CN205283609U - 基于云端服务的数据传输模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于云端服务的数据传输模块，属于数据传输技术领域，包括核心模块及与其连接的电源模块、串口通讯模块、以太网模块、WCDMA模块、数字量I/O模块、模拟量I/O模块、指示灯模块和存储模块，核心模块采用AM335X芯片，串口通讯模块连接终端设备，以太网模块和WCDMA模块与公网内的云端服务器实现数据通讯，基于云端服务的数据传输模块支持DHCP协议，可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP，实现了通过多种串口方式收集终端设备的数据，将设备终端数据传输至公网内的云端服务器，云端服务器能够实现多点大数据的远程存储，本数据传输模块同时具备断网缓存及重传功能，在网络出现故障时，能够保证数据传输的完整性。

Description

基于云端服务的数据传输模块

技术领域

本实用新型涉及一种数据传输模块，尤其涉及一种基于云端服务的数据传输模块，属于数据传输技术领域。

背景技术

串口联网服务器让传统的RS-232/422/485设备立即联网，利用基于TCP/IP的串口数据流传输的实现来控制管理的设备硬件是专为串口联网设计连接的桥梁，数据传输模块提供串口转网络功能，数据传输模块能够将RS-232/422/485串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232/422/485串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输，使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信距离。

云端服务是目前新兴的服务方式，云端服务依赖于云端服务器来实现，用云端服务的好处是企业不需投入大量的固定资产采购软硬件，也不需要增加信息管理人员，只要透过云端服务供货商所提供的服务，在很短的时间内就可以迅速取得服务，这对一些分秒必争的企业营运来说，将会产生相当大的帮助，有了虚拟化的技术，企业将资料备份在云端服务器上，企业放在云端的资料备份将会得到保障，这让企业愿意将数据及应用程序放在云端服务器，透过网络让各分公司能够及时取得服务，达到随选服务的要求，加快整体公司的营运效率。

现在市场上已有的数据传输模块，功能单一：不具备自动获取IP功能，不能将数据传送至公网内的云端服务器；不具备数据本地缓存功能，当网络出现故障时，不能保证数据的完整传输；不具备云端存储功能，不能对数据进行进一步的分析处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于云端服务的数据传输模块，可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP，实现了通过多种串口方式收集终端设备的数据，将设备终端数据传输至公网内的云端服务器，云端服务器能够实现多点大数据的远程存储，同时具备断网缓存及重传功能，在网络出现故障时，能够保证数据传输的完整性。

本实用新型所述的基于云端服务的数据传输模块，包括核心模块及与其连接的电源模块、串口通讯模块、以太网模块、WCDMA模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、指示灯模块和存储模块，所述的电源模块为所有模块提供电能供应，所述的串口通讯模块连接终端设备，所述的以太网模块和WCDMA模块与公网内的云端服务器实现数据通讯。

核心模块用于处理基于云端服务的数据传输模块的各个工作过程，核心模块处理基于云端服务的数据传输模块的各个工作过程是基于事件驱动的，根据不同的事件进行不同的动作，事件是通过心跳来传达的，利用现有技术中应用的数据传输的心跳机制和配置信息的相关软件，基于云端服务的数据传输模块启动时核心模块会启动专门的心跳线程，心跳线程与云端服务器维持5s间隔的心跳，同时云端服务器通过心跳包向基于云端服务的数据传输模块下达操作指令，基于云端服务的数据传输模块启动后内部的核心模块主动与云端服务器发起心跳请求，第一次请求时，云端服务器会通过心跳指令要求基于云端服务的数据传输模块进行身份验证，基于云端服务的数据传输模块接收到验证指令后会使用自己的身份信息向云端服务器发起验证；如果心跳验证失败，则继续尝试，如果身份验证成功，基于云端服务的数据传输模块就会尝试从云端服务器上获取配置信息；获取配置信息成功后开始输出任务。

串口通讯模块用于连接终端设备，获取终端设备采集到的数据，在云端服务器下达操作指令后，将各个终端设备的数据通过WCDMA模块或以太网模块发送到公网内的云端服务器，指示灯模块用于指示基于云端服务的数据传输模块的工作状态及故障指示，数字量I/O模块和模拟量I/O模块为预留接口，方便后期其他数据量、控制量的输入输出，基于云端服务的数据传输模块支持DHCP协议，可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP。

