CN204031464U - 一种物联网网关 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及物联网技术领域,提供了一种物联网网关。本实用新型通过将3G/4G模块(201)、以太网模块(202)、WiFi模块(203)、ZigBee模块(204)、蓝牙模块(205)和红外模块(206)进行集成,同时将RS232接口(501)、SD卡接口(502)、R485接口(503)、USB接口(504)、液晶屏接口(505)和视频接口(506)进行整合,有效的利用了ZigBee的自组织、低功耗、传输距离远、大容量等优势,解决了现有物联网网络功耗高、容量小、通信方式单一等问题。

Description

一种物联网网关
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及物联网技术领域,特别是涉及一种物联网网关。
【背景技术】
[0002] 物联网网关在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色,它将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备,物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换.既可以实现广域互联.也可以实现局域互联。物联网网关还需要具备设备管理功能,运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点,了解各节点的相关信息,并实现远程控制。
[0003] 目前用于近距离无线通信的技术标准很多,仅常见的WSNs技术就包括Lonworks、ZigBee、6L0WPAN、RUBEE等。各类技术主要针对某一应用展开,之间缺乏兼容性和体系规划。现在国内、外已经在展开针对物联网网关进行标准化工作,如3GPP、传感器工作组,实现各种通信技术标准的互联互通。
[0004] 物联网网关具有强大的协议转换能力,从不同的感知网络到接入网络的协议转换、将下层的标准格式的数据统一封装、保证不同的感知网络的协议能够变成统一的数据和信令;将上层下发的数据包解析成感知层协议可以识别的信令和控制指令。
[0005] 物联网网关作为智能家居、智能农业等物联网行业应用系统的通用型控制中心,它是传输层和感知层中间的通信网关,它接收感知层的传感网节点采集到的现实物理世界的数据信息,并将这些数据信息通过通信网络上传至上层的应用层;应用层对这些数据信息进行存储、分析和处理等操作后,产生相应的控制命令,再通过物联网网关下发给感知层的设备,从而实现对底层传感网节点的监控和管理。
[0006] 然而,现有的物联网网关往往通过蓝牙、红外等方式和传感网节点进行通信和控制,其容量比较小,功耗比较高。而且现有的物联网网关往往只能实现固定的某一种方式进行网络通信,比如WiFi,当用户没有WiFi网络时,其使用就受到了限制,影响用户的使用体验。
【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于解决现有物联网网关功耗高、容量小、通信方式单一等问题,提出一种新型通用物联网网关。
[0008] 本发明实施例提出了一种物联网网关,包括主处理器单元1、通信单元2、电源单元4、接口单元5和存储单元6 ;
[0009] 所述主处理器单元I为ARM处理器,与通信单元2、电源单元4、接口单元5和存储单元6连接,通过发送和接收指令控制各单元的运行;
[0010] 所述通信单元2,包括3G/4G模块201、以太网模块202、WiFi模块203、ZigBee模块204、蓝牙模块205和红外模块206,各个模块通过接收主处理器单元I发送的指令对各传感网节点进行控制和数据传输;
[0011] 所述电源单元4,包括电源管理模块401和充电模块402,用于向主处理器单元1、通信单元2、接口单元5和存储单元6提供电源;
[0012]所述接口单元 5,包括RS232 接口 501、SD 卡接口 502、R485 接口 503、USB接口 504、液晶屏接口 505和视频接口 506,用于信号的适配输出;
[0013] 所述存储单元6,包括DDR模块(601)和Flash模块(602)。
[0014] 所述物联网网关还包括音视频管理单元3,和接口单元5、主处理器单元I相连接,包括音频管理模块301和视频管理模块302,用于处理音频和视频信号,并通过接口单元5进行传输。
[0015]所述 3G/4G 模块支持扩展 WCDMA、TD-SCDMA, CDMA2000 三种 3G 制式和 TDD-LTE、FDD-LTE两种4G制式。
[0016] 所述主处理器单元I支持Android和Linux双操作系统。
[0017] 所述充电模块402为锂电池。
[0018] 所述视频接口 506为LVDS视频接口。
[0019] 所述主控制器单元的系统启动方式为Flash或SD卡启动。
[0020] 与现有技术相比,本实用新型提出的一种物联网网关,增加了 ZigBee等方式,对传感网节点进行控制,同时集成了 3G/4G以及多种通信接口,有效的利用了 ZigBee的自组织、低功耗、传输距离远、大容量等优势,解决了现有物联网网络功耗高、容量小、通信方式单一等问题。
[0021] 同时,本实用新型提出的物联网网关还将多种设备接口进行集成,实现了信息呈现的多样化,大大改善了用户体验。
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型实施例1提供的一种物联网网关模块图;
[0023] 图2是本实用新型实施例2提供的一种物联网网关电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0025] 此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026] 本实用新型实施例1提供了一种物联网网关,如图1所示,包括主处理器单元1、通信单元2、电源单元4、接口单元5和存储单元6 ;
[0027] 所述主处理器单元I为ARM处理器,优选采用Cortex-AS架构,与通信单元2、电源单元4、接口单元5和存储单元6连接,通过发送和接收指令控制各单元的运行;
[0028] 所述通信单元2,包括3G/4G模块201、以太网模块202、WiFi模块203、ZigBee模块204、蓝牙模块205和红外模块206,各个模块通过接收主处理器单元I发送的指令对各传感网节点进行控制和数据传输;
[0029] 所述电源单元4,包括电源管理模块401和充电模块402,用于向主处理器单元1、通信单元2、接口单元5和存储单元6提供电源;
[0030]所述接 口单元 5,包括 RS232 接口 501、SD 卡接口 502、R485 接口 503、USB 接口504、液晶屏接口 505和视频接口 506,用于信号的适配输出;
[0031] 所述存储单元6包括DDR模块601和Flash模块602,用于数据的存储。
[0032] 根据不同的应用场景,比如在智能家居应用中,当无线传感网节点的通信方式为蓝牙时,物联网网关在主控制器单元I的控制下,启动蓝牙模块205进行传感网节点的数据采集,将数据进行分析和存储后,通过WiF1、3G/4G或以太网等网络将信息传送给最终用户,用户通过操作终端进行操作,将操作指令传送给物联网网关,所述物联网网关通过蓝牙模块对智能家居终端进行控制和操作。比如在智能农业的应用场景中,蓝牙的通信方式已经不能适应,传感网终端往往采用ZigBee方式进行通信。采用该物联网网关,用户可以灵活的选择通信方式,提高了物联网网关的适应性,提高了物联网网关的控制效率。
[0033] 同时,可选的物联网网关还包括音视频管理单元3,和接口单元5、主处理器单元I相连接,包括音频管理模块301和视频管理模块302,用于处理音频和视频信号,并通过接口单元5进行传输。该视频接口单元可以连接到电脑终端或投影设备中,将传感器接收到的信息进行直观的显示。音频管理模块可以进行语音控制和录音,同时,该物联网网关还可以通过Flash模块602,对传感器采集到的数据进行存储,支持视频、音频的回放等功能。
[0034] 可选的,所述3G/4G模块支持扩展WCDMA、TD-SCDMA, CDMA2000三种3G制式和TDD-LTE、FDD-LTE两种4G制式。所述主处理器单元I支持Android和Linux双操作系统,提高了该物联网网关的适应性。
[0035] 本物联网网关支持ZigBee组网和传感网管理等功能;可对通过ZigBee、RFID、BT网络上传的感知层数据进行处理,并转换为3G、4G、WiF1、以太网等方式将数据上传至应用层。
[0036] 本实用新型实施例2为本物联网网关的电路连接示意图,主处理器CPU为ARM处理器,优选采用Cortex-A8架构,支持Android和Linux双操作系统。电源管理模块中Power采用12V电源输入,锂电池充电芯片为BQ2057,电源转换芯片为LM22676MR,将12V电源输入转换为3.3V或5V输出,电源管理模块为DA9053。通信模块中,以太网芯片为LAN8720,采用RJ-45以太网接口 ;ZigBee模块芯片为CC2530,通信协议采用ZigBee 2007,3G/4G模块接口 为 3G/4GModem 可支持 WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/TDD-LTE/FDD-LTE 等通信方式,采用USB HOST方式接入芯片;WiFi模块接口采用SD1方式接入芯片。接口模块中,RS232为Debug串口模块,R485接口芯片为MAX3485,USB接口管理芯片为USB2514,音频管理芯片为SGTL5000,视频输出接口为LVDS,SD Slot为SD卡接口。存储模块采用DDR3内存模块,并集成了 INAND Flash存储模块;系统启动方式为Flash或SD卡启动。
[0037] 综上所述,本实用新型提出的一种物联网网关,增加了 ZigBee等方式对传感网节点进行控制,同时集成了 3G/4G以及多种通信接口,有效的利用了 ZigBee的自组织、低功耗、传输距离远、大容量等优势,解决了现有物联网网关功耗高、容量小、通信方式单一等问题。同时,本实用新型提出的物联网网关还将多种设备接口进行集成,实现了信息呈现的多样化,大大改善了用户体验。
[0038] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种物联网网关,其特征在于,包括主处理器单元(I)、通信单元(2)、电源单元(4)、接口单元(5)和存储单元(6); 所述主处理器单元(I)为ARM处理器,与通信单元(2)、电源单元(4)、接口单元(5)和存储单元(6)连接,通过发送和接收指令控制各单元的运行; 所述通信单元(2),包括3G/4G模块(201)、以太网模块(202)、WiFi模块(203)、ZigBee模块(204)、蓝牙模块(205)和红外模块(206),各个模块通过接收主处理器单元(I)发送的指令对各传感网节点进行控制和数据传输; 所述电源单元(4),包括电源管理模块(401)和充电模块(402),用于向主处理器单元(I)、通信单元(2)、接口单元(5)和存储单元(6)提供电源; 所述接口单元(5),包括 RS232 接口(501)、SD 卡接口(502)、R485 接口(503)、USB 接口(504)、液晶屏接口(505)和视频接口(506),用于信号的适配输出; 所述存储单元(6)包括DDR模块(601)和Flash模块(602),用于数据的存储。
2.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,还包括音视频管理单元(3),和接口单元(5)、主处理器单元(I)相连接,包括音频管理模块(301)和视频管理模块(302),用于处理音频和视频信号,并通过接口单元(5)进行传输。
3.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,所述3G/4G模块支持扩展WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000 三种 3G 制式和 TDD-LTE、FDD-LTE 两种 4G 制式。
4.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,所述主处理器单元(I)支持Android和Linux双操作系统。
5.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,所述充电模块(402)为锂电池。
6.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,所述视频接口(506)为LVDS视频接□。
7.如权利要求1所述的物联网网关,其特征在于,系统启动方式为Flash或SD卡启动。
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