CN112731869A - 一种能源监控无线智能终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能源监控无线智能终端，包括：外壳体、电子硬件板、物联网传感器；电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；电子硬件板包括：电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；物联网传感器通过GPIO连接线，连接至传感器接口转换模块上的GPIO针型插口上。本发明通过能源采集无线智能终端的物联网传感器，采集到外界物理数据，通过传感器接口转换模块将采集到的数据，进行数字化处理，处理完成后的数据经过中心处理模块再进行计算，并进行分配存储，将数据存储在存储模块中；中心处理模块所需要的定位、加密、传输算法也记录在存储模块中。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线智能终端，具体涉及一种占地面积小，结构紧凑，效果良好，成本低廉，安全可靠的能源监控无线智能终端的能源监控无线智能终端。
背景技术
科技发展一日千里，物联网的发展已从小规模应该转变成大规模应用，在基础建设和能源站开始逐渐应用，利用物联网数字化和网络化设备数据和运作流程。而在物联网的发展上，产业生态已经开始成熟，目前已经有NB-IoT、eMTC和LoRa等低功耗广域网技术进入商用化市场。全球的物联网产业规模已经从2008年的500亿美金增长至2018年近1510亿美元。物联网主要分为三个发展方向，其中之一是面向供给侧的生产性物联网，即物联网与工业、农业、能源等传统行业深度融合形成行业物联网，成为行业转型升级所需的基础设施和关键要素。
然而能源监测系统的核心价值在于数据的即时性和可靠性。通过物联网信息传感设备的搭建，实现对能源数据的实时采集，使得能源监测的价值得到了保障。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种占地面积小，结构紧凑，效果良好，成本低廉，安全可靠的能源监控无线智能终端的能源监控无线智能终端。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种能源监控无线智能终端，所述能源监控无线智能终端包括：外壳体、电子硬件板、物联网传感器；
电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；
外壳体是包裹在电子硬件板外，为保护电子硬件板的外壳；
电子硬件板包括：电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；
物联网传感器通过GPIO连接线，连接至传感器接口转换模块上的GPIO针型插口上。
在本发明的具体实施例子中，通过能源采集无线智能终端的物联网传感器，采集到外界物理数据，通过传感器接口转换模块将采集到的数据，进行数字化处理，处理完成后的数据经过中心处理模块再进行计算，并进行分配存储，将数据存储在存储模块中；中心处理模块所需要的定位、加密、传输算法也记录在存储模块中。
在本发明的具体实施例子中，能源采集无线智能终端带有的定位模块，结合中心处理模块的定位算法获得准确的设备位置；定位数据和采集计算数据经过中心处理模块的加密算法对数据进行加密；再将加密数据通过传输模块，以无线的方式传输至云平台或者是终端服务器上。
在本发明的具体实施例子中，所述电源模块由POE和USB作为电源供电方式。
在本发明的具体实施例子中，所述存储模块配置了一块SD卡接口，能外部插入快闪存储器卡，作为智能终端的数据存储部分。
在本发明的具体实施例子中，所述中心处理模块包括ARM中央处理器和低功耗内存。
在本发明的具体实施例子中，所述传感器接口转换模块包括外部传感器接口和物联网传感器两部分。
在本发明的具体实施例子中，所述定位模块包括由北斗定位模组、蓝牙模组。
在本发明的具体实施例子中，所述传输模块为与蓝牙模块一体的无线模块和网口。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的能源监控无线智能终端有如下优点：从发展趋势看，综合能源交易会向着去中心化、即时结算和市场化匹配需求和供应的方向进化。这种进化会通过智能仪表、再生能源和能源储存等技术的发展实现，这个过程中会产生大量的去中心化节点，本发明的能源监控无线智能终端作为这些节点，不仅能够收发数据，也能执行P2P交易。
能源数据无线智能终端采集数据的高可靠性和高实时性，形成区域综合能源协同控制、优化调度、需求响应、绿证交易等业务的可靠数据基础，有效支撑了国民经济生产，具有显着的社会效益。同时区域综合能源是建设能源互联网和泛在电力物联网的关键环节，项目成果将有助于区域综合能源的技术发展，有效推动能源技术变革和能源消费变革。
能源数据无线智能终端的大量使用也推动整个物联网基本元器件的产业链发展，使得本终端所配置的元器件往体积更小，功能更强的方向发展。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的工作过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1为本发明的整体结构示意图。如上述图所示：本发明提供的能源监控无线智能终端，包括：外壳体、电子硬件板、物联网传感器；电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；外壳体是包裹在电子硬件板外，为保护电子硬件板的外壳；电子硬件板包括：电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；物联网传感器通过GPIO连接线，连接至传感器接口转换模块上的GPIO针型插口上。
通过能源采集无线智能终端的物联网传感器，采集到外界物理数据，通过传感器接口转换模块将采集到的数据，进行数字化处理，处理完成后的数据经过中心处理模块再进行计算，并进行分配存储，将数据存储在存储模块中；中心处理模块所需要的定位、加密、传输算法也记录在存储模块中。能源采集无线智能终端带有的定位模块，结合中心处理模块的定位算法获得准确的设备位置；定位数据和采集计算数据经过中心处理模块的加密算法对数据进行加密；再将加密数据通过传输模块，以无线的方式传输至云平台或者是终端服务器上。
在本发明中电源模块由POE和USB作为电源供电方式。存储模块配置了一块SD卡接口，能外部插入快闪存储器卡，作为智能终端的数据存储部分。中心处理模块包括ARM中央处理器和低功耗内存。传感器接口转换模块包括外部传感器接口和物联网传感器两部分。定位模块包括由北斗定位模组、蓝牙模组。传输模块为与蓝牙模块一体的无线模块和网口。
