CN113015273A - 兼容多种传感器的pyly物联网网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼容多种传感器的PYLY(pythonblocky)物联网网关，其中包括识别模块、与识别模块连接的多种传感器接口、传感器数据采集模块、传感器数据WIFI(WirelessFidelity)传输模块，识别模块采用PYLY物联网网关。本发明利用识别模块分别与多个传感器进行连接，实现与多个传感器接口兼容，对传感器数据进行采集，数据通过PYLY物联网网关自动上传至网络平台，通过网络平台进行数据的进一步传输、分析和存储以及可视化展示，极大提高了系统的兼容性、扩展性和便捷性。

Description

兼容多种传感器的PYLY物联网网关

技术领域

本发明属于物联网硬件、无线数据传输、远程控制技术领域，特别是涉及一种兼容多种传感器的PYLY物联网网关设备。

背景技术

物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。它是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联互通的网络。在这背后，则是在物体上植入各种传感器，用这些传感器获取物理世界的各种信息，再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界的感知，实现互联互通。在利用气象站机相关传感器和继电器在传统农业，浇水、施肥、打药，农民全凭经验、靠感觉。如今，设施农业生产基地，看到的却是另一番景象：瓜果蔬菜该不该浇水，施肥、打药，怎样保持精确的浓度，温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤EC、土壤pH，如何实行按需供给，一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”处理的问题，都有信息化智能监控系统实时定量“精确”把关，农民只需在电脑前按个开关做个选择，或是完全听根据平台“指令”，就能种好菜、养好花，实现丰收，同时利用Python网关网络爬虫优势，自动于物联网链接，将产品信息上传网络平台，建立于消费者之间的联系，实现自动预定下单、物流派送，实现销售。

农业物联网，属于在智慧农业系统中的，运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、pH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、pH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件，可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。扩展到其他各行各业，物联网的应用已经开始出现规模效益，助力经济发展。

随着科技的不断发展，传感器技术也得到了跨越式的发展。物联网网关需要方便兼容多种传感器，那么就会对网关提出更高的要求，目前传感器输出数据接口有如：ADC、I2C、SPI、单总线、UART、RS232、RS485等输出接口形式。

现有的物联网环境数据采集终端，均为固定式传感器。每种传感器随着传感器出厂，传感器的输出接口也确定了，不方便后期传感器的更换和使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼容多种传感器支持多种传感器连接的PYLY物联网网关，满足或方便与多种类型的传感器连接，实现传感器数据采集和WIFI无线数据传输功能，同时降低网关成本、提供程序编程和数据传输便捷性问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：包括ADC传感器接口、I2C传感器接口、SPI传感器接口、单总线传感器接口、UART传感器接口、RS232传感器接口、RS485传感器接口、识别模块、传感器数据采集模块和传感器数据WIFI传输模块，所述识别模块与传感器数据采集模块连接，所述传感器数据采集模块与传感器数据WIFI传输模块连接，所述传感器数据WIFI传输模块与网络平台连接，所述识别模块采用PYLY物联网网关，所述识别模块分别与ADC传感器接口、I2C传感器接口、SPI传感器接口、单总线传感器接口、UART传感器接口、RS232传感器接口、RS485传感器接口连接。

进一步的，所述ADC传感器接口与ADC传感器连接，I2C传感器接口与I2C传感器连接，SPI传感器接口与SPI传感器连接，单总线传感器接口与单总线传感器连接，UART传感器接口与UART传感器连接，RS232传感器接口与RS232传感器连接，RS485传感器接口与RS485传感器连接。

进一步的，所述ADC传感器接口是将物理中的模拟量转换成数字量的传感器输出接口，PYLY物联网网关通过接收ADC传感器输出的数据，与初始化数据进行比较，从而判断ADC传感器接口是否插有ADC接口的传感器。

进一步的，所述I2C传感器接口是两条总线进线数据的传输，一条串行数据线，一条串行时钟，通过主从模式进行通信，PYLY物联网网关通过对I2C传感器接口发送数据输出指令，根据传感器的回应来识别传感器接口。

进一步的，所述SPI传感器接口需要至少4条线即：数据输入、数据输出、时钟、片选，实际上是两个简单的移位寄存器，传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下，按位传输，高位在前,低位在后，在SCLK的下降沿上数据改变，同时一位数据被存入移位寄存器，PYLY物联网网关通过传感器输出数据来确定传感器的接口。

进一步的，所述单总线传感器接口是在一条总线上实现数据传输，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，PYLI物联网网关通过不同的地址来识别挂载到总线上的设备。

进一步的，所述UART传感器接口是一种通用串行数据总线，用于异步通信；该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收；UART接口输出为TTL电平，PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口

进一步的，所述RS232传感器接口只用了TXD、RXD、GND三条线，采用±15逻辑电平传输数据，PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口。

进一步的，所述RS485传感器接口采用两线是电平通讯，RS485的传感器接口大部分采用的是ModBus协议进行通信，PYLY物联网网关通过向RS485传感器发送数据协议的返回参数来识别该传感器接口。

本发明具有以下有益效果：利用识别模块分别与多个传感器进行连接，实现与多个传感器接口兼容，对传感器数据进行实时采集，数据通过PYLY物联网网关自动上传至网络平台，通过网络平台进行数据的进一步传输、分析和存储以及可视化展示，极大提高了系统的兼容性、扩展性和便捷性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的系统结构示意图。

在附图中：1、ADC传感器接口，2、I2C传感器接口，3、SPI传感器接口，4、单总线传感器接口，5、UART传感器接口，6、RS232传感器接口，7、RS485传感器接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

请参阅图1，兼容多种传感器的PYLY物联网网关，包括ADC传感器接口1、I2C传感器接口2、SPI传感器接口3、单总线传感器接口4、UART传感器接口5、RS232传感器接口6、RS485传感器接口7、识别模块、传感器数据采集模块和传感器数据WIFI传输模块。

识别模块与传感器数据采集模块连接，传感器数据采集模块与传感器数据WIFI传输模块连接，传感器数据WIFI传输模块与网络平台连接。

识别模块采用PYLY物联网网关，识别模块分别与ADC传感器接口、I2C传感器接口、SPI传感器接口、单总线传感器接口、UART传感器接口、RS232传感器接口、RS485传感器接口连接；ADC传感器接口与ADC传感器连接，I2C传感器接口与I2C传感器连接，SPI传感器接口与SPI传感器连接，单总线传感器接口与单总线传感器连接，UART传感器接口与UART传感器连接，RS232传感器接口与RS232传感器连接，RS485传感器接口与RS485传感器连接。

识别模块采用PYLY物联网网关，通过对各个传感器接口进行识别，实现对多个传感器接口兼容。

ADC传感器接口是将物理中的模拟量转换成数字量的传感器输出接口。PYLY物联网网关通过接收ADC传感器输出的数据，与初始化数据进行比较，从而判断ADC传感器接口是否插有ADC接口的传感器。

I2C传感器接口是两条总线进线数据的传输，一条串行数据线(SDA)，一条串行时钟(SCL)，通过主从模式进行通信。PYLY物联网网关通过对I2C传感器接口发送数据输出指令，根据传感器的回应来识别传感器接口。

SPI传感器接口需要至少4条线即：数据输入(SDI)、数据输出(SDO)、时钟(SCLK)、片选(CS)，实际上是两个简单的移位寄存器，传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下，按位传输，高位在前,低位在后，在SCLK的下降沿上数据改变，同时一位数据被存入移位寄存器。PYLY物联网网关通过传感器输出数据来确定传感器的接口。

单总线传感器接口是在一条总线上实现数据传输，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，具有线路简单、硬件开销少、成本低廉、便于总线扩展和维护等优点。PYLI物联网网关通过不同的地址来识别挂载到总线上的设备。

UART传感器接口是一种通用串行数据总线，用于异步通信；该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收；UART接口输出为TTL电平。PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口。

RS232传感器接口只用了TXD、RXD、GND三条线，和UART传感器接口相同，只是传输电平不同，采用±15逻辑电平传输数据。PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口。

RS485传感器接口采用两线是电平通讯，相比于RS232电平要低很多，可以实现组网式连接。总线阻抗匹配克服了RS232不能远距离传输的缺点。RS485的传感器接口大部分采用的是ModBus协议进行通信。PYLY物联网网关通过向RS485传感器发送数据协议的返回参数来识别该传感器接口。

本发明不仅适用于对多个传感器接口中插入的单个传感器进行自动识别，还适用于对多个传感器接口中插入的多个传感器进行自动识别，极大的提高了适用性和便捷性。

本发明利用一个或多个传感器对农业互联网数据进行采集，再通过传感器数据WIFI传输模块将数据发送到物联网平台，实现对传感器采集数据的接收和监测。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

Claims (9)

1.兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：包括ADC传感器接口、I2C传感器接口、SPI传感器接口、单总线传感器接口、UART传感器接口、RS232传感器接口、RS485传感器接口、识别模块、传感器数据采集模块和传感器数据WIFI传输模块，所述识别模块与传感器数据采集模块连接，所述传感器数据采集模块与传感器数据WIFI传输模块连接，所述传感器数据WIFI传输模块与网络平台连接，所述识别模块采用PYLY物联网网关，所述识别模块分别与ADC传感器接口、I2C传感器接口、SPI传感器接口、单总线传感器接口、UART传感器接口、RS232传感器接口、RS485传感器接口连接。

2.如权利要求1所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述ADC传感器接口与ADC传感器连接，I2C传感器接口与I2C传感器连接，SPI传感器接口与SPI传感器连接，单总线传感器接口与单总线传感器连接，UART传感器接口与UART传感器连接，RS232传感器接口与RS232传感器连接，RS485传感器接口与RS485传感器连接。

3.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述ADC传感器接口是将物理中的模拟量转换成数字量的传感器输出接口，PYLY物联网网关通过接收ADC传感器输出的数据，与初始化数据进行比较，从而判断ADC传感器接口是否插有ADC接口的传感器。

4.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述I2C传感器接口是两条总线进线数据的传输，一条串行数据线，一条串行时钟，通过主从模式进行通信，PYLY物联网网关通过对I2C传感器接口发送数据输出指令，根据传感器的回应来识别传感器接口。

5.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述SPI传感器接口需要至少4条线即：数据输入、数据输出、时钟、片选，实际上是两个简单的移位寄存器，传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下，按位传输，高位在前,低位在后，在SCLK的下降沿上数据改变，同时一位数据被存入移位寄存器，PYLY物联网网关通过传感器输出数据来确定传感器的接口。

6.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述单总线传感器接口是在一条总线上实现数据传输，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，PYLI物联网网关通过不同的地址来识别挂载到总线上的设备。

7.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述UART传感器接口是一种通用串行数据总线，用于异步通信；该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收；UART接口输出为TTL电平，PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口。

8.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述RS232传感器接口只用了TXD、RXD、GND三条线，采用±15逻辑电平传输数据，PYLY物联网网关通过将传感器主动发送的数据解析后确定传感器接口。

9.如权利要求2所述的兼容多种传感器的PYLY物联网网关，其特征在于：所述RS485传感器接口采用两线是电平通讯，RS485的传感器接口大部分采用的是ModBus协议进行通信，PYLY物联网网关通过向RS485传感器发送数据协议的返回参数来识别该传感器接口。

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