CN204190758U - 一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端 - Google Patents
一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，包括工业级ARM处理器、存储器模块、复位电路、电源管理模块、数据采集模块、数据传输模块；所述存储器模块包括闪存FLASH、MicroSD卡，所述存储器模块与工业级ARM处理器连接，所述复位电路与工业级ARM处理器连接，所述电源管理模块与工业级ARM处理器和数据传输模块连接，所述数据采集模块与工业级ARM处理器连接，所述数据传输模块与ARM处器模块连接，数据传输模块支持GPRS/CDMA、WIFI、RJ45接口；智能终端通过数据采集模块与PLC、工控机和CNC等数控设备相连；本实用新型主要用于采集和传输数控设备运行状态数据，以代替传统的人工读取、手工录入方式，降低人工成本，提高数据采集的准确性和高效性。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集及传输技术领域，更具体地，涉及一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端。
背景技术
在工业制造、化工、环保、医疗设备和智能小区等很多领域中都需要对相关设备进行管理和监测,以便随时了解和掌握设备的各种参数和运行状况，保障设备可靠安全稳定运行。
传统的本地监测是现场工程师对控制系统进行跟踪，实时了解生产流程各个环节中设备运行状态，及时处理报警信息；控制人员需要监测控制系统各个重要参数，评估控制系统性能；生产管理者需要制定生产策略，实时方便地获得产品生产进度、状态等。随着当代新技术的发展，这种传统的本地监测方式由于缺乏与数据中心、云、大数据等技术的联结，往往无法在实际应用中做出快速反应，不足日益突显。
随着物联网技术的不断发展，嵌入式技术越来越多地应用到工业控制领域。相对传统桌面系统而言的，嵌入式系统经过裁剪，具有功耗低、体积小、安全稳定、高效等优点；此外嵌入式系统将应用软件固化在系统ROM中，无需人工干预和交互。正是这些特点和优势，使得嵌入式数据采集终端设备得到大力的推广和应用。
传统的数据采集传输方式多基于企业局域网络，企业局域网受限于地理、环境等多种因素，建设成本高昂，伴随着计算机网络和通讯技术的迅猛发展，通用分组无线业务(GPRS)技术也得到了大量的应用。GPRS是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输，这一特点非常适合工业设备监控数据采集的远程传输，目前在电力、能源、环境等行业广泛应用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，综合运用物联网技术、嵌入式技术、智能终端技术和移动互联网技术等，提出一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端。实现对工业设备运行的分布式移动监测，也兼顾智能终端的便捷性、通用性。
本实用新型提供了一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，与传统的工控机相比具有运行更稳定、能耗更低、体积更小、成本更少，更能适应恶劣工业生产环境，结合移动互联技术，可以实现数控设备的实时监控。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，所述智能终端包括工业级ARM处理器、存储器模块、复位电路、电源管理模块、数据采集模块、数据传输模块，其中：
存储器模块与工业级ARM处理器连接，复位电路与工业级ARM处理器连接，电源管理模块与工业级ARM处理器和数据传输模块连接，数据采集模块与工业级ARM处理器连接，数据传输模块与ARM处器模块连接，智能终端通过数据采集模块与PLC、工控机和CNC等数控设备相连。
进一步地，所述的智能终端提供下列接口中的一个或多个：USB接口、标准异步串口、以太网接口、16位GPIO接口、ISA扩展总线接口，或MicroSD插座。
进一步地，所述工业级ARM处理器，采用工业级32位ARM9系列处理器，所述处理器包含CPU、DDR2系统内存。
进一步地，所述存储器模块包括闪存FLASH或者MicroSD卡。
进一步地，所述数据采集模块支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述数据采集模块用于与PLC、工控机或CNC数控设备相连；所述接口，支持高速和低速多种串口，波特率范围为3Mbps及1200bps–19200bps，数据位为8-bit，支持奇偶校验，其中低速适合作为RS485接口使用。
进一步地，所述数据传输模块支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口。
进一步地，所述数据传输模块采用MC37i GPRS/CDMA无线模块。
本实用新型的有益效果在于：工业级的嵌入式采集设备方便安装在恶劣数控设备生产加工环境；支持多种数控设备连接和采集方式；支持有线、无线及移动网络通信；取代人工巡检管理。
附图说明
图1为本实用新型智能终端的结构示意图；
图2为本实用新型智能终端在网络中的工作过程示意图。
具体实施方式
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。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。