核心模块和存储模块内设有嵌入式专用的轻量级sqlite数据库，sqlite数据库在基于云端服务的数据传输模块尝试上传失败时，会主动将数据存入sqlite数据库，由于基于云端服务的数据传输模块需要7×24小时工作，难免会遇到网络异常的情况，为了实现断网缓存及重传功能，当基于云端服务的数据传输模块尝试上传失败时，会主动将数据存入本地的sqlite数据库，如果基于云端服务的数据传输模块传输的数据量较小，数据会存储在核心模块内，如果数据量较大，数据会通过存储模块进行存储；基于云端服务的数据传输模块内有专门的sqlite检测线程，该线程每2s检测一次sqlite数据库，如果发现sqlite数据库中有缓存的数据，就会尝试将缓存的数据上传到云端服务器，如果上传成功，则删除sqlite中的记录；如果上传失败，则重新存入sqlite数据库，保证了数据不丢失、不漏传，同时可以选择合理的加密方案对数据进行加密，如SSL、HTTPS等。

所述的核心模块采用AM335X芯片，AM335X芯片为基于ARMCortex-A8的MPU，主频最高支持1GHz；512MBDDR3内存，1GBSLCNandflash；UI及3D功能，集成3D图形加速器与显示控制器；集成以太网接口、UART串口、CAN收发器等；提供多达4组GPIO端口，每组32个，部分端口可配置多达7种复用功能；支持Linux3.2、Android4.0操作系统；工作环境温度范围：-40℃～85℃。

所述的电源模块使用DC9～26V宽电压供电或5V/1A电源适配器供电，具有防电源反接功能，同时具有接线端子、电源插头两种接线方式，能够满足供电的要求，适应多种不同的供电方式。

所述的串口通讯模块的通讯端口包括1路RS232、1路RS485和1路CAN总线，各个通讯端口均采用了光电隔离，可以同时与多台数据采集终端设备进行数据通讯，同时具备较好的抗干扰能力。

所述的以太网模块采用隔离变压器和RTL8211E芯片，支持10M/100M/1000M网口自适应，支持标准以太网通信协议，如TCP、UDP及其它常用协议，采用隔离变压器可以有效增强信号，使其传输距离更远，同时使以太网模块与外部隔离，抗干扰能力大大增强。

所述的WCDMA模块采用双频SIM5320，工作频率为Dual-BandWCDMA/HSDPA850/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输，支持移动无线通讯协议，实现以太网通信与移动无线通信同时进行。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

提供一种基于云端服务的数据传输模块，可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP，实现了通过多种串口方式收集终端设备的数据，同时采用WCDMA模块或以太网模块将终端设备数据传输至公网内的云端服务器，同时具备断网缓存及重传功能，能够在断网的情况下保证数据传输的可靠性，做到数据传输不丢失、不漏传，可广泛应用于数据传输中。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接图；

图2为本实用新型的工作原理图；

图3为本实用新型的数据传输方案图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，本实用新型所述的基于云端服务的数据传输模块，包括核心模块及与其连接的电源模块、串口通讯模块、以太网模块、WCDMA模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、指示灯模块和存储模块，电源模块为所有模块提供电能供应，串口通讯模块连接终端设备，以太网模块和WCDMA模块与公网内的云端服务器实现数据通讯，本基于云端服务的数据传输模块支持DHCP协议，可以自动获取IP并可访问局域网内核及公网上的任意目标IP。

核心模块采用AM335X芯片。

电源模块可分别使用DC9～26V宽电压供电或5V/1A电源适配器供电，具有防电源反接功能，能够满足供电的要求，适应多种不同的供电方式，具有接线端子、电源插头两种接线方式。

