CN207304617U - 一种观测仪器组网网关节点设备及监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种观测仪器组网网关节点设备及监测系统，属于物联网通信技术领域。该观测仪器组网网关节点设备，应用于基于IPv6通信协议的监测系统中，所述监测系统包括：观测仪器组网节点设备和监控中心。所述观测仪器组网网关节点设备包括：第一网络通信单元、第一存储器、第一处理器、第一电源模块和第二网络通信单元。所述第一网络通信单元与所述第一处理器耦合，所述第一处理器分别与所述第一存储器和所述第二网络通信单元耦合，所述第二网络通信单元用于与所述监控中心耦合，所述第一网络通信单元还用于与所述观测仪器组网节点设备耦合。该仪器组网网关节点设备实现了跨区域远距离的数据传输，以及不同监测站点之间的数据共享等。

Description

一种观测仪器组网网关节点设备及监测系统

技术领域

本实用新型属于物联网通信技术领域，具体涉及一种观测仪器组网网关节点设备及监测系统。

背景技术

我国寒区与旱区的总面积占到国土面积的三分之二以上，寒/旱区内生态环境脆弱，但都蕴藏着国民经济不可或缺的资源，战略地位突出。目前我国在这些地区已形成由国家、院、所三级定位观测研究台站为主干、其它半定位观测为补充、覆盖我国寒/旱区主要生态、环境区的野外监测体系。目前该野外监测体系存在以下缺陷：观测数据以人工收集为主，数据传输困难，导致数据的收集、传输、处理的实时性和准确性较差；仪器出现故障或损坏时难以及时发现，导致观测数据丢失和不连续；缺乏统一观测规范与数据标准，数据标准化程度低，不利于监测数据共享；野外台站还是以站内观测研究为主，联网研究和区域性综合研究不足，难以回答较大区域和较大尺度的科学问题。这些问题已经严重制约了寒/旱区域野外监测和科学研究的进展。因此，迫切需要根据寒/旱区自身特点研究适宜的仪器组网网关节点、仪器组网协议，数据传输标准等关键技术，来实现在不同层面上组建跨区域的各种联合观测网络。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种观测仪器组网网关节点设备及监测系统，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种观测仪器组网网关节点设备，应用于基于IPv6通信协议的监测系统中，所述监测系统包括：观测仪器组网节点设备和监控中心。所述观测仪器组网网关节点设备包括：基于IPv6通信协议的第一网络通信单元、第一存储器、第一处理器、第一电源模块和基于IPv6通信协议的第二网络通信单元。所述第一网络通信单元与所述第一处理器耦合，所述第一处理器分别与所述第一存储器和所述第二网络通信单元耦合，所述第二网络通信单元用于与所述监控中心耦合，所述第一电源模块分别与所述第一网络通信单元、所述第一存储器、所述第一处理器和所述第二网络通信单元耦合，所述第一网络通信单元还用于与所述观测仪器组网节点设备耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第二网络通信单元包括：有线通信单元和无线通信单元，所述有线通信单元和所述无线通信单元均与所述第一处理器耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述有线通信单元包括：以太网接口电路，所述以太网接口电路包括：晶体振荡器、以太网接口芯片和网络接口，所述晶体振荡器与所述以太网接口芯片耦合，所述网络接口与所述以太网接口芯片耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述以太网接口电路还包括：滤波电路，所述滤波电路与所述以太网接口芯片耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述无线通信单元包括：WiFi模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一存储器为T－Flash卡。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一电源模块包括：直流电源和稳压电路，所述稳压电路与所述直流电源耦合，所述直流电源经所述稳压电路转化为3.3V电压。

在本实用新型较佳的实施例中，所述稳压电路包括：稳压器、第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻，所述稳压器的输入端经所述第一电容接地，所述稳压器的输出端经所述第二电容接地，所述稳压器的使能端经第一电阻接地，所述稳压器的参考噪声旁路端经第三电容接地，所述稳压器的输入端还与所述直流电源连接，所述稳压器的使能端还与所述第一处理器连接，所述稳压器的输出端分别与所述第一网络通信单元、所述第一存储器、所述第一处理器和所述第二网络通信单元耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一网络通信单元包括：WiFi模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS模块。

