论家用智能路由器的技术要素

汪楚奇

摘 要 家用智能路由器产品目前因为市场需求的爆发得到了各大智能产品研发企业的青睐。本文通过讨论智能路由器的需求和实现，分析了智能路由器的技术要素，也提出了智能路由器设计的一系列的建议。

关键词 家用智能路由器 技术要素 需求和实现

中图分类号：TN915.05 文献标识码：A

0引言

随着小米智能路由器的推出，这个“不坏就想不起来他”的家用电器成为了目前较为新潮的家用电器。智能路由器的地位提升，最主要的原因是家用电脑的逐渐淘汰，以往家用电脑提升的大容量存储、持续下载、资源管理等家庭局域网功能，需要由一个新的，更适应这一需求的硬件进行实现。智能路由器应运而生。

1需求分析

1.1 网关功能

首先，家庭局域网规模虽小，但网关要求复杂，基本的家用中心路由器，应该具备将高速以太网或者吉比特以太网转化为WIFI网络以及高速以太网和吉比特以太网的自身交换功能。而事实上，智能路由器要求连接更多的网段，比如家庭的视频监控系统，家庭的综合探头系统，家庭的互动电视系统等，同时要求ADSL或者光纤网络的直接接入。

1.2 安全功能

家用路由器应该带有基本的防火墙功能，防火墙功能应该是可以通过互联网直接获取最新规则的可配置防火墙。这个防火墙可以不使用硬件实现，但是应该编写专用的应用进行管理。同时，因为智能路由器采用的是安卓的开源操作系统，应该有专门的应用对操作系统进行保护。

1.3 存储功能

智能路由器如果要替代家用电脑的功能，首先应该能够满足大部分家用电器（摄像头、DV、相机、手机等）的数据存储和下载影片的存储。所以其存储容量应该是可扩展的，至少应该在1TB以上。

1.4应用扩展

基于安卓操作系统的家用智能路由器，应该支持安卓应用的擴展，保证其功能和固件可以得到最大程度的升级。

2功能实现

2.1主机选型

因为家用智能路由器的终端零售价不应该超过1500元，而其硬件成本不应该超过500元，所以，我们应该选用目前相对普及的ARM系列SCM作为其主机。而综合考虑大容量存储和高速数据桥接传输的需求，应该选用较为高端的ARM设备。综合分析下，基于A7架构的Cubieboard2 双核A20升级版可以基本满足系统需求。改板拥有1GB的RAM，双核处理器，以及较大容量的辅存管理能力。

2.2 接口设计

（1）电源接口

需提供5VAC2A稳定可靠的电源输入。

（2）WAN

提供一个WAN口，同步提供光纤SC接口和10/100/1000Mbps自适应RJ45口的镜像。

（3）LAN

提供一组4个10/100/1000Mbps自适应的RJ45接口作为LAN口。提供一个300MWIFI模块作为LAN口。

2.3 UI设计

传统家用路由器是一个被动设备，其本身使用的UI界面较少，基于LAN口WEB的IIS系统，可以几乎完善的完成其主要的交互和配置功能。但是，智能路由器是一个主动设备，我们需要对其进行较为复杂的操作以适应日常生活对于网络功能的需要，这就使得智能路由器的UI设计格外重要。

鉴于安卓系统本身的部分UI功能，我们通过合理开发联动应用的方式，可以较容易的实现智能路由器与电视机、手机、平板等家用互联网终端设备的UI交互。路由器UI界面的主要作用是使得家庭智能家居系统的相关数据可以与这些UI设备进行可靠的连接。

概括来说，智能路由器的交互方式主要有两种：

（1）基于LAN口通讯（含WIFI）的应用

基于LAN口通讯的应用的主要作用是实现智能路由器的通讯功能和存储功能，以及基于这些功能及其核心处理能力实现的下载、暂存、共享等功能。另外，家用照片打印机、电子相框等软件也可以实现与智能路由器相关软件的交互。同时，我们可以在平板电脑、智能手机、智能电视等产品上通过一定的应用对智能路由器进行相关的配置，这些配置与传统路由器的WEB配置类似。

（2）基于3G/4G网络的应用

另外，因为智能路由器是介入互联网的，我们可以使用手机等移动设备的3G/4G功能对其实现配置和远程操作。这些操作比如启动空调、启动储水式热水器、查看流量、启动下载以及对各种智能家电的控制。同时，远程查看家庭摄像头、冰箱探头、病人护理探头、婴儿探头的相关数据的功能，也是在智能路由器UI系统中较为实用的功能。

2.4 AP扩展及4G桥接

因为目前大城市高层建筑群中的城市家居往往具有两个特点：

（1）房间较小，墙体结构复杂，WIFI功率需求较高。

（2）移动通讯信号发射功率无法满足高密度通讯需要，移动通讯信号较弱，容易断线。

所以，智能家用路由器应该保证宽带接入的同时，应该有较强的基于AP桥接技术的自扩展和自适应技术。同时也应该根据其热点功能与移动通讯业务的信号进行互助加强，使得房间内的4G信号可以得到放大后供给区域内使用。这些功能都可以在智能家用路由器的固件基础上通过应用扩展的方式来实现。

3结束语

随着家庭移动设备和家庭智能化设备的逐渐普及以及SCM在家庭智能家居系统中的应用逐渐成熟，智能路由器设备会在市场上表现越来越活跃。通过智能路由器产品，智能家居的各种产品可以形成一个有机的整体，这是推进智能家居发展的必由之路。

参考文献

[1] 王媛.家用智能路由器功能实现[D].中国电子科技大学硕士论文，2012.

[2] 刘清源.论智能家居技术的通讯系统革新[J].现代电子科技，2014（3）：55-56.

[3] 王西洋.安卓系统在智能路由器中的二次开发[D].山东大学硕士论文，2013.