图1所示，为本实用新型智能终端的结构示意图，所述智能终端包括工业级ARM处理器、存储器模块、复位电路、电源管理模块、数据采集模块、数据传输模块；其中：
存储器模块与工业级ARM处理器连接，复位电路与工业级ARM处理器连接，电源管理模块与工业级ARM处理器和数据传输模块连接，数据采集模块与工业级ARM处理器连接，数据传输模块与ARM处器模块连接，智能终端通过数据采集模块与PLC、工控机和CNC数控设备相连。
具体工作中，所述复位电路用于实现无人值守下智能终端的异常复位功能，或智能终端自动升级后的复位功能。
所述的智能终端提供下列接口中的一个或多个：USB接口、标准异步串口、以太网接口、16位GPIO接口、ISA扩展总线接口，或MicroSD插座。
所述工业级ARM处理器，采用工业级32位ARM9系列处理器，所述处理器包含CPU、DDR2系统内存。
所述存储器模块包括闪存FLASH或者MicroSD卡。
所述数据采集模块用于采集数据设备运行数据，所述数据采集模块支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述数据采集模块用于与PLC、工控机或CNC数控设备相连；所述接口，支持高速和低速多种串口，波特率范围为3Mbps及1200bps–19200bps，数据位为8-bit，支持奇偶校验，其中低速适合作为RS485接口使用。
数据采集模块提供RS232、RS485、RJ45接口，支持ModBus、Profibus、TCP/IP、PPI、MPI等多种工业标准接口协议，譬如现在PLC采用较多的PPI协议，通过RS232转RS485连接，对采集地址以PPI协议进行编码，采集返回值以PPI协议解码；采集数据由ARM处理器处理后提交给数据传输模块。
所述数据采集模块支持参数定义功能，可以从数据中心自动下载智能终端配置表，确定被采集设备型号，确定采集频率、采集方式、采集参数(如波特率)、采集地址等等，根据被采集设备型号，建立与被采集设备连接，同时，根据采集参数如频率、地址、类型智能分配采集通道，提取被采集设备实时信息，接受的信息实时传递到通讯模块；采集线程根据采集频率进行自动循环采集；
所述数据传输模块支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口，数据传输模块用于提供智能终端和数据中心连接通道，采用自有传输协议发送数据，通过Socket通信，支持Tcp/Udp多种通信协议，智能终端定时向数据中心发送心跳包，保持连接；数据传输线程能实时处理定时采集数据、设备操作命令、设备更新操作等功能。例如，所述数据传输模块采用MC37iGPRS/CDMA无线模块。
如图2所示，为本实用新型一个实施例中智能终端在网络中的工作过程示意图，所述智能终端通过RS232/RS485接口与数据设备(CNC)或工业设备(PLC、工控机、DCS、RTU和DTU等)相连，采集相应的数据，经ARM处理器处理后，通过GPRS/CDMA/3G传输模块发送到数据中心或云服务器中。
本领域的技术人员容易理解，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)
1.一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于，所述智能终端包括工业级ARM处理器、存储器模块、复位电路、电源管理模块、数据采集模块以及数据传输模块，其中：
存储器模块与工业级ARM处理器连接，复位电路与工业级ARM处理器连接，电源管理模块与工业级ARM处理器和数据传输模块连接，数据采集模块与工业级ARM处理器连接，数据传输模块与ARM处器模块连接，智能终端通过数据采集模块与PLC、工控机和CNC数控设备相连。
2.如权利要求1所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于，所述的智能终端提供下列接口中的一个或多个：USB接口、标准异步串口、以太网接口、16位GPIO接口、ISA扩展总线接口，或MicroSD插座。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于：所述工业级ARM处理器，采用工业级32位ARM9系列处理器，所述处理器包含CPU、DDR2系统内存。
4.根据权利要求1或2所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于：所述存储器模块包括闪存FLASH或者MicroSD卡。
5.根据权利要求1或2所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于：所述数据采集模块支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述数据采集模块用于与PLC、工控机或CNC数控设备相连；所述接口，支持高速和低速多种串口，波特率范围为3Mbps及1200bps–19200bps，数据位为8-bit，支持奇偶校验，其中低速适合作为RS485接口使用。
6.根据权利要求1或2所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于，所述数据传输模块支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口。
7.根据权利要求6所述的一种应用于物联网的嵌入式数据采集及传输智能终端，其特征在于，所述数据传输模块采用MC37i GPRS/CDMA无线模块。
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