中圖分類號：TN915.05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

隨著小米智能路由器的推出，這個“不壞就想不起來他”的家用電器成為了目前較為新潮的家用電器。智能路由器的地位提升，最主要的原因是家用電腦的逐漸淘汰，以往家用電腦提升的大容量存儲、持續(xù)下載、資源管理等家庭局域網(wǎng)功能，需要由一個新的，更適應(yīng)這一需求的硬件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。智能路由器應(yīng)運(yùn)而生。

1需求分析

1.1 網(wǎng)關(guān)功能

首先，家庭局域網(wǎng)規(guī)模雖小，但網(wǎng)關(guān)要求復(fù)雜，基本的家用中心路由器，應(yīng)該具備將高速以太網(wǎng)或者吉比特以太網(wǎng)轉(zhuǎn)化為WIFI網(wǎng)絡(luò)以及高速以太網(wǎng)和吉比特以太網(wǎng)的自身交換功能。而事實(shí)上，智能路由器要求連接更多的網(wǎng)段，比如家庭的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，家庭的綜合探頭系統(tǒng)，家庭的互動電視系統(tǒng)等，同時要求ADSL或者光纖網(wǎng)絡(luò)的直接接入。

1.2 安全功能

家用路由器應(yīng)該帶有基本的防火墻功能，防火墻功能應(yīng)該是可以通過互聯(lián)網(wǎng)直接獲取最新規(guī)則的可配置防火墻。這個防火墻可以不使用硬件實(shí)現(xiàn)，但是應(yīng)該編寫專用的應(yīng)用進(jìn)行管理。同時，因為智能路由器采用的是安卓的開源操作系統(tǒng)，應(yīng)該有專門的應(yīng)用對操作系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

1.3 存儲功能

智能路由器如果要替代家用電腦的功能，首先應(yīng)該能夠滿足大部分家用電器（攝像頭、DV、相機(jī)、手機(jī)等）的數(shù)據(jù)存儲和下載影片的存儲。所以其存儲容量應(yīng)該是可擴(kuò)展的，至少應(yīng)該在1TB以上。

1.4應(yīng)用擴(kuò)展

基于安卓操作系統(tǒng)的家用智能路由器，應(yīng)該支持安卓應(yīng)用的擴(kuò)展，保證其功能和固件可以得到最大程度的升級。

2功能實(shí)現(xiàn)

2.1主機(jī)選型

因為家用智能路由器的終端零售價不應(yīng)該超過1500元，而其硬件成本不應(yīng)該超過500元，所以，我們應(yīng)該選用目前相對普及的ARM系列SCM作為其主機(jī)。而綜合考慮大容量存儲和高速數(shù)據(jù)橋接傳輸?shù)男枨?，?yīng)該選用較為高端的ARM設(shè)備。綜合分析下，基于A7架構(gòu)的Cubieboard2 雙核A20升級版可以基本滿足系統(tǒng)需求。改板擁有1GB的RAM，雙核處理器，以及較大容量的輔存管理能力。

2.2 接口設(shè)計

（1）電源接口

需提供5VAC2A穩(wěn)定可靠的電源輸入。

（2）WAN

提供一個WAN口，同步提供光纖SC接口和10/100/1000Mbps自適應(yīng)RJ45口的鏡像。

（3）LAN

提供一組4個10/100/1000Mbps自適應(yīng)的RJ45接口作為LAN口。提供一個300MWIFI模塊作為LAN口。

2.3 UI設(shè)計

傳統(tǒng)家用路由器是一個被動設(shè)備，其本身使用的UI界面較少，基于LAN口WEB的IIS系統(tǒng)，可以幾乎完善的完成其主要的交互和配置功能。但是，智能路由器是一個主動設(shè)備，我們需要對其進(jìn)行較為復(fù)雜的操作以適應(yīng)日常生活對于網(wǎng)絡(luò)功能的需要，這就使得智能路由器的UI設(shè)計格外重要。

鑒于安卓系統(tǒng)本身的部分UI功能，我們通過合理開發(fā)聯(lián)動應(yīng)用的方式，可以較容易的實(shí)現(xiàn)智能路由器與電視機(jī)、手機(jī)、平板等家用互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的UI交互。路由器UI界面的主要作用是使得家庭智能家居系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)可以與這些UI設(shè)備進(jìn)行可靠的連接。

概括來說，智能路由器的交互方式主要有兩種：

（1）基于LAN口通訊（含WIFI）的應(yīng)用

基于LAN口通訊的應(yīng)用的主要作用是實(shí)現(xiàn)智能路由器的通訊功能和存儲功能，以及基于這些功能及其核心處理能力實(shí)現(xiàn)的下載、暫存、共享等功能。另外，家用照片打印機(jī)、電子相框等軟件也可以實(shí)現(xiàn)與智能路由器相關(guān)軟件的交互。同時，我們可以在平板電腦、智能手機(jī)、智能電視等產(chǎn)品上通過一定的應(yīng)用對智能路由器進(jìn)行相關(guān)的配置，這些配置與傳統(tǒng)路由器的WEB配置類似。

（2）基于3G/4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

另外，因為智能路由器是介入互聯(lián)網(wǎng)的，我們可以使用手機(jī)等移動設(shè)備的3G/4G功能對其實(shí)現(xiàn)配置和遠(yuǎn)程操作。這些操作比如啟動空調(diào)、啟動儲水式熱水器、查看流量、啟動下載以及對各種智能家電的控制。同時，遠(yuǎn)程查看家庭攝像頭、冰箱探頭、病人護(hù)理探頭、嬰兒探頭的相關(guān)數(shù)據(jù)的功能，也是在智能路由器UI系統(tǒng)中較為實(shí)用的功能。

2.4 AP擴(kuò)展及4G橋接

因為目前大城市高層建筑群中的城市家居往往具有兩個特點(diǎn)：

（1）房間較小，墻體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，WIFI功率需求較高。

（2）移動通訊信號發(fā)射功率無法滿足高密度通訊需要，移動通訊信號較弱，容易斷線。

所以，智能家用路由器應(yīng)該保證寬帶接入的同時，應(yīng)該有較強(qiáng)的基于AP橋接技術(shù)的自擴(kuò)展和自適應(yīng)技術(shù)。同時也應(yīng)該根據(jù)其熱點(diǎn)功能與移動通訊業(yè)務(wù)的信號進(jìn)行互助加強(qiáng)，使得房間內(nèi)的4G信號可以得到放大后供給區(qū)域內(nèi)使用。這些功能都可以在智能家用路由器的固件基礎(chǔ)上通過應(yīng)用擴(kuò)展的方式來實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)束語

隨著家庭移動設(shè)備和家庭智能化設(shè)備的逐漸普及以及SCM在家庭智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸成熟，智能路由器設(shè)備會在市場上表現(xiàn)越來越活躍。通過智能路由器產(chǎn)品，智能家居的各種產(chǎn)品可以形成一個有機(jī)的整體，這是推進(jìn)智能家居發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 王媛.家用智能路由器功能實(shí)現(xiàn)[D].中國電子科技大學(xué)碩士論文，2012.

[2] 劉清源.論智能家居技術(shù)的通訊系統(tǒng)革新[J].現(xiàn)代電子科技，2014（3）：55-56.

[3] 王西洋.安卓系統(tǒng)在智能路由器中的二次開發(fā)[D].山東大學(xué)碩士論文，2013.