CN107370608A - 一种基于4g的工业远程通信平台 - Google Patents

一种基于4g的工业远程通信平台 Download PDF

Info

Publication number
CN107370608A
CN107370608A CN201710792687.0A CN201710792687A CN107370608A CN 107370608 A CN107370608 A CN 107370608A CN 201710792687 A CN201710792687 A CN 201710792687A CN 107370608 A CN107370608 A CN 107370608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
wireless
usb
industrial
mini pcie
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710792687.0A
Other languages
English (en)
Inventor
吕宁
郝盛强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201710792687.0A priority Critical patent/CN107370608A/zh
Publication of CN107370608A publication Critical patent/CN107370608A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/10—Current supply arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4265—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a point to point bus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/02—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP]
    • H04L67/025—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP] for remote control or remote monitoring of applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于4G的工业远程通信平台，主控芯片使用ST公司的STM32F407，使用UART、USB、CAN、以太网、GPIO接口，实现通信模块，运行指示模块，无线通信模块功能，4G无线模块采用华为ME909s‑821 Mini PCIe模块，Mini PCIe 接口方式,与处理器的通信使用USB方式,需要设计USB转Mini PCIe转接板，实现无线模块与处理器的连接，电源使用DC 24V供电，通过降压电路，最终得到DC 5V、3.3V、1.8V电源供系统使用。本发明在首先保证高稳定性的前提下，兼顾系统运行效率，功耗，扩展性，设计了一套性能优越的4G工业远程通讯平台，为工业现场智能设备提供了一种数据透明传输的方式，旨在解决工业现场与远端控制中心数据传输不便的问题，并且具有较强的实际应用价值。