串口通讯模块的通讯端口包括1路RS232、1路RS485和1路CAN总线，各个通讯端口均采用了光电隔离。

以太网模块采用专业隔离变压器，高性能RTL8211E网络芯片，支持10M/100M/1000M网口自适应。

WCDMA模块采用双频SIM5320，工作频率为Dual-BandWCDMA/HSDPA850/1900MHz，可以低功耗实现语音、SMS和数据信息的传输。

核心模块和存储模块内设有嵌入式专用的轻量级sqlite数据库，当基于云端服务的数据传输模块尝试上传失败时，会主动将数据存入sqlite数据库。

如图2所示，核心模块处理基于云端服务的数据传输模块的各个工作过程是基于事件驱动的，根据不同的事件进行不同的动作，事件是通过心跳来传达的，利用现有技术中应用的数据传输的心跳机制和配置信息的相关软件，基于云端服务的数据传输模块启动时核心模块会启动专门的心跳线程，心跳线程与云端服务器维持5s间隔的心跳，同时云端服务器通过心跳包向基于云端服务的数据传输模块下达操作指令，基于云端服务的数据传输模块启动后内部的核心模块主动与云端服务器发起心跳请求，第一次请求时，云端服务器会通过心跳指令要求基于云端服务的数据传输模块进行身份验证，基于云端服务的数据传输模块接收到验证指令后会使用自己的身份信息向云端服务器发起验证；如果心跳验证失败，则继续尝试，如果身份验证成功，基于云端服务的数据传输模块就会尝试从云端服务器上获取配置信息；获取配置信息成功后开始输出任务。

如图3所示，作为优选，对应n台终端设备A1—An，n取整数且n≥1，终端设备A1—An与数据传输模块A1—An实现数据通讯，基于云端服务的数据传输模块通过串口通讯模块连接终端设备，串口通讯模块的通讯端口包括1路RS232、1路RS485和1路CAN总线，各个通讯端口均采用了光电隔离，1个基于云端服务的数据传输模块可以同时和多个终端设备实现数据通讯，有效减少了基于云端服务的数据传输模块的数量；核心模块处理各个工作过程是基于事件驱动的，根据不同的事件进行不同的动作，事件是通过心跳来传达的，利用现有技术中应用的数据传输的心跳机制和配置信息的相关软件，基于云端服务的数据传输模块启动时核心模块会启动专门的心跳线程，心跳线程与云端服务器维持5s间隔的心跳，同时云端服务器通过心跳包向基于云端服务的数据传输模块下达操作指令，基于云端服务的数据传输模块启动后内部的核心模块主动与云端服务器发起心跳请求，第一次请求时，云端服务器会通过心跳指令要求基于云端服务的数据传输模块进行身份验证，基于云端服务的数据传输模块接收到验证指令后会使用自己的身份信息向云端服务器发起验证；如果心跳验证失败，则继续尝试，如果身份验证成功，基于云端服务的数据传输模块就会尝试从云端服务器上获取配置信息；获取配置信息成功后开始输出任务；云端服务器能够实现多点大数据的存储与管理，用户可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云端服务器上方便地存取数据；当网络出现异常时，基于云端服务的数据传输模块尝试上传到云端服务器上失败时，核心模块和存储模块内设有嵌入式专用的轻量级sqlite数据库，会主动将数据存入sqlite数据库，基于云端服务的数据传输模块内有专门的sqlite检测线程，该线程每2s检测一次sqlite数据库，如果发现sqlite数据库中有缓存的数据，就会尝试将缓存的数据上传到云端服务器，如果上传成功，则删除sqlite中的记录；如果上传失败，则重新存入sqlite数据库，保证了数据不丢失、不漏传，同时可以选择合理的加密方案对数据进行加密，如SSL、HTTPS等。

采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的基于云端服务的数据传输模块，实现了通过多种串口方式收集终端设备的数据，同时具备断网缓存及重传功能，能够在断网的情况下保证数据传输的可靠性，做到数据传输不丢失、不漏传，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：包括核心模块及与其连接的电源模块、串口通讯模块、以太网模块、WCDMA模块、数字量I/O模块、模拟量I/O模块、指示灯模块和存储模块，所述的电源模块为所有模块提供电能供应，所述的串口通讯模块连接终端设备，所述的以太网模块和WCDMA模块与公网内的云端服务器实现数据通讯。

2.根据权利要求1所述的基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：所述的核心模块采用AM335X芯片。

3.根据权利要求1所述的基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：所述的电源模块使用DC9～26V宽电压供电或5V/1A电源适配器供电。

4.根据权利要求1所述的基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：所述的串口通讯模块的通讯端口包括1路RS232、1路RS485和1路CAN总线，各个通讯端口均采用了光电隔离。

5.根据权利要求1所述的基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：所述的以太网模块采用隔离变压器和RTL8211E芯片。

6.根据权利要求1所述的基于云端服务的数据传输模块，其特征在于：所述的WCDMA模块采用双频SIM5320。