CN204707289U - 一种物联网智能节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能节点，包括：微处理器控制模块与以太网通信模块、无线通信模块、RS232/485总线模块、电源模块、Flash存储模块、I/O端口、JLINK下载在线仿真调试接口分别连接。本实用新型有益效果：针对不同的设备参数基于事件驱动的数据融合实现传输数据量的缩减，通过数据加密保证了物联网的数据信息安全，自组网功能减轻了网络负担。物联网智能节点对设备的控制，满足了用户的个性化需求。

Description

一种物联网智能节点

技术领域

本实用新型涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种物联网智能节点。

背景技术

物联网技术成功的将所有用电设备连接到网络中，使得设备状态与信息以及环境参数等海量数据的获取与共享成为可能。建筑设备物联网是各种建筑用电设备通过物联网技术组成的复杂网络，其高度集成了通信、计算、控制和物理系统，是一个复杂的、动态的、以人为本的系统。在建筑设备物联网中，设备通过不同介质和形式互联到统一的网络中，从网络中获取信息，同时，建筑物内用电设备的各种状态信息以及各项环境参数等数据可发送到物联网节点，进而传送到上层服务器，实现对建筑物用电设备的全面感知。

如今建筑物内越来越多的用电设备已实现网络互联，当前用电设备终端模块联网的方式主要是自动获取IP地址进行联网，因此每一个终端模块都要占用一个IP地址，随着终端模块数量的增长，网络IP地址的占用量会非常巨大，对网络会产生相当大的负担，如何实现网络IP地址的高效利用，将是建筑设备物联网中用电设备管理的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种物联网智能节点，针对不同的设备参数实现传输数据量的缩减，具有极高的时效性和实用价值。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种物联网智能节点，包括：微处理器控制模块与以太网通信模块、无线通信模块、RS232/485总线模块、电源模块、Flash存储模块、I/O端口具有数据预处理及设备管理功能的物联网智能节点和JLINK下载在线仿真调试接口分别连接；

物联网智能节点与数据库服务器、web服务器和底层终端设备模块分别连接；所述数据库服务器、web服务器与远程终端和移动终端分别连接；

所述物联网智能节点与数据库服务器、web服务器间通过以太网连接，所述数据库服务器、web服务器与远程终端通过以太网连接，与移动终端通过WiFi、GPRS或3G网络连接。

所述底层终端设备模块包括插座模块、开关模块、环境模块和空调模块；物联网智能节点与若干个底层终端设备模块通过RF射频、WiFi方式无线连接；或者通过RS232/485总线方式连接；

所述物联网智能节点占用一个网络IP地址，作为主节点建立无线网络并实现自组网功能，底层设备终端模块作为子节点，自动搜索注册到无线网络中。

本实用新型的有益效果是：

物联网智能节点为建筑物内用电设备的状态信息、环境参数、人员信息等来自感知层的海量数据存储、提取、压缩、分时上传，以及物联网中隐私保护和通信过程中数据安全提供了新的方法。

通过建筑设备物联网中的物联网智能节点，建筑物内来自底层终端设备模块的海量数据可以方便的联入Internet网络实现信息的收集。物联网智能节点针对不同的设备参数实现基于事件驱动的数据融合和数据压缩实现传输数据量的缩减，以此达到节能和延长网络生命周期的目的。

物联网节点与终端模块及数据服务器间的通信数据加密，保证了物联网中的数据信息的安全。

物联网智能节点占用一个网络IP地址，作为主节点建立无线网络并实现自组网功能，底层设备终端模块作为子节点，自动搜索注册到无线网络中，减少了网络IP地址的占用，很大程度上减轻了网络负担。

附图说明

图1为本实用新型物联网智能节点硬件结构图；

图2为本实用新型物联网智能节点所在建筑设备物联网系统的系统结构图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，建筑用电设备物联网智能节点包括：微处理器控制模块、以太网通信模块、无线通信模块、电源模块、Flash存储模块、RS232/485总线模块、I/O端口、JLINK在线仿真调试接口，微处理器控制模块与以太网通信模块、无线通信模块、电源模块、Flash存储模块、RS232/485总线模块、I/O端口、JLINK在线仿真调试接口分别连接。

进一步地，微处理器控制模块采用意法半导体的Cortex-M3内核的STM32F103xx芯片，芯片采用AHB总线型架构，外设均通过总线相互连接，系统工作频率一般36MHz，通过倍频可提升至72MHz，使得指令执行速度快，提高了代码效率，并且具有丰富的硬件资源，内嵌Cortex-M3跟踪模块(ETM)，有利于缩短开发周期。

