CN201114586Y - 一种无线路由网关设备 - Google Patents

Abstract

一种无线路由网关设备，包括：用于通过无线方式与互联网之间进行信息交互的无线模块，以及与无线模块连接通信，并提供多个用户接口，用于为多个用户提供网络访问互联网的服务的路由模块；其中，所述的无线模块还设置有USB接口，用于通过该USB接口为接入的终端设备提供无线上网服务。由于在无线路由网关设备的无线模块上提供USB接口，从而可以使得无线路由网关设备能够方便地与计算机连接并作为USB MODEM实现单用户无线上网，克服了现有技术存在的问题，使得无线路由网关设备不仅可以用于为多用户提供上网服务，同时还可以满足单用户上网的需求。

Description

一种无线路由网关设备

技术领域

本实用新型涉及一种路由网关技术，尤其涉及一种无线路由网关设备。

背景技术

目前，终端设备以无线方式接入网络通常可以利用无线路由网关设备或USB Modem(USB调制解调器)实现。

无线路由网关设备通常是以UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，即通用移动通信系统)或者CDMA EVDO(演进的码分多址)等技术接入互联网，并可以通过以太网和WLAN(无线局域网)实现多用户上网。现有的无线路由网关设备及其各接口部分的连接关系如图1所示，其中包括：天线1、电源开关2、复位按钮3、电源指示灯4、网络接口5、电源适配器6、网线7，以及计算机网络接口8；从图1中可以看出，该类无线路由网关设备可以方便的实现多用户上网的功能，并且它还提供了较多的处理功能，例如，提供DHCP server(动态主机配置协议服务器)功能，提供自动分配私网IP地址的功能，以便在用户上网过程中自动实现IP地址的NAT(网络地址转换)功能，等等，导致网关设备功耗较大，为此，针对该类网关设备通常需要采用外接电源的方式供电。

USB Modem也是通过UMTS或者CDMA EVDO等技术接入互联网，通过USB接口直接与台式计算机或者笔记本电脑的USB端口连接，以从与其连接的计算机上取电，实现单机无线上网。该USB Modem设备具有体积较小，易于携带等特点，比较适合商旅人士在没有外接电源的情况下进行笔记本电脑无线上网。但是，该设备仅能通过取电的计算机进行单用户上网，而不具备通过以太网和WLAN(无线局域网)实现多用户上网的功能。

在实现本实用新型过程中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

(1)现有的无线路由网关设备因其功耗较大，使得其在无外接电源供电的情况下无法为终端设备提供网络接入服务。

(2)现有的USB Modem则由于其实现的功能过于简单，导致无法满足多用户上网的需求。

因此，现有的提供无线接入服务的设备无法满足用户的各种需求。例如，用户需要实现单用户上网功能时，需要将无线路由网关中的SIM卡更换到USB Modem中，用USB Modem进行单用户上网；如果需要多用户上网，则需要将SIM卡再换回到无线路由网关设备中，以采用无线路由网关设备满足多用户上网的需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种无线路由网关设备，使得其能够通过与计算机的USB端口连接作为USB Modem，实现单用户无线上网的功能。

本实用新型实施例提供了一种无线路由网关设备，包括：

无线模块，用于通过无线方式与互联网之间进行信息交互；

路由模块，与无线模块连接通信，并提供多个用户接口，用于为多个用户提供网络访问互联网的服务；

其中，所述的无线模块还设置有USB接口，用于通过该USB接口为接入的终端设备提供无线上网服务。

由上述本实用新型实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例是在无线路由网关设备的无线模块上提供USB接口，以使得无线路由网关设备可以方便的与计算机连接并作为USB MODEM实现单用户无线上网，克服了现有技术存在的问题，使得无线路由网关设备不仅可以用于为多用户提供上网服务，同时还可以满足单用户上网的需求。

