論家用智能路由器的技術要素

汪楚奇

摘 要 家用智能路由器產品目前因為市場需求的爆發得到了各大智能產品研發企業的青睞。本文通過討論智能路由器的需求和實現，分析了智能路由器的技術要素，也提出了智能路由器設計的一系列的建議。

關鍵詞 家用智能路由器 技術要素 需求和實現

中圖分類號：TN915.05 文獻標識碼：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、持續下載、資源管理等家庭局域網功能，需要由一個新的，更適應這一需求的硬件進行實現。智能路由器應運而生。

1需求分析

1.1 網關功能

首先，家庭局域網規模雖小，但網關要求復雜，基本的家用中心路由器，應該具備將高速以太網或者吉比特以太網轉化為WIFI網絡以及高速以太網和吉比特以太網的自身交換功能。而事實上，智能路由器要求連接更多的網段，比如家庭的視頻監控系統，家庭的綜合探頭系統，家庭的互動電視系統等，同時要求ADSL或者光纖網絡的直接接入。

1.2 安全功能

家用路由器應該帶有基本的防火墻功能，防火墻功能應該是可以通過互聯網直接獲取最新規則的可配置防火墻。這個防火墻可以不使用硬件實現，但是應該編寫專用的應用進行管理。同時，因為智能路由器采用的是安卓的開源操作系統，應該有專門的應用對操作系統進行保護。

1.3 存儲功能

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

1.4應用擴展

基于安卓操作系統的家用智能路由器，應該支持安卓應用的擴展，保證其功能和固件可以得到最大程度的升級。

2功能實現

2.1主機選型

因為家用智能路由器的終端零售價不應該超過1500元，而其硬件成本不應該超過500元，所以，我們應該選用目前相對普及的ARM系列SCM作為其主機。而綜合考慮大容量存儲和高速數據橋接傳輸的需求，應該選用較為高端的ARM設備。綜合分析下，基于A7架構的Cubieboard2 雙核A20升級版可以基本滿足系統需求。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 接口設計

（1）電源接口

需提供5VAC2A穩定可靠的電源輸入。

（2）WAN

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

（3）LAN

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

2.3 UI設計

傳統家用路由器是一個被動設備，其本身使用的UI界面較少，基于LAN口WEB的IIS系統，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備，我們需要對其進行較為復雜的操作以適應日常生活對于網絡功能的需要，這就使得智能路由器的UI設計格外重要。

鑒于安卓系統本身的部分UI功能，我們通過合理開發聯動應用的方式，可以較容易的實現智能路由器與電視機、手機、平板等家用互聯網終端設備的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的相關數據可以與這些UI設備進行可靠的連接。

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）的應用

基于LAN口通訊的應用的主要作用是實現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現的下載、暫存、共享等功能。另外，家用照片打印機、電子相框等軟件也可以實現與智能路由器相關軟件的交互。同時，我們可以在平板電腦、智能手機、智能電視等產品上通過一定的應用對智能路由器進行相關的配置，這些配置與傳統路由器的WEB配置類似。

（2）基于3G/4G網絡的應用

另外，因為智能路由器是介入互聯網的，我們可以使用手機等移動設備的3G/4G功能對其實現配置和遠程操作。這些操作比如啟動空調、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，遠程查看家庭攝像頭、冰箱探頭、病人護理探頭、嬰兒探頭的相關數據的功能，也是在智能路由器UI系統中較為實用的功能。

2.4 AP擴展及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：

（1）房間較小，墻體結構復雜，WIFI功率需求較高。

（2）移動通訊信號發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，智能家用路由器應該保證寬帶接入的同時，應該有較強的基于AP橋接技術的自擴展和自適應技術。同時也應該根據其熱點功能與移動通訊業務的信號進行互助加強，使得房間內的4G信號可以得到放大后供給區域內使用。這些功能都可以在智能家用路由器的固件基礎上通過應用擴展的方式來實現。

3結束語

隨著家庭移動設備和家庭智能化設備的逐漸普及以及SCM在家庭智能家居系統中的應用逐漸成熟，智能路由器設備會在市場上表現越來越活躍。通過智能路由器產品，智能家居的各種產品可以形成一個有機的整體，這是推進智能家居發展的必由之路。

參考文獻

[1] 王媛.家用智能路由器功能實現[D].中國電子科技大學碩士論文，2012.

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

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