CN108093073A - 无线通讯装置、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线通讯装置、设备及系统，涉及无线通讯技术领域，该装置包括处理芯片与该处理芯片分别连接的通信接口、网络模块；通信接口用于插接在外部机电设备上；处理芯片从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，对该设备数据进行数据转化，得到待传数据；网络模块接收所述处理芯片发送的待传数据，对待传数据进行封装，将封装后的待传数据上传至云端服务器。本发明实施例提供的技术方案，实现了直接连接机电设备与云端服务器，降低了通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省了数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。

Description

无线通讯装置、设备及系统

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其是涉及一种无线通讯装置、设备及系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展，市政、电力、通讯模块等部门均存在大量机电设备(如打印机、门禁设备、空气净化设备)需要实行自动化的通信管理，从而实现高效的统一管理、调度及自动化控制。上述监控管理需要有效的通讯模块系统做支持，考虑到城市复杂的地表环境，无线方式是通讯模块系统的首选。

目前在监控管理中，通常是首先需要在原有机电设备上嵌入一个Wi-Fi(Wireless-Fidelity，无线保真)模块或者连接网线，与网关相连，然后将网关通过配网操作与网关设备(如无线路由)相连，最后通过局域网或广域网与云端服务器建立通讯。

然而对于传统方式中，这种内嵌无线模块或者连接网线来接入网关设备的方式，很多情况下施工环境非常简陋，无法实现通过多级网关的形式进行远程通信，不能满足机电设备的联网需求，机电设备无法连接云端服务器，进而无法上传设备数据，增加了监控管理难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线通讯装置、设备及系统，以实现直接连接机电设备与云端服务器，降低通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种无线通讯装置，包括处理芯片，与所述处理芯片分别连接的通信接口、网络模块；

所述通信接口用于插接在外部机电设备上；

所述处理芯片从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，对所述设备数据进行数据转化，得到待传数据；

所述网络模块接收所述处理芯片发送的待传数据，对所述待传数据进行封装，将封装后的待传数据上传至云端服务器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述处理芯片还用于：从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将所述设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；将所述控制协议形式的设备数据作为待传数据发送至所述网络模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述处理芯片还用于：从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将所述设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；对所述控制协议的设备数据进行语义化处理，得到标准语义形式的待传数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述网络模块还用于：接收所述云端服务器下发的控制指令，将所述控制指令发送至所述处理芯片；

所述处理芯片还用于：接收所述控制指令，将所述控制指令对应的控制协议转换成外部机电设备对应的设备协议，得到设备协议形式的控制指令；将所述设备协议形式的控制指令通过所述通信接口发送至外部机电设备。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述处理芯片还用于：实时监测所述网络模块的负载情况，并对当前的网络状态进行分析；根据所述网络状态及预设的优先级顺序，发送所述待传数据至所述网络模块，以使所述网络模块上传所述待传数据至所述云端服务器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述处理芯片中连接有加密卡，所述处理芯片通过所述加密卡对所述待传数据进行加密以获得加密后的待传数据，将所述加密后的待传数据通过所述网络模块上传至云端服务器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述网络模块包括4G模块和/或Wi-Fi模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述通信接口包括RS232接口、RS485接口、CAN接口及RJ45接口中的一种或者多种。

第二方面，本发明实施例还提供一种无线通讯设备，包括壳体与如第一方面及其任一种可能的实施方式所述的无线通讯装置，所述无线通讯装置中的处理芯片和网络模块设置在所述壳体中，所述通信接口设置在所述壳体的外表面。