附图说明

图1为现有技术提供的无线路由网关设备的示意图；

图2为本实用新型实施例的网关设备的各模块及USB接口的连接示意图；

图3为本实用新型实施例的路由模块的路由器单板二次电源变换原理图；

图4为本实用新型实施例的DC/DC电源使能控制原理示意图；

图5为本实用新型实施例的USB接口的切换开关(USB SWITCH)控制原理示意图；

图6为本实用新型实施例提供的USB接头结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例是在无线路由网关设备中的无线模块上提供一个USB接口，使得个人计算机等终端设备可以通过该USB接口接入到网络中，此时的无线路由网关设备实现的功能类似USB Modem实现的功能。

进一步地，该无线路由网关设备提供的USB接口是复用接口，即这个USB接口既可以作为与计算机USB端口连接的接口也可作为设备的外部电源供电口，该无线路由网关设备可以自动识别该USB接口当前外接的供电电源设备还是终端设备，如个人计算机等，若USB接口当前外接的是供电电源设备，则该设备的路由模块和无线模块同时工作，以为多个用户提供上网服务，即实现无线路由网关设备的所有功能；若USB接口外接的是终端设备，则该无线路由网关设备仅实现USB Modem功能，即仅为该单个终端设备提供上网服务，具体可以通过关闭路由模块供电电源的处理方式实现，从而使得终端设备能够通过该复用接口(即USB接口)为无线模块提供电源信号，并实现终端设备与无线模块之间的数据信号的传输。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图对本实用新型实施例的具体实现方式进行详细说明。

实施例一

在该实施例中，提供的具有USB MODEM功能的无线路由网关设备具体可以包括以下处理单元：

(一)主控单元，主要是由主控CPU及外围电路构成，用于协调、控制各模块，实现整个设备的工作；

相应的主控单元具体可以包括以下处理单元：

(1)判断处理模块，用于判断所述的USB接口接入的是外接电源还是终端设备的USB接口；

若外接电源采用将电源的中USB接头的D+和D-短接的连接方式，则该判断处理模块具体可以包括：

设置模块，用于在软件上电运行后，将USB接口中的D+线电平拉高，D-线电平拉低；

判断执行模块，用于在经过预定时间后，若判断D-上的电平为高电平，则确定外部连接的是电源，否则，确定外接的是终端设备的USB接口。

(2)切换开关控制模块，用于在所述判断处理模块确定所述的USB接口接入的是外接电源时，通过切换开关控制该USB接口为网关设备中的各模块供电；在所述判断处理模块确定所述USB接口接入的是终端设备的USB接口时，通过切换开关控制仅为无线模块供电或停止为路由模块供电，同时，还通过该USB接口为无线模块供电，以及实现无线模块与接入的终端设备的数据交互，从而保证终端设备此时可以通过无线模块获得接入服务。

(二)无线模块，用于实现无线通信服务，即用于通过无线方式与互联网之间进行信息交互，以实现无线接入；

(三)路由模块，与无线模块连接通信，其提供多个用户的接口，包括无线局域网接口、以太网接口等，通过各种接口与各个用户之间进行通信，通过所述无线模块为各用户提供访问网络的服务；

所述无线模块和路由模块通过USB总线连接通信，USB总线上还可以连接有USB接口，该USB接口可以使连接到其上的个人计算机等终端设备与设备内部的无线模块连接形成数据通路，并通过两者之间的信息交换，实现所连终端设备的无线上网功能。

在该实施例中，无线路由网关设备通过无线模块提供的USB接口可以为复用接口，具体可以为：

(1)该USB接口与外部供电设备连接时作为电源供电接口，由外部供电设备为整个无线路由网关设备供电，此时，无线路由网关设备可以提供其所能提供的所有功能，即实现了完整的无线路由网关设备的功能；

(2)该USB接口与个人计算机等单个终端设备的USB接口连接时，则由所连接的终端设备为整个设备供电，此时，该无线路由网关设备作为USBMODEM使用，使连接于该USB接口的终端设备仅与无线路由网关设备内部的无线模块形成数据通路，实现为该单个终端设备提供无线上网服务。