Description

一种基于4G的工业远程通信平台
技术领域
本发明涉及一种通信平台，具体是一种基于4G的工业远程通信平台。
背景技术
随着我国工业生产自动化程度的提高和当今大数据驱动的浪潮，企业在生产管理过程中，以主站进行整体控制、多从站进行数据采集和现场控制的组态方式越来越普及。主站和多从站之间的通信载体常用的是双绞线或者网线等具有实体线路的载体，但是随着主站和从站距离的增加，从站数量的增多，实体线路铺设难度也会加大，不仅浪费人力和物力，而且可靠性差，已经不能适应现代工业自动化发展的需要，因此以后无线网络通讯将会在工业远程通信中占据越来越重要的地位。
工业无线技术是一种面向设备间低速率信息交互的无线通信技术，是对现有工业通信技术在工业应用方向上的功能扩展和提升。工业无线技术将引发传统工业测控模式的变革，引领工业自动化系统向着低成本、高可靠和高灵活的方向发展。
工业无线数据传输系统是需要进行远距离数据传输的应用系统的通信平台，它具有如下的特点：
1.透明数据传输。直接提供RS232或者RS485接口，使用简单、方便，为用户的数据设备提供透明传输通道。
2.无需后台计算机支持。普通的Modem通常需要附着在PC机上虚拟拨号上网，利用PC机的资源进行数据收发和协议转换，无线数据传输系统内置自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。
3.点对点、点对多点、对等、实时数据传输。无线数据传输可以实现点对点、点对多点、中心对多点的对等数据传输，传输时延很小。
4.永远在线。无线数据传输系统能自动登陆到GPRS或者4G网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据。
5.高速传输。GPRS网络的传输速度最快将达到171.2Kbps，4G网络的传输速度最大将达到100Mbps，为用户提供高速的数据传输服务。
组网简单、迅速、灵活。无线数据传输系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟无线数据通信专用网络，为广大用户提供接入便利，节省接入成本。
工业控制领域来讲，由于现在工厂和生产在地域上越来越分散，要纵览现场控制信息和生产状况，或者实现对分散在各工厂和生产线上的控制网络进行状态监控、远程软件下载以及设备的诊断维护，只有通过远程通信，即有线的Internet网络或者无线的GPSR、3G、4G等无线移动数据服务。
1.基于Internet的工业远程通信方式
随着通信技术的发展，以Internet作为传输网络发展起来的工业远程通信系统有了质的飞跃。广泛应用到各个领域的Internet，为工业控制系统提供了便利的网络资源，缩短了开发周期；Internet可以不受地理位置的限制，只要有网线接口的地方就可以实现工业控制设备接入网络。而且很多工业设备自身已经集成了网线接口，大大方便了设备接入系统。但是因为网络的限制，在没有Internet的地方要想实现工业控制系统的覆盖就得挖沟布线，不但操作麻烦，也大大的增加了开发周期。1998年成立的Industrial Au-tomationOpen Networking Alliance(IAONA 工业自动化开放网络联盟)也在致力于分析在工业自动化领域应用以太网和Internet协议的障碍，研究可能的实现方法并提出相关的标准。思科公司于2003年推出了Catalyst2955系列针对工业环境的以太网交换机。
2.传统的无线工业通信方式
GSM、GPRS、WLAN等无线网络的出现为工业通信系统的发展提供了新的契机。这里的无线网络又要分为两类：无线局域网和无线广域网。WLAN属于无线局域网，该网络下的工业通信方式在一定的时间内比较盛行。因为当时的很多工业部门采用集中的生产方式，通信网络只需要覆盖一定的区域即可实现工业的无线传输。但是需要自己通过中继设备进行实现，工作量大，而且有一定的网络局限性。GPRS是通用分组无线业务的简称。它是在GSM网络基础上发展的一种分组交换技术，采用端对端的分组传输和交换方式为移动用户提供丰富的数据业务。在广域网中，基于GPRS工业远程通信系统最为成熟，该监控系统打破了组网需要的布线的限制，利用GPRS网络的全球覆盖性，可以实现任何地点的网络接入。而且GPRS传输速度比较快，最高可以达到171.2Kbps,具有网络稳定、永远在线等特点，在各个领域均得到了很好的应用。深圳宏电公司的工业级DTU无线数据终端基于GPRS/CDMA数据通信网络，是专门用于将串口数据转化为IP数据或将IP数据转换为串口数据，并通过无线通信网络进行传送的无线终端设备，目前已被广泛应用在电力、车载、水利、油田等行业。
3.基于4G的工业远程通信方式
相比2.5G的GPRS网络，4G网络拥有更高的网络带宽，在网络传输速度上具有了巨大的提升，最高可以达到100Mbps的速度。4G网络在保证了数据传输的超高速率下，还具有实时性好，稳定性强等特点。而且具有广阔的网络覆盖区域，企业管理者可以掌握遍布各地的生产车间的环境状况和设备的运行状态。4G网络集合了有线网络的稳定性、高速性和无线网络的无线性以及全球漫游等优点，是新一代工业远程通信系统的首选，是工业自动化和工业现代化管理的一个重要发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于4G的工业远程通信平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于4G的工业远程通信平台，主控芯片使用ST公司的STM32F407，使用UART、USB、CAN、以太网、GPIO接口，实现通信模块，运行指示模块，无线通信模块功能，4G无线模块采用华为ME909s-821 Mini PCIe模块，Mini PCIe 接口方式,与处理器的通信使用USB方式,需要设计USB转Mini PCIe转接板，实现无线模块与处理器的连接，电源使用DC 24V供电，通过降压电路，最终得到DC 5V、3.3V、1.8V电源供系统使用。
作为本发明再进一步的方案：还包括独立的看门狗模块，独立的看门狗模块使用SP706芯片进行构建，看门狗模块给系统提供了自动恢复运行的机制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在首先保证高稳定性的前提下，兼顾系统运行效率，功耗，扩展性，设计了一套性能优越的4G工业远程通讯平台，为工业现场智能设备提供了一种数据透明传输的方式，旨在解决工业现场与远端控制中心数据传输不便的问题，并且具有较强的实际应用价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种基于4G的工业远程通信平台，主控芯片使用ST公司的STM32F407，使用UART、USB、CAN、以太网、GPIO接口，实现通信模块，运行指示模块，无线通信模块功能，4G无线模块采用华为ME909s-821 Mini PCIe模块，Mini PCIe 接口方式,与处理器的通信使用USB方式,需要设计USB转Mini PCIe转接板，实现无线模块与处理器的连接，电源使用DC 24V供电，通过降压电路，最终得到DC 5V、3.3V、1.8V电源供系统使用。
还包括独立的看门狗模块，独立的看门狗模块使用SP706芯片进行构建，看门狗模块给系统提供了自动恢复运行的机制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种基于4G的工业远程通信平台，其特征在于，主控芯片使用ST公司的STM32F407，使用UART、USB、CAN、以太网、GPIO接口，实现通信模块，运行指示模块，无线通信模块功能，4G无线模块采用华为ME909s-821 Mini PCIe模块，Mini PCIe 接口方式,与处理器的通信使用USB方式,需要设计USB转Mini PCIe转接板，实现无线模块与处理器的连接，电源使用DC 24V供电，通过降压电路，最终得到DC 5V、3.3V、1.8V电源供系统使用。
2.根据权利要求1所述的基于4G的工业远程通信平台，其特征在于，还包括独立的看门狗模块，独立的看门狗模块使用SP706芯片进行构建，看门狗模块给系统提供了自动恢复运行的机制。
CN201710792687.0A 2017-09-05 2017-09-05 一种基于4g的工业远程通信平台 Pending CN107370608A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710792687.0A CN107370608A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种基于4g的工业远程通信平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710792687.0A CN107370608A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种基于4g的工业远程通信平台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107370608A true CN107370608A (zh) 2017-11-21