第三方面，本发明实施例还提供一种无线通讯系统，包括机电设备、云端服务器及如第二方面所述的无线通讯设备；

所述机电设备与所述无线通讯设备连接，用于将设备数据传输至所述无线通讯设备；

所述云端服务器用于接收所述无线通讯设备发送的待传数据并存储。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的实施例中，该无线通讯装置包括处理芯片与该处理芯片分别连接的通信接口、网络模块；通信接口用于插接在外部机电设备上；处理芯片从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，对该设备数据进行数据转化，得到待传数据；网络模块接收所述处理芯片发送的待传数据，对待传数据进行封装，将封装后的待传数据上传至云端服务器。这样，在使用过程中，将该无线通讯装置直接插接在待监控管理的机电设备上，该无线通讯装置可以获取该机电设备的相关数据，经过处理后，直接上传至云端服务器。因此，本发明实施例提供的技术方案，实现了直接连接机电设备与云端服务器，降低了通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省了数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无线通讯装置的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无线通讯装置的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无线通讯设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的无线通讯系统的第一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的无线通讯系统的第二种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前对于传统方式中，内嵌无线模块或者连接网线来接入网关设备的方式，很多情况下施工环境非常简陋，无法实现通过多级网关的形式进行远程通信，不能满足机电设备的联网需求，机电设备无法连接云端服务器，进而无法上传设备数据，增加了监控管理难度。基于此，本发明实施例提供的一种无线通讯装置、设备及系统，可以实现直接连接机电设备与云端服务器，降低通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种无线通讯装置进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的无线通讯装置的第一种结构示意图，图2示出了本发明实施例提供的无线通讯装置的第二种结构示意图。该无线通讯装置在应用时，直接插接在待监控管理的机电设备(如打印机、楼宇门禁系统、空调等)上，从而与云端服务器的通信连接。

如图1、图2所示，该无线通讯装置包括：处理芯片200，与处理芯片分别连接的通信接口100、网络模块300。

其中，通信接口用于插接在外部的机电设备上(外部机电设备)，如直接与外部的机电设备的通讯接口连接，从而使该机电设备传输其采集的自身的参数等相关设备数据至通信接口。在可能的实施例中，该通信接口的数量可以为多个(图2中以4个为例)，多个通信接口可以同时连接多个机电设备，另外该通信接口包括RS232接口、RS485接口、CAN接口及RJ45接口中的一种或者多种。在插接不便时，可以通过串口线或者其他数据线的方式将通信接口连接到外部机电设备上。

处理芯片从通信接口处获取外部机电设备的设备数据，对该设备数据进行数据转化，得到待传数据。网络模块接收处理芯片发送的待传数据，对该待传数据进行封装，将封装后的待传数据上传至云端服务器。其中，网络模块包括CDMA模块310、3G模块320、4G模块330、Wi-Fi模块340中的一种或者多种。参见图2中示出了以上四种网络模块。

在使用过程中，将该无线通讯装置直接插接在待监控管理的机电设备上，无需对机电设备进行改动，即可使该无线通讯装置直接获取该机电设备的相关数据，经过处理后，直接上传至云端服务器。因此，本发明实施例提供的技术方案，实现了直接连接机电设备与云端服务器，无需在机电设备中嵌入无线模块或者连接网线，并通过一系列网关设备上传至云端服务器；降低了通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省了数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。另外，相比于传统的传输方式，本实施例中的技术方案智能集成工作量低，大大降低了通信成本，节省了通信建设中的人力物力。

在可能的实施例中，上述数据转化包括协议转换，因此处理芯片还用于：从通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将该设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；将该控制协议形式的设备数据作为待传数据发送至网络模块。具体地，可以通过在该处理芯片中集成协议转换器实现。其中，云端服务器对应的控制协议可以为MQTT协议、XMPP协议或者GCM协议中的一种或者多种。

为了使相关人员能够直观的认识标签(markup)和属性(attribute)的用途和作用，且使得机电设备友好，有良好的结构和语义，从而使设备数据等管理信息更容易被抓取，实现语义化设备，控制更精准流畅。在另一个实施例中，上述数据转化包括协议转换及语义化，因此处理芯片还用于：从通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；对控制协议的设备数据进行语义化处理，得到标准语义形式的待传数据。

进一步地，上述云端服务器还可以实现对相关的机电设备的远程控制，在可能的实施例中，上述网络模块还用于：接收云端服务器下发的控制指令，将该控制指令发送至处理芯片。其中该控制指令可以为机电设备对应的停止运行指令、断电指令等。

处理芯片还用于：接收上述控制指令，将控制指令对应的控制协议转换成外部机电设备对应的设备协议，得到设备协议形式的控制指令；将该设备协议形式的控制指令通过通信接口发送至外部机电设备，从而实现了对待监控管理的机电设备的远程控制。

