CN102571638A - 一种具备采集分析功能的多模网关 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种应用广泛的具有数据采集分析功能的多模网关，包括：主控单元、电源单元、储能单元、有线传输单元、无线传输单元、存储单元、数据采集单元、接口单元和人机交互单元。该多模网关不仅能支持10M/100Mbps网口和ADSL有线上网方式，还能支持GSM、GPRS、3G、4G等无线上网方式，同时支持在线下载，并将下载的数据储存至存储单元内。该多模网关还具有采集和分析数据的功能，凭借其体积小巧、功能强大、接口齐全、传输便捷的优势，方便应用到各种场所采集各类数据。所有功能均能通过LCD触摸屏直接操作，直观便捷。

Description

一种具备采集分析功能的多模网关

技术领域

本发明申请涉及一种多模网关，尤其是一种具备采集分析功能的多模网关，属于网络信息技术领域。

背景技术

众所周知，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门，同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关，顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。

SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)又名同步动态随机存储器，同步是指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准，动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失，随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

FLASH为“闪存”，是EEPROM的一种，但存储速度较快，制作工艺优良。其中NandFlash一般比较大，而NorFlash比较小，并且NorFlash比较贵，并且NorFlash写的速度比较慢，但读的速度比较快，而NandFlash读的速度比较慢，写的速度比较快。nandflash用于存储，而norflash除了存储数据功能外，还可以直接在上面运行程序，至于dataflash则是一个抽象概念，可以由norflash、nandflash构成。

随着计算机通讯领域技术的飞跃发展，网络已经走进了千家万户，但是目前家庭网关产品功能比较单一，支持的网络传输模式比较少，停电后无法持续工作，而且无人机交互界面，这些缺点都限制了网络的普及和推广。

发明内容

本发明申请即是针对目前网关产品功能单一的缺陷，提供一种具备采集分析功能的多模网关，其通过连接不同的外部设备形成一个家庭网关或是数据采集装置，具有功能强大、配置灵活，能够进行智能化自动管理、耗能低的优点。

具体来说，本发明申请所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的多模网关包括主控单元、电源单元、储能单元、有线传输单元、无线传输单元、存储单元、数据采集单元、接口单元、人机交互单元，其中，

1、主控单元连接电源单元和储能单元，由电源单元或储能单元供电并监控所述的电源单元和储能单元；

2、电源单元连接外部电源，并在市电正常时给其他各单元供电；

3、储能单元连接电源单元，该储能单元在电源单元接电时储存电能，在电源单元断电时，提供所述的多模网关的工作电源；

4、有线传输单元连接主控单元，作为家庭网关中的有线传输；

5、无线传输单元连接主控单元，作为家庭网关中的无线传输，支持所有的移动通讯方式；

6、存储单元连接主控单元，用于存储所述多模网关的各配置参数以及所有下载数据；

7、数据采集单元连接主控单元，用于采集各类数据；

8、接口单元连接主控单元，用于为外部设备提供丰富的接口，方便各类设备的数据采集与传输；

9、人机交互单元连接主控单元，用于显示状态、查看配置数据和操作各项功能。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述无线传输单元支持的移动通讯方式包括GSM、GPRS、3G或4G制式。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的主控单元包括：CPU、SDRAM、DATAFLASH、NANDFLASH和NORFLASH，其中SDRAM、DATAFLASH、NANDFLASH和NORFLASH分别与CPU实现双向数据传输。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的CPU包括ARM9处理器。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的电源单元包括滤波器和整流器，其中，

1、滤波器用于对输入电流进行滤波；

2、整流器的输入端连接到滤波器的输出端，其输出端连接到所述的主控单元及储能单元，所述的整流器用于将交流的输入电压转换成直流的输出电压，并将输入电压变压为所述的多模网关各单元的运行电压。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的有线传输单元支持10M/100Mbps自适应网口和ADSL。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的存储单元具有若干常用存储介质接口，用于存储在线下载的数据。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述存储单元的存储介质接口包括USB接口或SD卡接口。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的接口单元包括USB接口、SD卡接口、RS232传输单元、RS485传输单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元或干节点输入输出单元。

