隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，智能家居以其便捷、舒適、安全等特點，逐漸走進千家萬戶，成為家裝消費品換新升級的重要方向。在智能家居系統(tǒng)中，網關扮演著中樞控制器的角色，負責將各種設備連接到互聯(lián)網上，實現(xiàn)數據的傳輸和控制。

智能家居中的網關按支持的無線協(xié)議劃分，可以分成藍牙網關、ZigBee網關、Lora網關、LTE網關和RBF網關（其中RBF為東勝自主開發(fā)的私有協(xié)議）等。同時，我們也可以按照客戶需求進行多協(xié)議網關定制，對各種無線協(xié)議進行自由組合。

對智能家居廠商或品牌商而言，從零開始研發(fā)網關面臨諸多挑戰(zhàn)，缺乏專業(yè)硬件知識、團隊和經驗可能承擔成本、技術等風險。

東勝物聯(lián)作為AIoT硬件設備供應商，擁有多年的網關設計、研發(fā)、生產和制造經驗，可為廣大客戶提供定制智能網關ODM服務。

我們深知，對于沒有網關研發(fā)經驗的企業(yè)來說，快速上市優(yōu)質的產品是至關重要的。東勝以產品經理+技術支持+銷售工程師為核心的鐵三角團隊為企業(yè)提供服務，快速響應物聯(lián)網方案的設計與開發(fā)，從訂單到交付全程項目管理，加速客戶高質量、高性價比的產品上市。

我們將推出系列文章，帶您了解網關定制開發(fā)。本文以智能家居中常見的ZigBee網關為例，從ZigBee網關的主控、操作系統(tǒng)、天線設計的選擇思路出發(fā)，討論網關定制中的關鍵因素，并通過東勝物聯(lián)DSGW-030，DSGW-210等ZigBee網關方案的說明，幫助您進行ZigBee網關選型。如您需網關定制開發(fā)，請聯(lián)系我們咨詢。

01選擇合適的主控平臺

在進行主控平臺選擇時，我們具有較多的品牌及型號選擇，如RK3328，NXPIMAX6U11，MT7620，我們可以根據自己傳輸數據流的大小及價格，針對 RAM，ROM，主頻及各參數來進行選擇。

大RAM的優(yōu)點

在進行網關選擇時，我們可以盡量選用較大的 RAM 內存。較大的 RAM 有以下優(yōu)點：

快速數據訪問：RAM 是計算機中最快速的存儲器之一，設計目標就是提供高速的讀寫訪問能力，以滿足計算機對數據的快速處理需求。大容量 RAM 意味著更多的數據可以存儲在高速的 RAM 中，從而加快數據的讀寫速度。

臨時存儲：RAM 在計算機中扮演著臨時存儲器的角色。當計算機運行應用程序時，它會將需要處理的數據和指令加載到 RAM 中，以便 CPU（中央處理器）能夠快速訪問和操作這些數據。因此，更大的 RAM 容量意味著計算機可以處理更大的臨時數據集合，這在進行復雜計算或運行大型應用程序時尤為重要。

多任務處理：大容量 RAM 對于多任務處理至關重要。在操作系統(tǒng)中，當用戶同時運行多個應用程序時，RAM 允許計算機在不同應用程序之間進行快速切換，確保每個應用程序都能獲得足夠的內存空間和計算資源，從而實現(xiàn)流暢的用戶體驗。

數據緩存：大容量 RAM 還可以用于頻繁訪問的數據的緩存，從而提高系統(tǒng)響應速度。

圖像處理：在圖形處理中，大容量 RAM 用于存儲圖像幀緩存、圖像濾波系數等，以加快圖像處理速度。

選擇網關RAM的大小是一個需要根據實際需求和預算進行權衡的過程。在選擇時，可以綜合考慮網絡數據量、處理任務的復雜度、緩存需求、未來擴展計劃、預算以及技術兼容性等因素。同時，也可以參考網關制造商的建議或規(guī)格說明，以確保選擇到合適的RAM大小。

大ROM的優(yōu)點

大 ROM（只讀存儲器）的優(yōu)點主要包括以下幾個方面：穩(wěn)定性高：ROM 中的數據是以螺旋狀的方式從內到外散開來的，因此即使讀取十萬次，數據也不會發(fā)生變化，具有極高的穩(wěn)定性。非易失性：ROM 是一種只能讀取而不能寫入信息的存儲設備，數據一旦被寫入就無法更改或刪除，因此具有很高的可靠性。集成度高：ROM 的結構簡單，集成度高，使得生產成本降低。速度快：ROM 的讀取速度非?？?，使得計算機可以高效地訪問存儲的數據。功耗?。篟OM 的功耗相對較低，有利于節(jié)能和延長設備的使用壽命。在選擇網關ROM（只讀存儲器）的大小時，需要綜合考慮多個因素。首先，需要了解網關將執(zhí)行的功能和所需的操作系統(tǒng)、固件及應用程序的存儲空間。這包括操作系統(tǒng)本身的大小、必要的驅動程序以及任何預裝的應用程序。其次，考慮網關的預期使用壽命和可能的固件或軟件更新。隨著技術的不斷發(fā)展，可能會有新的固件或軟件更新來增強網關的功能或修復潛在的安全問題。因此，需要為未來的更新預留足夠的空間。另外，如果您計劃自定義網關的功能或開發(fā)特定的應用程序，這也需要額外的存儲空間。最后，還需要考慮預算和硬件的兼容性。一般來說，ROM容量越大，成本可能會越高。因此，在預算范圍內選擇合適的ROM大小是很重要的。同時，需要確保所選的ROM大小與網關的硬件平臺兼容。建議在了解這些需求的基礎上，參考網關制造商提供的建議或規(guī)格說明，選擇適當的ROM大小。請注意，具體的ROM大小選擇可能因不同的網關型號、應用場景和預算而異。

主控更高主頻的優(yōu)點

處理器更高主頻的優(yōu)點：更強的性能：主頻與 CPU 的運算速度直接相關，因此更高主頻的 CPU 能夠更快地完成計算任務，提供更流暢的用戶體驗。這對于需要進行大量計算的專業(yè)應用、游戲等領域尤為重要。提高計算機的響應速度：在操作計算機時，很多操作都需要等待計算機的響應，如打開軟件、復制粘貼文件等。更高主頻的 CPU 能夠更快地響應這些操作，使計算機更加流暢。更高的處理數據能力：主頻可以理解為 CPU 處理數據的能力和速度。主頻越高，則意味著 CPU 處理數據的速度越快，效率越高。

選擇網關主控的主頻需要綜合考慮性能需求、功耗與散熱、兼容性與擴展性以及預算限制等因素。

建議在選擇前了解不同主頻主控的性能表現(xiàn)和價格差異，并結合您的實際需求進行選擇。DSGW-030 ZigBee智能網關，采用MTK7688 主控平臺，具有高性能、高性價比、易于開發(fā)等特點。DSGW-030支持多種無線協(xié)議包括ZigBee 3.0，Bluetooth 5.2，Wi-Fi 2.4G。它支持從 Zigbee 3.0，BLE 終端設備獲取數據，并通過 Wi-Fi 2.4G 和以太網將其發(fā)送到云端。

DSGW-210邊緣計算網關，支持ZigBee、BLE、Z-Wave等多協(xié)議, 采用RK3328主控平臺，提供模塊化配置滿足各類開發(fā)所需，完美適用于住宅和商業(yè)場景的智能設備開發(fā)。

02選擇合適的操作系統(tǒng)

在選擇網關的操作系統(tǒng)時，可以根據自己的需求來進行選型。常見的操作系統(tǒng)類型有 Linux，Andriod ，RTOS ，Debian 等。分類型列出以下系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

Linux 系統(tǒng)

Linux 系統(tǒng)的優(yōu)點：開源：源代碼公開，用戶可以自由查看和修改系統(tǒng)的源代碼。安全性：系統(tǒng)更加安全，提供了多層次的用戶權限管理和訪問控制。穩(wěn)定性：Linux 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，常用于服務器領域，長時間運行不會出現(xiàn)崩潰。免費或低成本：大多數 Linux發(fā)行版是免費的，可以節(jié)省計算機硬件和維護成本。兼容性：Linux 與 UNIX 系統(tǒng)兼容，可以運行大量 UNIX 上的應用程序。多用戶多任務：支持多用戶同時登錄，并且可以為每個用戶分配不同的任務和權限。廣泛的硬件支持：由于開源，有大量的硬件支持，包括驅動程序?？啥ㄖ菩裕河脩艨梢愿鶕枰远x系統(tǒng)，安裝必要的軟件包。

Linux 系統(tǒng)的缺點：

學習曲線：相對于 Windows 用戶可能需要一些時間來熟悉和學習如何使用 Linux命令行。圖形界面：雖然圖形界面更易于使用，但有些任務可能需要通過命令行來完成。技術支持：由于 Linux 不是主流操作系統(tǒng)，因此在遇到問題時可能難以找到官方支持。界面不友好：相對于 Windows 較為個性化，用戶界面可能不如 Windows 直觀。需要技術：一些用戶可能認為需要較高的技術知識來安裝和維護 Linux 系統(tǒng)。

Andriod 系統(tǒng)

Andriod 系統(tǒng)的優(yōu)點：

多樣性的設備適配性：Android 系統(tǒng)適配了眾多品牌、型號的移動設備，包括手機、平板電腦、電視、手表等，提供了豐富的產品選擇。

開放的生態(tài)系統(tǒng)：Android 系統(tǒng)采用開源模式，允許開發(fā)者自由訪問、修改和定制操作系統(tǒng)，促進了技術創(chuàng)新和靈活性。

豐富的應用生態(tài)系統(tǒng)：Android 系統(tǒng)擁有龐大的應用生態(tài)系統(tǒng)，包括 Google Play 應用商店和其他第三方應用市場，提供了海量的應用供用戶下載和使用。

強大的開發(fā)工具和支持：Android 系統(tǒng)提供了豐富的開發(fā)工具和支持，如 Android Studio 開發(fā)環(huán)境、Java 編程語言等，幫助開發(fā)者高效地進行應用開發(fā)和測試。

廣泛的用戶基礎：Android 系統(tǒng)在全球范圍內擁有廣泛的用戶基礎，為應用開發(fā)者提供了巨大的市場機會。

全球市場份額領先：Android 系統(tǒng)在全球范圍內的市場份額超過 85%，是開發(fā)者投放市場的首選平臺。

支持多種開發(fā)語言和框架：Android 系統(tǒng)支持多種編程語言和開發(fā)框架，如Java、Kotlin等，方便開發(fā)者根據自身技術背景選擇。

Andriod 系統(tǒng)的缺點：

安全性問題：由于 Android 系統(tǒng)的開源性質，它可能成為惡意軟件和病毒的目標。盡管有安全措施，但安全風險仍然存在。

性能問題：Android 系統(tǒng)的性能可能因設備多樣性和高度模塊化而受到影響，導致運行效率不高、卡頓或延遲現(xiàn)象。

碎片化問題：由于各品牌廠商對 Android 系統(tǒng)的定制和修改，導致不同設備上的系統(tǒng)版本和界面存在差異，增加了開發(fā)者的適配難度和用戶的體驗不一致性。

隱私泄露風險：盡管 Android 系統(tǒng)提供了一些隱私設置選項，但用戶仍需關注隱私泄露問題，應用程序可能會收集敏感信息。

應用質量參差不齊：盡管有優(yōu)質的應用程序，但 Android 平臺上也存在大量質量低劣的應用程序，可能影響用戶體驗。

RTOS 系統(tǒng)

RTOS 系統(tǒng)的優(yōu)點：實時性：RTOS 具有快速響應外部事件的能力，確保系統(tǒng)能夠在確定的時間內對外部事件作出反應，適合需要實時控制的場景。可靠性：通過優(yōu)先級調度和資源管理，RTOS 減少了任務沖突和資源爭用的可能性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？深A測性：RTOS的任務調度和時間管理使得任務執(zhí)行時間可預測，便于系統(tǒng)設計和優(yōu)化。多任務支持：RTOS能夠同時管理多個任務，提高了系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。易于維護和擴展：RTOS提供了豐富的 API 和組件，使得系統(tǒng)開發(fā)和維護更加便捷。模塊化設計：RTOS鼓勵將軟件功能創(chuàng)建為獨立的、驗證過的任務，其獨立性使得在其它設計中重用這些模塊變得很簡單。

RTOS 系統(tǒng)的缺點：復雜性：相對于裸機編程，RTOS的引入增加了系統(tǒng)的復雜性，需要更多的學習和理解。資源占用：RTOS 本身需要占用一定的系統(tǒng)資源，包括內存和處理器時間，對于資源受限的嵌入式系統(tǒng)來說，這是一個需要考慮的因素。開發(fā)成本：使用 RTOS 進行開發(fā)可能需要購買商業(yè)許可證或支付相關的開發(fā)費用，增加了開發(fā)成本。調試難度：由于 RTOS 的并發(fā)性和實時性特點，調試 RTOS 系統(tǒng)可能比裸機編程更加困難。

Debian 系統(tǒng)

Debian 系統(tǒng)的優(yōu)點：穩(wěn)定性：Debian 的穩(wěn)定版注重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，適用于生產環(huán)境和服務器等關鍵應用場景。安全性：Debian 擁有強大的安全機制，包括自帶的防火墻和 SELinux 系統(tǒng)安全模塊，能有效保護系統(tǒng)安全，減少攻擊和漏洞的風險。更新及時：Debian 擁有強大的軟件更新系統(tǒng)，能快速更新軟件包和內核，保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。免費開源：Debian 是完全免費的開源軟件，用戶可以自由分發(fā)、使用和修改。軟件包豐富：Debian 官方軟件倉庫擁有豐富的軟件包，可以滿足各種應用場景的需求，同時還支持源碼編譯安裝。易于維護：Debian 采用 APT 包管理系統(tǒng)，方便用戶安裝、升級和刪除軟件包，簡化了系統(tǒng)維護和管理的工作。多架構支持：Debian 支持多種處理器架構，包括 x86、AMD64、ARM 等，可以在各種設備上運行。

Debian 系統(tǒng)的缺點：版本更新緩慢：雖然 Debian 的穩(wěn)定性得到了廣泛認可，但其版本更新速度相對較慢，因為發(fā)行版本需要經過嚴格的測試和審查。用戶不友好：在某些方面，Debian 可能不如其他 Linux 發(fā)行版那么用戶友好，特別是在初次安裝和配置時。社區(qū)驅動響應不及時：Debian 的開發(fā)和維護由龐大的志愿者社區(qū)負責，雖然這保證了系統(tǒng)的自由和開放性，但也可能導致在某些情況下，支持和響應不夠及時。

東勝物聯(lián)智能可編程網關是為企業(yè)級物聯(lián)網開發(fā)者量身定制的硬件解決方案，通過提供成熟且完整的硬件平臺，支持各種操作系統(tǒng)，包括但不限于Linux、Andriod、RTOS、Debian、OpenWrt等，客戶能夠輕松移植或自主開發(fā)應用程序，或基于開源SDK進行底層固件修改與二次開發(fā)，簡化企業(yè)在物聯(lián)網產品和解決方案開發(fā)過程中的復雜性，助力客戶以更高效的速度實現(xiàn)技術創(chuàng)新和產品落地。

03根據通信距離選擇網關的外觀及尺寸

我們在進行ZigBee網關選型時，ZigBee的通信距離也是我們選型的主要考慮項。如果我們希望ZigBee的通信足夠遠，那該如何進行選擇呢？

從天線的類型選擇合適的ZigBee網關ZigBee網關常用的天線形式有很多，在天線已經調至最優(yōu)的情況下，通常對其輻射性能做以下排序：外置玻璃鋼天線＞外置棒狀天線＞內置 FPC 天線＞板載天線＞陶瓷天線。

從天線的尺寸選擇合適的ZigBee網關

在天線調試到最優(yōu)狀態(tài)來說，越大的天線尺寸和凈空面積，意味著更好的天線性能。

示例 1.以下面兩根天線為例。ANT（左）的長度為 208mm，2440Mhz 效率 60%，增益 3dBiANT（右）的長度為 116mm。2440Mhz 效率 45%，增益 1dBi

示例2.

以PSA的陶瓷天線 RFANT3216120A5T 為例，若凈空面積小于以下凈空需求，則天線效率會低于預期。

從傳導參數選擇合適的ZigBee 網關

為了提高傳輸距離，我們在芯片選擇和軟件設置時，可以通過關注以下板級參數來進行選型。以 EFR32MG21 為例，可以選擇大功率，高靈敏度的芯片，同時若網關的傳輸數據量需求較小，我們可在軟件中設置，選擇較低傳輸速率的模式來保證通信距離。

（1）功 率 有 10dBm 及 20dBm 的版本選擇 ， 20dBm 的通信距離遠大 于 10dBm 。

(2)低速率的模式靈敏度更高

在本文中，我們詳細探討了影響ZigBee智能網關選型的三個關鍵組件，這些都是您定制網關時需要考慮的因素。選擇合適的硬件平臺和軟件環(huán)境是確保網關性能和可靠性的關鍵。同時，合適的天線設計可以大大增加系統(tǒng)的覆蓋范圍和信號質量。因此，開發(fā)者在設計和實施階段需要綜合考慮這些因素，確保最終產品能夠滿足預期的性能標準和用戶需求。

隨著技術的不斷進步和市場需求的變化，ZigBee智能網關的開發(fā)也應持續(xù)追蹤最新的技術趨勢和行業(yè)標準，以保持競爭力和創(chuàng)新性。希望本文能為您提供有價值的信息和靈感，助力企業(yè)的產品研發(fā)。如您正在尋找定制開發(fā)網關方案的廠商，歡迎聯(lián)系東勝物聯(lián)咨詢~

關于東勝物聯(lián)

東勝（Dusun）成立于2005年，旗下有子公司杭州軟庫科技有限公司。東勝物聯(lián)以嵌入式軟硬件開發(fā)及物聯(lián)網通信技術為核心，為客戶在物聯(lián)網與行業(yè)應用結合過程中產生的“場景碎片化”問題，提供專業(yè)的一站式嵌入式物聯(lián)網產品化解決方案。憑借快速的OEM/ODM能力、專業(yè)服務能力、完整解決方案能力使其在行業(yè)享有不錯的口碑。其中，快速OEM能力支持從logo、包裝、固件等更改，ODM能力則可以支持多類型芯片平臺、多操作系統(tǒng)、多標準功能模塊化，快速滿足客戶的多樣化需求，有效縮短產品開發(fā)周期，為客戶靈活定制各種物聯(lián)網嵌入式產品，實現(xiàn)從概念到成品的一站式服務。