进一步地，以太网通信模块采用W5100以太网控制芯片，芯片具有10/100Mbps网络通信自适应功能，同时硬件集成了以太网协议各层功能，在协议上完全兼容IEEE802.310BASE-T和802.3u 100BASE-TX标准。

进一步地，无线通信模块采用低功耗的UHF无线收发芯片CC1100，应用于低功耗无线通信，所需外围元件较少，收发电路采用差分方式提高抗干扰能力，无线收发器内部高度集成了调制解调功能，可支持不同的调制格式，数据传输率最高可达500kbps。

如图2所示，本实用新型提供的物联网智能节点与数据库服务器、web服务器通过以太网连接，数据库服务器、web服务器与远程终端通过以太网连接，与移动终端通过WiFi、GPRS或3G网络连接。物联网智能节点与若干个底层终端设备模块包括空调模块、插座模块、开关模块和环境模块，通过RF射频、WiFi等无线连接或RS232/485总线连接，底层终端设备模块与受控设备分别连接。

物联网智能节点占用一个网络IP地址，作为主节点建立无线网络并实现自组网功能，底层设备终端模块作为子节点，自动搜索注册到无线网络中。

物联网智能节点接收上层数据库服务器、web服务器的操作指令，对底层终端设备模块进行相应控制；同时，物联网智能节点可将底层终端设备模块上行的数据，传送至数据库服务器、web服务器，并对接收的底层终端设备模块的数据进行处理。物联网智能节点可对收集的数据作基于事件驱动的处理、对底层终端设备模块及数据库服务器间的通信数据进行加密，并能够对底层终端设备模块进行控制。

(1)物联网智能节点对收集的数据作基于事件驱动的处理：根据事件发生的方式属于数据库服务器、web服务器对物联网智能节点操作指令返回数据还是属于底层终端设备模块向物联网智能节点自主性数据传送，划分为外部事件驱动数据处理和内部事件驱动数据处理；

(2)对物联网智能节点与底层终端设备模块及数据服务器间的通信数据进行加密，保证了物联网中的数据信息的安全；

(3)物联网智能节点实现对底层终端设备模块的管理的方法具体为：

管理计算机发送控制指令到物联网智能节点，物联网智能节点对指令包进行解析，提取指令包中的有效命令，然后由智能节点向确定的底层终端设备模块下发控制命令；

物联网智能节点通过对数据的预处理，获得其控制及优化规则，自主对本节点下的设备模块进行控制。物联网智能节点通过对底层设备模块的全面感知，获取如设备开关状态、温湿度参数、人员信息、电气参量、空调状态等数据信息，对得到的数据进行基于事件驱动的处理。例如办公室饮水机的开关状态，在日常上班时间，物联网智能节点对控制饮水机的底层终端设备模块的控制受到来自管理计算机的指令以及用户操作命令的控制；当下班时间以后，物联网智能节点对控制饮水机的底层终端设备模块进行智能控制，智能节点对人员信息进行采集，确定办公室内的人员有无，若确定无人则在设定的时间内对饮水机的设备模块执行关闭命令，饮水机关闭；在次日上班前的15分钟，智能节点下发开启饮水机控制指令，将饮水机开启。通过对感知信息的全面处理得出实际、有效的优化控制。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种物联网智能节点，其特征是，包括：微处理器控制模块与以太网通信模块、无线通信模块、RS232/485总线模块、电源模块、Flash存储模块、I/O端口和JLINK下载在线仿真调试接口分别连接；

物联网智能节点与数据库服务器、web服务器和底层终端设备模块分别连接；所述数据库服务器、web服务器与远程终端和移动终端分别连接。

2.如权利要求1所述的一种物联网智能节点，其特征是，所述物联网智能节点与数据库服务器、web服务器间通过以太网连接，所述数据库服务器、web服务器与远程终端通过以太网连接，与移动终端通过WiFi、GPRS或3G网络连接。

3.如权利要求1所述的一种物联网智能节点，其特征是，所述底层终端设备模块包括插座模块、开关模块、环境模块和空调模块；物联网智能节点与若干个底层终端设备模块通过RF射频、WiFi方式无线连接；或者通过RS232/485总线方式连接。

4.如权利要求1所述的一种物联网智能节点，其特征是，所述物联网智能节点占用一个网络IP地址，作为主节点建立无线网络并实现自组网功能，底层设备终端模块作为子节点，自动搜索注册到无线网络中。