为使得所述的USB接口作为复用接口时的功能，该USB接口具体可以是通过切换开关连接到无线模块与路由模块连接的USB总线上实现，主控单元通过切换开关的控制使能端判断USB接口的连接状态：如果测得USB接口连接的是外部供电设备，即测量由外部供电设备为无线路由网关设备供电，则主控单元控制切换开关切换接通无线模块与路由模块连接的USB总线通路及接通路由模块的电源，以使得无线路由网关设备能够通过路由模块为多个用户提供上网服务；如果测得USB接口连接到某个终端设备的USB端口，即由该终端设备供电，则主控单元控制切换开关切换并接通无线模块与USB接口的连接通路及关闭路由模块的供电电源，使得无线路由网关设备作为所连终端设备的USB MODEM，以为该单个终端设备提供上网服务。

在无线路由网关设备中，为实现单用户接入和多用户接入的支持，具体可以在无外接电源设备供电的情况下，切换到通过USB接口为单个接入的终端设备提供网络接入服务状态下，并由该单个终端设备为无线路由网关设备中的无线模块供电；在有外接电源设备供电的情况下，则切换到通过路由模块的多个用户接口为多个用户提供网络接入服务的状态下。即通过电源控制和数据通路控制过程实现相应的切换操作，相应的，具体的电源控制和数据通路控制过程分别可以采用如下实现方案：

(1)电源控制过程

主控单元的软件需要判断出USB接口连接的是外部供电设备还是PC机等终端设备的USB接口，如果是接终端设备的USB接口，则关闭构成路由模块的路由器单板的电源；如果是连接外部供电设备，则打开所述路由器单板的供电电源；

如图3、图4所示，图3是无线路由网关设备中路由器单板二次电源DC/DC3.3V变换原理图，图4是电源DC/DC使能控制图，当通过USB接口给无线路由网关设备提供标准直流电压5V输入VDD5.0，在路由器单板中通过或非门控制Q1003MOS管的状态来达到开启或者切断VDD电源，可达到控制整个路由器单板进而控制路由器单板中的路由模块的工作状态的目的。

当无线路由网关设备与单个终端设备的USB接口连接时，主控模块的路由器单板的电源电路的默认状态是关闭的，只有在主控单元的主控CPU判断所述USB接口外接的为外部供电设备时才控制这部分电源电路有电压输出。VDD电源通过两个10uF耐压10V和一个耐压100nF陶瓷电容滤波后与DC-DC(直流-直流)芯片U1001电源输入电压端相连。通过调整芯片该U1001外部FB反馈输入端(调整后芯片U1001内部运算放大器输入量也相应会变化)调整外围的电阻值可获得稳压输出，假设分别选择所述的电阻值为15K和39K，SW外接输出电感22μH转换端输出3.3V电压提供给路由器单板。

其中输出电压调整公式为：

$V_{\mathrm{FB}}=V_{\mathrm{OUT}}\frac{R2}{R1-R2}$ $V_{\mathrm{OUT}}=0.92\×\frac{R1+R2}{R2}$

输出V_OUT为3.3V时，当下拉电阻R1002为15kΩ可计算出上拉电阻R1003电阻大约为39kΩ。

(2)数据通路控制：

无线路由网关设备，要实现无线网关和USB Modem两种状态的复用，USB数据通路的也要复用，当工作在USB Modem状态时，无线模块的USB数据通路直接引出到USB接口，当设备工作在无线网关方式时，无线模块的USB通路切换到路由器模块的USB通路上去，实现USB数据通路的互连。