Family

ID=60311608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710792687.0A Pending CN107370608A (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种基于4g的工业远程通信平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107370608A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7093003B2 (en) * 2001-01-29 2006-08-15 Universal Electronics Inc. System and method for upgrading the remote control functionality of a device
CN102214124A (zh) * 2011-06-08 2011-10-12 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种看门狗复位控制系统
CN104637283A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 江南大学 基于stm32的工业数据无线采集终端
CN106774564A (zh) * 2017-02-23 2017-05-31 郑州云海信息技术有限公司 一种远程机房温湿度实时监控系统
CN206348038U (zh) * 2016-12-15 2017-07-21 广州数字方舟信息技术股份有限公司 一种水位遥测遥报系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7093003B2 (en) * 2001-01-29 2006-08-15 Universal Electronics Inc. System and method for upgrading the remote control functionality of a device
CN102214124A (zh) * 2011-06-08 2011-10-12 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种看门狗复位控制系统
CN104637283A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 江南大学 基于stm32的工业数据无线采集终端
CN206348038U (zh) * 2016-12-15 2017-07-21 广州数字方舟信息技术股份有限公司 一种水位遥测遥报系统
CN106774564A (zh) * 2017-02-23 2017-05-31 郑州云海信息技术有限公司 一种远程机房温湿度实时监控系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
华为技术有限公司: "《HUAWEI ME909s-821 LTE Mini PCIe模块硬件指南》", 7 September 2016 *
曾浩、等: "基于STM32F407 的图像远程采集终端", 《工业控制计算机》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204190758U (zh) 一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端
CN108011814A (zh) 一种基于窄带物联网的多协议智能网关及其实现方法
CN206332860U (zh) LoRa网关
CN104199071B (zh) 一种穿戴式设备获取定位信息的方法与装置
CN207251930U (zh) LoRa简易网关
CN205847253U (zh) 一种基于LoRa的通信终端及应用其的通信系统
CN103604962A (zh) S9多模电能表采集终端
CN103200082A (zh) 一种基于Z-Wave技术的以太网无线网关
CN207780950U (zh) 一种电力线网络的gprs信号转发设备
CN203275994U (zh) 基于电力载波和zigbee网络技术的节能控制系统
CN203251459U (zh) 基于物联网技术的照明控制装置
CN101636020A (zh) 路灯无线微网远程数传监控管理扩展系统
CN102938195B (zh) 一种基于架空线路的智能电网无线通讯走廊系统
CN204462724U (zh) 一种无线传感网络的wifi网关
CN208353619U (zh) 多功能LoRa智能基站系统
CN107370608A (zh) 一种基于4g的工业远程通信平台
CN110517474A (zh) 一种配电房物联网网关
CN213152105U (zh) 一种lora物联网组网系统
CN212970214U (zh) 一种基于zigbee短距离控制的路灯控制系统
CN204575219U (zh) 一种基于6LoWPAN的变电站在线测温系统
CN209218138U (zh) 一种无线配用电自动化信息采集系统
CN201322763Y (zh) 远程抄表装置
CN109962844A (zh) 一种基于plc的智能家庭网关装置
CN211296722U (zh) 一种低压电力线高速载波转蓝牙的通信系统
CN203882184U (zh) 一种机床监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171121

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication