CN108834096A - 一种用于环保数据监测采集的网关终端 - Google Patents

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杨飞
卜文斌
欧国徽
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NANJING XINLIAN ELECTRONIC CO Ltd
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Nanjing New Union Intelligent Energy Service Co Ltd
NANJING XINLIAN ELECTRONIC CO Ltd
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Abstract

本发明提出的是一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是包括电源单元、核心系统单元、上行无线公网通信单元、下行LoRa通信单元，其中电源单元的电输出端分别连接核心系统单元的电输入端、上行无线公网通信单元的电输入端、下行LoRa通信单元的电输入端，上行无线公网通信单元连接核心系统单元，核心系统单元连接下行LoRa通信单元。优点：1）采用低功耗、广覆盖的LoRa通信方式，体现节能环保特点；2）实现与下行设备的快速组网和数据信息交互，展现整体性和及时性；3）实现网关与主站的高速、稳定的数据信息交互，提高对通信故障的容错率和通道切换的灵活性；4）实现快速、可靠、稳定地数据信息采集与管理。

Description

一种用于环保数据监测采集的网关终端
技术领域
本发明涉及的是一种用于环保数据监测采集的网关终端，属于环保信息采集领域。
背景技术
随着分子技术、生物技术、新材料技术、信息技术、云计算和大数据等在环保领域的应用不断拓展和深入，欧、美、日等发达国家和地区环保科技发展如火如荼，突破了一批环境质量改善关键治理技术和管理技术，促进了环境质量监控、预警和环境风险防控技术的创新发展。环保科技与高新技术的不断融合进一步带动了环保产业大发展。
当前，我国一方面处于经济产业结构调整的重要时期，正面临世界经济深度调整、国际绿色贸易壁垒增大等不利形势，另一方面，我国环保技术的推广已进入高风险期，区域性、布局性、结构性环境风险突出，环境事故频发。为此，环保数据监测采集技术的实施对于我国高新技术的发展，尤其是电力行业的发展十分重要。
环保数据监测采集系统将实现对用电企事业单位的用电情况与环保措施的共同监测，实现资源整合共享、智能监管，为提升公共领域的整体服务能力，同时通过环境质量监控、预警和环境风险防控技术的创新发展为建设环保型社会提供重要技术支撑。
发明内容
本发明提出的是一种用于环保数据监测采集的网关终端，其目的是通过下行通信管理采集数据信息，通过上行通信与主台交互，从而实现对环保数据信息采集与科学管理。
本发明的技术解决方案：一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是包括电源单元、核心系统单元、上行无线公网通信单元、下行LoRa通信单元，其中电源单元的电输出端分别连接核心系统单元的电输入端、上行无线公网通信单元的电输入端、下行LoRa通信单元的电输入端，上行无线公网通信单元的信号输入/输出端连接核心系统单元的第一信号输入/输出端，核心系统单元的第二信号输入/输出端连接下行LoRa通信单元的信号输入/输出端。
本发明的优点：
1）下行采用低功耗、广覆盖的LoRa（Long Range，长距离）通信方式，充分体现节能环保特点，可以在保证通信范围跟质量的前提下，做到低功耗特色；
2）通过高性能Cortex-M4内核单片机系统对LoRa通信模块进行发送、接收、组网控制，可实现与下行设备的快速组网和数据信息交互，展现其整体性和及时性；
3）通过主、备用两路4G模块建立网关与主站间的通道，不仅实现了网关与主站的高速、稳定的数据信息交互，还提高了对通信故障的容错率和通道切换的灵活性；
4）通过上、下行无线通信的结合，实现对环保数据信息的采集、管理，系统的数据通信是实时的、快速的、可靠的、稳定的。
附图说明
附图1是一种用于环保数据监测采集的网关终端模块的结构框图。
附图2是下行LoRa通信单元功能结构实现示意框图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于环保数据监测采集的网关终端，其结构包括电源单元、核心系统单元、上行无线公网通信单元、下行LoRa通信单元，其中电源单元的电输出端分别连接核心系统单元的电输入端、上行无线公网通信单元的电输入端、下行LoRa通信单元的电输入端，上行无线公网通信单元的信号输入/输出端连接核心系统单元的第一信号输入/输出端，核心系统单元的第二信号输入/输出端连接下行LoRa通信单元的信号输入/输出端。
所述的电源单元包括开关电源和后备电池，用于给其他单元供电。
所述的核心系统单元包括高性能ARM9嵌入式实时操作系统及周边电路；普通网关在考虑成本等情况下，MCU通常采用Cortex-M3控制器对网关上下行通讯的信息进行处理，对于通信的实时、稳定、管理要求相对较弱；本发明的核心系统单元采用高性能的ARM9嵌入式实时操作系统，功能储存等更方便扩展，并且可基于linux开发更稳定、可靠、高效的操作系统。
所述的上行无线公网通信单元包括主用、备用合计2路4G通信模块，实现上行通信。
如图2所示，所述的下行LoRa通信单元包括Cortex-M4控制器、发送LoRa模块、接收LoRa模块、组网LoRa模块；其中Cortex-M4控制器的3个信号输入/输出端分别与发送LoRa模块、接收LoRa模块、组网LoRa模块的信号输入/输出端相连接，3个LoRa模块分别作发送、接收、组网功能，与Cortex-M4控制器进行数据信息交互。
本发明所提出的用于环保数据监测采集的网关终端通过低功耗、广覆盖的下行LoRa通信单元实现与下行设备的快速组网和数据信息交互，再通过主、备用两路4G模块建立网关与主站间的通道，不仅实现了网关与主站的高速、稳定的数据信息交互，最终实现网关的整体功能；通过实时对下行设备进行数据采集监测，可以对整个台区被监测设备的数据信息进行分析处理，主站根据数据信息的交互结果，做出控制管理。

Claims (5)

1.一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是包括电源单元、核心系统单元、上行无线公网通信单元、下行LoRa通信单元，其中电源单元的电输出端分别连接核心系统单元的电输入端、上行无线公网通信单元的电输入端、下行LoRa通信单元的电输入端，上行无线公网通信单元的信号输入/输出端连接核心系统单元的第一信号输入/输出端，核心系统单元的第二信号输入/输出端连接下行LoRa通信单元的信号输入/输出端。
2.根据权利要求1所述的一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是所述的电源单元包括开关电源和后备电池，用于给其他单元供电。
3.根据权利要求1所述的一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是所述的核心系统单元包括高性能ARM9嵌入式实时操作系统及周边电路。
4.根据权利要求1所述的一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是所述的上行无线公网通信单元包括主用4G通信模块和备用4G通信模块，实现上行通信。
5.根据权利要求1所述的一种用于环保数据监测采集的网关终端，其特征是所述的下行LoRa通信单元包括Cortex-M4控制器、发送LoRa模块、接收LoRa模块、组网LoRa模块；其中Cortex-M4控制器的3个信号输入/输出端分别与发送LoRa模块、接收LoRa模块、组网LoRa模块的信号输入/输出端相连接。
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