所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的人机交互单元包括高分辨率的LED背光TFT液晶显示器和电阻式触摸屏，其中液晶显示器主要用于显示多模网关的运行状态和告警信息，触摸屏用以实现设备配置参数的输入、历史记录数据查询的操作。

本发明所述的具备数据采集分析功能的多模网关优点在于：

1.ARM9处理器功能强大、功耗小，能让设备快速响应、高速下载；

2.其作为家庭网关，不仅支持10M/100Mbps自适应网口和ADSL，还支持USB无线网卡、GPRS等无线模块，同时还能实现在线下载，并将下载的数据储存至存储单元(6)内；

3.支持多种通讯模式，其中，无线传输不仅支持GSM、GPRS，还支持3G及4G通信模式；

4.本发明所提供的多模网关所具有的储能装置为大容量锂电池，可以使其在无外接电源的情况下正常工作8小时，实现不间断在线下载；

5.带一块7寸的LED背光TFT液晶触摸屏，人机界面交互更直观便捷。

6.低能耗，正常工作时功耗不超过7W；

7.可以作为一台多功能数据采集仪，携带方便，可以用于各种地点的多种数据采集；

8.提供的接口齐全，其中包括USB口、SD卡接口、RS232、RS485、数字量输入输出、模拟量输入输出、干节点输入输出等；

9.另外，本发明环境适应性强，其工作温度范围在-10～55℃之间，防护等级达到IP55；

10.所述的数据采集单元可以让多模网关实现采集各类数据的功能，可广泛应用于环保、电力、水利、医院、学校等各领域的各类数据采集。

附图说明

图1为本发明所述的具备数据采集分析功能的多模网关的各单元结构框图；

图2为本发明所述的具备数据采集分析功能的多模网关中的主控单元的结构框图；

图3为本发明所述的具备数据采集分析功能的多模网关中的电源单元的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明申请的具体实施方式，尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但以上的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域普通技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的，因此，对本发明所述的具备数据采集分析功能的多模网关的各种元件的增减、替换和改进都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。

如图1所示，本发明所提供的多模网关包括主控单元、电源单元、储能单元、有线传输单元、无线传输单元、存储单元、数据采集单元、接口单元和人机交互单元。

其中，所述的主控单元的结构框图如图2所示，其包括CPU、SDRAM、DATAFLASH、NANDFLASH、NORFLASH，用以执行指令、处理数据以及控制其他各单元，其中，CPU采用的是嵌入式高速处理器，处理能力达到220MIPS，能够迅速响应，实现高速上网。

电源单元连接储能单元和主控单元，用以连接外部电源，同时将市电转换成各个与其连接的其它单元所需的电源，并向其它单元供电；储能单元连接电源单元，用以向储能单元充电，并在外部电源断电时向主控单元供电，实现设备不间断工作。

所述的电源单元的结构图如图3所示，其包括滤波器，滤波器的输入端连接外部电源，输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接主控单元及储能单元。所述的储能单元的输出端连接到整流器，整流器将交流220V的外部电源转换为12V的直流电源，电源单元还具有自动保护功能与电源管理功能，电源管理功能控制对储能单元的充放电。

所述的储能单元连接至电源单元的整流器，当电源单元连接外部电源时，其在向设备提供工作电源的同时也向储能单元充电；当电源单元断开外部电源时，则由储能单元向设备提供工作电源，以保证多模网关在不连接外部电源时也可在较长一段时间内正常工作。

所述的有线传输单元用于实现有线上网。其支持10/100Mbps自适应的网口和ADSL两种传输方式。

所述的无线传输单元用于实现无线上网。其支持所有的移动通讯方式，包括第二代移动通讯(如：GSM/GPRS/EDGE，CDMA IS95等)、第三代移动通讯(如CDMA2000-3X，WCDMA，TD-SCDMA等)、第四代移动通讯(如WIMAX、LTE等)。

所述的存储单元用于存储下载的数据。其具有常用的存储介质接口，包括SD卡和USB接口。

所述的数据采集单元可以让多模网关实现采集各类数据的功能，通过连接不同的设备形成一个智能化多参数分析装置，可广泛应用于环保、电力、水利、医院、学校等各领域的各类数据采集。