当无外部供电设备的情况下，无线路由网关设备可以直接连接单个终端设备的USB接口，通过单个终端设备的USB接口取得工作电源，利用内部无线Modem(即无线模块)可以直接上网，如通过网络进行收发短信等操作，此时的无线路由网关设备的功能与USB MODEM功能类似。本实用新型实施例提供的无线路由网关设备每次工作时均可以默认从USB MODEM模式下启动，并在USB接口连接输入信号时，便会自动判断在该USB接口上连接的是单个终端设备还是外部供电设备，根据判断结果，当连接的是外部供电设备时，打开路由器单板的电源电路，以进行上电的判断和切换工作。如图5所示，具体是在实现主控单元功能的主控单板中由主控CPU做出上电后的判断，并控制USB切换开关(USB SWITCH)的S控制使能端。以使得USBSWITCH在主控CPU的控制下实现切换工作。

本实用新型实施例中无线路由网关设备判断连接的设备是电源还是PC机的USB线的具体实现方式可以但不限于包括：

参照图6所示，在电源的USB接头中，将USB接头的D+和D-短接；之后，在无线路由网关设备的软件上电运行在BOOT阶段时，配置D+和D-线，将D+线电平拉高，D-线电平拉低；在经过预定时间(如50ms)后，读取D-上的电平，如果D-的电平也为高，则说明D+和D-通过外接电源的USB接口实现了短接，即确定外部连接的是电源，进而确定无线路由网关设备工作在ROUTER模式，否则，若D-的电平为低，则确定无线路由网关设备工作在USB MODEM模式。

当然，也可以采用其他设置和判断方式实现外接电源或PC机的USB线的判断处理。

综上所述，本实用新型实施例中将无线路由网关设备和USB Modem的功能有机结合起来，并通过USB接口复用的方式，使得无线路由网关设备可以根据其连接外部电源或终端设备的不同状态，在无线路由网关和USBMODEM功能之间自动切换，从而使终端设备的用户可以在没有外接电源的情况下，同样能够使用终端设备中的电池供电，完成单终端设备的上网功能，使用户的使用更加便利，有效克服了现有技术中的无线路由网关设备使用场合受限及使用不便等问题。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1、一种无线路由网关设备，其特征在于，包括：

无线模块，用于通过无线方式与互联网之间进行信息交互；

路由模块，与无线模块连接通信，并提供多个用户接口，用于为多个用户提供网络访问互联网的服务；

其中，所述的无线模块还设置有USB接口，通过该USB接口为接入的终端设备提供无线上网服务。

2、根据权利要求1所述的无线路由网关设备，其特征在于，所述设备还包括主控单元，用于在终端设备通过所述无线模块直接获得无线上网服务时，停止为该网关设备中的其他模块供电。

3、根据权利要求2所述的无线路由网关设备，其特征在于，所述的USB接口为复用接口，通过该复用接口能够提供电源信号和数据信号的传输。

4、根据权利要求3所述的无线路由网关设备，其特征在于，所述的主控单元具体包括：

判断处理模块，用于判断所述的USB接口接入的是外接电源还是终端设备的USB接口；

切换开关控制模块，用于在所述判断处理模块确定所述的USB接口接入的是外接电源时，控制通过该USB接口为网关设备中的各模块供电；在所述判断处理模块确定所述USB接口接入的是终端设备的USB接口时，停止为路由模块供电，并通过该USB接口为无线模块供电，以及实现无线模块与接入的终端设备的数据交互。

5、根据权利要求4所述的无线路由网关设备，其特征在于，所述的判断处理模块包括：

设置模块，用于在软件上电运行后，将USB接口中的D+线电平拉高，D-线电平拉低；

判断执行模块，用于在经过预定时间后，若判断D-上的电平为高电平，则确定外部连接的是电源，所述电源的中USB接头的D+和D-短接，否则，确定外接的是终端设备的USB接口。

6、根据权利要求1至5任一项所述的无线路由网关设备，其特征在于，所述的路由模块还设置有用于连接多个终端设备的多个以太网口和/或无线局域网口。

Images