本发明中的电源模块能源监控无线智能终端的电源模块由POE和USB作为电源供电方式。POE供电方式指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。使有线数据传输和供电能够相互兼容。虽然电源供电功率有限，最大功率13W，但完全能够满足本设备的供电功率。
USB是一种常用的pc接口，它只有4根线，两根电源两根信号。USB接口的输出标准电压是：+5V。实际上有误差，最大不能超过+/-0.2V，也就是4.8--5.2V之间。USB接口既可以作为电源接口，同时也可以作为程序更新的接口。
本发明中的存储模块配置了一块SD卡接口，可以外部插入快闪存储器卡，作为智能终端的数据存储部分。能源监测无线智能终端，可以根据使用的场景和数据存储的要求，来配置合适大小的SD卡。增加了存储容量的灵活性。
本发明中的中心处理模块主要由ARM中央处理器和低功耗内存组成。ARM处理器型号：Broadcom BCM2837B0,Cortex-A53(ARMv8)64-bit SoC@1.4GHz，内存型号：1GB LPDDR2SDRAM。
中心处理模块主要的作用就是实现对传感器数据的处理，数据传输过程中的加密算法处理和定位算法处理。
中心处理模块嵌入哈希函数为基础构造的哈希算法，完成对数据传输过程中的加密计算。哈希算法在现代密码学中扮演着重要的角色，常用于实现数据完整性和实体认证，同时也构成多种密码体制和协议的安全保障。哈希函数是一类数字的函数，在有限合理的时间内可以将任意长度的消息压缩为固定长度的输出值，并且是不可逆的，基本上没有两段不一样的明文信息会有同样的哈希值。哈希函数在区块链上被广泛应用于区块链的核心构造，以及检测数据未经授权的修改，签名者的身份识别和抗抵赖。
定位算法有效地降低无线信道的影响，在较少的网络资源中获取较高的定位精度。通过智能终端通用数据芯片自带的GPS功能与物联网LPWAN(低功耗广域组网)通信算法实现全域智能终端在动态重组下的精确定位。
本发明中的传感器接口转换模块由外部传感器接口和物联网传感器两部分组成，Extended 40-pin GPIO header可以连接大部分的外部设备，包括物联网传感器。将物联网传感器通过针脚线连接至GPIO对应的针脚上，这样通过各种传感器的组合，将外部需要采集的信号从模拟信号转成数字信号，传输至中心处理模块中，进行进一步的数据处理。
本发明中的主要是由北斗定位模组、蓝牙模组组成。
蓝牙模块室内定位系统具有设备体积小、易于集成在其它系统中等优点，结合北斗定位模组提升定位的准确性，为定位算法提供硬件支持。
本发明中的传输模块主要就是有无线模块(与蓝牙模块一体)和网口组成。
使用TCP/IP协议方式进行网路传输，结合SSL,TLS和IPSec等协议，使得数据安全有效的传输至云端或者上级服务器节点。
图2为本发明的工作过程示意图。如图2所示：本发明的工作过程如下：能源采集无线智能终端设备包括硬件外壳体、电子集成板和物联传感器。
通过能源采集无线智能终端的物联网传感器，采集到外界物理数据，例如温度、湿度、水平度等参数，通过传感器接口转换模块将采集到的数据，进行数字化处理，处理完成后的数据经过中心处理模块再进行计算，并进行分配存储，将数据存储在存储模块中。中心处理模块所需要的定位、加密、传输等算法也记录在存储模块中。
能源采集无线智能终端带有的定位模块，结合中心处理模块的定位算法获得准确的设备位置。定位数据和采集计算数据经过中心处理模块的加密算法对数据进行加密。再将加密数据通过传输模块，以无线的方式传输至云平台或者是终端服务器上。
本发明涉及一种监控终端设备，该终端设备能够采集单个或多种不同的传感器信号，并且能够实现设备定位、数据处理、加密、通讯的功能。感知是通过物联网传感器和传感器接口转换模块实现外部物理参数的数字化。定位是通过定位模块，中心处理模块的定位算法实现；处理是通过中心处理模块实现；加密是通过中心处理模块嵌入哈希算法实现加密功能；通讯是通过中心处理模块和传输模块实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种能源监控无线智能终端，其特征在于：所述能源监控无线智能终端包括：外壳体、电子硬件板、物联网传感器；
电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；
外壳体是包裹在电子硬件板外，为保护电子硬件板的外壳；
电子硬件板包括：电源模块、存储模块、中心处理模块、传感器接口转换模块、定位模块和传输模块；
物联网传感器通过GPIO连接线，连接至传感器接口转换模块上的GPIO针型插口上。
2.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：通过能源采集无线智能终端的物联网传感器，采集到外界物理数据，通过传感器接口转换模块将采集到的数据，进行数字化处理，处理完成后的数据经过中心处理模块再进行计算，并进行分配存储，将数据存储在存储模块中；中心处理模块所需要的定位、加密、传输算法也记录在存储模块中。
3.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：能源采集无线智能终端带有的定位模块，结合中心处理模块的定位算法获得准确的设备位置；定位数据和采集计算数据经过中心处理模块的加密算法对数据进行加密；再将加密数据通过传输模块，以无线的方式传输至云平台或者是终端服务器上。
4.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述电源模块由POE和USB作为电源供电方式。
5.根据权利要求2所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述存储模块配置了一块SD卡接口，能外部插入快闪存储器卡，作为智能终端的数据存储部分。
6.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述中心处理模块包括ARM中央处理器和低功耗内存。
7.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述传感器接口转换模块包括外部传感器接口和物联网传感器两部分。
8.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述定位模块包括由北斗定位模组、蓝牙模组。
9.根据权利要求1所述的能源监控无线智能终端，其特征在于：所述传输模块为与蓝牙模块一体的无线模块和网口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210430 |