所述的接口单元包括干节点输入输出单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元和设备级联单元。当设备用于数据采集分析时，丰富的接口方便采集各类数据。

人机交互单元包括高分辨率的LED背光TFT液晶屏和电阻式触摸屏。液晶屏主要用于显示多模网关的运行状态和告警信息，若是作为数据分析仪器用时，则可以显示采集的参数；电阻式触摸屏用以实现设备配置参数的输入、历史记录数据查询等操作。

应用本发明时，可以先通过人机交互单元配置好多模网关的各参数，然后使用有线传输单元或无线传输单元连接至互联网，不仅可以让电脑、手机等终端设备上网冲浪，其本身也是一台终端设备，并可以将在线下载的数据存储到存储单元)内。

本发明的优点在于：本发明所提供的具备数据采集分析功能的多模网关采用ARM9高速处理器；多模通讯方式方便用户自由连接互联网；拥有的SD卡和USB接口，方便用户在线下载超大数据；自带的液晶显示触摸屏更方便用户对其直接操作；作为多模网关的同时，还可以作为一台数据采集分析装置，方便采集各类数据；并且，本发明所提供的多模网关所具有的储能装置，可以使其在无外接电源的情况下正常工作8小时，完全可以应对停电等突发状况。

另外，本发明环境适应性强，其工作温度范围在-10～55℃之间，防护等级达到IP55，操作简单方便。

Claims (10)

1.一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的多模网关包括主控单元、电源单元、储能单元、有线传输单元、无线传输单元、存储单元、数据采集单元、接口单元、人机交互单元，其中，

1)主控单元连接电源单元和储能单元，由电源单元或储能单元供电并监控所述的电源单元和储能单元；

2)电源单元连接外部电源，并在市电正常时给其他各单元供电；

3)储能单元连接电源单元，该储能单元在电源单元接电时储存电能，在电源单元断电时，提供所述的多模网关的工作电源；

4)有线传输单元连接主控单元，作为家庭网关中的有线传输；

5)无线传输单元连接主控单元，作为家庭网关中的无线传输，支持所有的移动通讯方式；

6)存储单元连接主控单元，用于存储所述多模网关的各配置参数以及所有下载数据；

7)数据采集单元连接主控单元，用于采集各类数据；

8)接口单元连接主控单元，用于为外部设备提供丰富的接口，方便各类设备的数据采集与传输；

9)人机交互单元连接主控单元，用于显示状态、查看配置数据和操作各项功能。

2.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述无线传输单元支持的移动通讯方式包括GSM、GPRS、3G或4G制式。

3.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的主控单元包括：CPU、SDRAM、DATAFLASH、NANDFLASH和NORFLASH，其中SDRAM、DATAFLASH、NANDFLASH和NORFLASH分别与CPU实现双向数据传输。

4.根据权利要求3所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的CPU包括ARM9处理器。

5.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的电源单元包括滤波器和整流器，其中，

1)滤波器用于对输入电流进行滤波；

2)整流器的输入端连接到滤波器的输出端，其输出端连接到所述的主控单元及储能单元，所述的整流器用于将交流的输入电压转换成直流的输出电压，并将输入电压变压为所述的多模网关各单元的运行电压。

6.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的有线传输单元支持10M/100Mbps自适应网口和ADSL。

7.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的存储单元具有若干常用存储介质接口，用于存储在线下载的数据。

8.根据权利要求7所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述存储单元的存储介质接口包括USB接口或SD卡接口。

9.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的接口单元包括USB接口、SD卡接口、RS232传输单元、RS485传输单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元或干节点输入输出单元。

10.根据权利要求1所述的一种具备采集分析功能的多模网关，其特征在于：所述的人机交互单元包括高分辨率的LED背光TFT液晶显示器和电阻式触摸屏，其中液晶显示器主要用于显示多模网关的运行状态和告警信息，触摸屏用以实现设备配置参数的输入、历史记录数据查询的操作。

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