由于减少了数据传输环节，直接建立机电设备与云端服务器之间的通信连接，实现了及时控制、及时响应。

为了满足负载均衡，实现对机电设备的高效管理，上述处理芯片还用于：实时监测网络模块的负载情况，并对当前的网络状态进行分析；根据网络状态及预设的优先级顺序，发送待传数据至所述网络模块，以使网络模块上传待传数据至云端服务器。在实现过程中，可以在处理芯片中集成流量管控芯片。

在可能的实施例中，可以根据设备数据的重要程度，如报警优先级、变化频率、变化范围，自动调整设备数据的优先级顺序。当网卡数据负载没有达到预设阈值时，则可以不再参照预设的优先级顺序，直接发送。

为了防止设备数据上传的过程中被恶意破解，在可能的实施例中，参见图2，上述处理芯片中连接有加密卡400，处理芯片通过该加密卡对上述待传数据进行加密以获得加密后的待传数据，将加密后的待传数据通过网络模块上传至云端服务器。

为了防止数据传输过程中，由于网络中断而使得数据中断而丢失，在可能的实施例中，参见图2，上述无线通讯装置还包括与处理芯片连接的存储卡500，当处理芯片检测到网络模块的网络中断时，将待传数据及对应的传输时间存储至存储卡。当网络恢复之后，该处理芯片从存储器中读取待传数据及对应的传输时间，将存储的待传数据及对应的传输时间自动上传。

进一步地，上述处理芯片还设置有UART接口600，该UART接口用于连接外部调试终端，从而对该无线通讯装置进行参数调试，从而保障该无线通讯装置的工作稳定性。

综上所述，上述无线通讯装置具有如下优点：

(1)插件式的协议转换使智能集成工作量低，相比传统的联网方式具有明显的成本大幅降低的优势，且实际应用性更好，功能更为完备强大，通用性也更好。

(2)支持RS232、485、CAN、RJ45等多种物理接口和多种通讯协议。

(3)由于减少了数据传输环节，从而加快了上传数据的速度，因此传统机电设备使用本装置可以快速地联网并部署云中心系统，使得智能集成工作量低。

(4)断线续传：网络中断的情况下，该无线通讯装置会将设备数据及对应时间点先缓存本地存储器，待网络恢复后自动上传缓存数据到云端服务器，可保证数据不中断。

(5)控制及时：直接连接机电设备与云端服务器，无中间多余传输环节，机电设备的动作响应及时。

实施例二：

在实施例一的基础上，本实施例提供了一种无线通讯设备。图3示出了本发明实施例提供的无线通讯设备的结构示意图。如图3所示，该无线通讯设备包括壳体10与如实施例一中的无线通讯装置，该无线通讯装置中的处理芯片和网络模块设置在壳体中，通信接口设置在壳体的外表面。

在可能的实施例中，该壳体内部还设置有与处理芯片连接的加密卡和存储卡。另外在壳体的表面还设置有与处理芯片连接的UART接口。具体的工作过程参照实施例一，这里不再赘述。

在使用过程中，将该无线通讯装置直接插接在待监控管理的机电设备上，无需对机电设备进行改动，即可使该无线通讯装置直接获取该机电设备的相关数据，经过处理后，直接上传至云端服务器。因此，本发明实施例提供的技术方案，实现了直接连接机电设备与云端服务器，无需在机电设备中嵌入无线模块或者连接网线，并通过一系列网关设备上传至云端服务器；降低了通信难度及监控管理难度，提高了通用性及实际应用性，节省了数据传输环节，提升了数据传输速度，缓解了现有技术中由于环境问题机电设备无法连接云端服务器进而无法上传数据的问题。另外，相比于传统的传输方式，本实施例中的技术方案智能集成工作量低，大大降低了通信成本，节省了通信建设中的人力物力。

实施例三：

图4示出了本发明实施例提供的无线通讯系统的结构示意图。如图4所示，该无线通讯系统包括机电设备50、云端服务器60及如实施例二中的无线通讯设备70。

其中，机电设备与无线通讯设备连接，用于将设备数据传输至无线通讯设备。云端服务器用于接收所述无线通讯设备发送的待传数据并存储。

具体地，机电设备采集其自身相关的设备数据，将设备数据通过通信接口传输至无线通讯设备的处理芯片。处理芯片接收到设备数据后，按照实施例一种的方式进行处理，包括协议转换、语义化处理及智能流量管理，然后将得到的待传数据通过网络模块发送至云端服务器。

云端服务器对接收的待传数据进行存储，该云端服务器采用数据仓库DW(DataWarehouse)技术和SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务的体系架构)，对于机电设备的数据进行存放，实用性安全性强。

进一步地，参见图5，上述无线通讯系统还包括客户终端80，用于访问云端服务器，与云端服务器进行数据通信。客户终端可以为手机、台式电脑、平板电脑或者其他移动终端。

具体地，该客户终端可以通过云端服务器，发送控制指令至相应的机电设备，网络模块接收云端服务器下发的控制指令，将该控制指令发送至处理芯片；处理芯片接收上述控制指令，将控制指令对应的控制协议转换成外部机电设备对应的设备协议，得到设备协议形式的控制指令；将该设备协议形式的控制指令通过通信接口发送至外部机电设备，从而实现了对待监控管理的机电设备的远程控制。

上述无线通讯设备，是以物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术创新应用为支撑，在整合现有各类资源的基础上，将各类平台进行融合，使其具备应急业务管理、指挥调度管理、风险隐患监测监控、综合预测预警管理、应急保障管理、应急评估管理、应急信息发布管理，实现对设备设施的管理等功能。根据业务需求快速搭建一个信息丰富、功能齐备、联动指挥的一体化应急集成管理平台。该无线通讯设备是打造商务区智慧城市的基础支撑，同时也是智慧城市建设当中应急指挥平台的重要组成部分和支撑节点，以形成完整、统一、高效的应急管理和指挥调度体系。

本发明实施例提供的无线通讯设备及系统，与上述实施例提供的无线通讯装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的无线通讯设备和无线通讯系统的具体工作过程，可以参考前述无线通讯装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线通讯装置，其特征在于，包括处理芯片，与所述处理芯片分别连接的通信接口、网络模块；

所述通信接口用于插接在外部机电设备上；

所述处理芯片从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，对所述设备数据进行数据转化，得到待传数据；

所述网络模块接收所述处理芯片发送的待传数据，对所述待传数据进行封装，将封装后的待传数据上传至云端服务器。

2.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述处理芯片还用于：从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将所述设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；将所述控制协议形式的设备数据作为待传数据发送至所述网络模块。

3.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述处理芯片还用于：从所述通信接口处获取外部机电设备的设备数据，将所述设备数据对应的设备协议转换成云端服务器对应的控制协议，得到控制协议形式的设备数据；对所述控制协议的设备数据进行语义化处理，得到标准语义形式的待传数据。

4.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述网络模块还用于：接收所述云端服务器下发的控制指令，将所述控制指令发送至所述处理芯片；

所述处理芯片还用于：接收所述控制指令，将所述控制指令对应的控制协议转换成外部机电设备对应的设备协议，得到设备协议形式的控制指令；将所述设备协议形式的控制指令通过所述通信接口发送至外部机电设备。

5.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述处理芯片还用于：实时监测所述网络模块的负载情况，并对当前的网络状态进行分析；根据所述网络状态及预设的优先级顺序，发送所述待传数据至所述网络模块，以使所述网络模块上传所述待传数据至所述云端服务器。

6.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述处理芯片中连接有加密卡，所述处理芯片通过所述加密卡对所述待传数据进行加密以获得加密后的待传数据，将所述加密后的待传数据通过所述网络模块上传至云端服务器。

7.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述网络模块包括4G模块和/或Wi-Fi模块。

8.根据权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于，所述通信接口包括RS232接口、RS485接口、CAN接口及RJ45接口中的一种或者多种。

9.一种无线通讯设备，其特征在于，包括壳体与如权利要求1至8中任一项所述的无线通讯装置，所述无线通讯装置中的处理芯片和网络模块设置在所述壳体中，所述通信接口设置在所述壳体的外表面。

10.一种无线通讯系统，其特征在于，包括机电设备、云端服务器及如权利要求9所述的无线通讯设备；

所述机电设备与所述无线通讯设备连接，用于将设备数据传输至所述无线通讯设备；

所述云端服务器用于接收所述无线通讯设备发送的待传数据并存储。