本实用新型实施例还提供了一种监测系统，包括：数采仪、观测仪器组网节点设备、监控中心和上述的观测仪器组网网关节点设备，所述观测仪器组网网关节点设备的第一网络通信单元与所述观测仪器组网节点设备耦合，所述观测仪器组网节点设备与所述数采仪耦合，所述观测仪器组网网关节点设备的第二网络通信单元与所述监控中心耦合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例提供了一种观测仪器组网网关节点设备和监测系统。该仪器组网网关节点设备，应用于基于IPv6通信协议的监测系统中，所述监测系统包括：数采仪、仪器组网网关节点设备和监控中心。所述仪器组网网关节点设备包括:基于IPv6通信协议的第一网络通信单元、第一存储器、第一处理器、第一电源模块和基于IPv6通信协议的第二网络通信单元。该仪器组网网关节点设备主要负责接收仪器组网节点设备传输的观测数据，然后将数据通过多种混合网络技术传回监控中心；同时，该仪器组网网关节点设备还接收来自管理员的修改数采仪的工作参数等管理维护的指令，将其传输至仪器组网节点设备，再由仪器组网节点设备去控制数采仪。由于该仪器组网网关节点设备采用IPv6通信协议进行通信，从而实现了跨区域远距离的数据传输，以及不同监测站点之间的数据共享等。本实用新型实施例提供的仪器组网网关节点设备具备结构简单、处理能力强、兼容性好、稳定性强和可扩展性强等诸多优点。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种监测系统的第一结构框图。

图2示出了本实用新型实施例提供的图1中的仪器组网节点设备的第一结构框图。

图3示出了本实用新型实施例提供的一种监测系统的第二结构框图。

图4示出了本实用新型实施例提供的图1中的仪器组网节点设备的第二结构框图。

图5示出了本实用新型实施例提供的图4中的电平转换电路的电路原理图。

图6示出了本实用新型实施例提供的图2中的第二电源模块的结构框图。

图7示出了本实用新型实施例提供的图6中的稳压电路的电路原理图。

图8示出了本实用新型实施例提供的图1中的仪器组网网关节点设备的结构框图。

图9示出了本实用新型实施例提供的一种以太网接口电路的电路原理图。

图标：20－仪器组网网关节点设备；21－第一网络通信单元；22－第一存储器；23－第一处理器；24－第二网络通信单元；26－第一电源模块；261－直流电源；262－稳压电路；50－监测系统；51－数采仪；53－仪器组网节点设备；531－设备接口；532－电平转换电路；533－第二存储器；534－第二处理器；535－IPv6无线组网设备；536－第二电源模块；55－监控中心。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种基于IPv6通信协议的监测系统50，如图1所示。该监测系统50包括：数采仪51、仪器组网网关节点设备20、监控中心55和仪器组网节点设备53。

所述数采仪51部署在野外观测站点，所述数采仪51与多个传感器连接，用于将传感器采集到的监测数据传输给仪器组网节点设备53；同时接收仪器组网节点设备53传输的数据传输、状态查询、参数修改等多种控制命令，并根据不同控制命令执行不同的操作。进一步地，所述数采仪51与所述仪器组网节点设备53耦合。

其中，所述数采仪51，全称为数据采集传输仪，主要应用于环境在线监测系统50现场端。数采仪51主要实现采集、存储各种类型监测仪器仪表的数据、并能完成与上位机数据传输功能的数据终端单元，具备单独的数据处理功能。

一方面，该仪器组网节点设备53主要负责与已部署的数采仪51连接，向数采仪51发送数据传输、状态查询、参数修改等多种控制命令，实现数据自动化、数字化采集功能和数采仪51的反向控制功能；与其它仪器组网节点设备53构成基于IPv6通信协议的无线自组织网络，与仪器组网网关节点设备20通信，将观测数据自动传输回所内监控中心55。另一方面，该仪器组网节点设备53接收经仪器组网网关节点设备20传输的来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，再由仪器组网节点控制数采仪51。进一步地，所述仪器组网节点设备53与所述数采仪51耦合，所述仪器组网节点设备53与所述仪器组网网关节点设备20耦合。

其中，如图2所示，所述仪器组网节点设备53包括：设备接口531、第二存储器533、第二处理器534、第二电源模块536和IPv6无线组网设备535。

所述设备接口531用于与所述数采仪51进行通信(如图3所示)，实现数据的传输。进一步的，所述数采仪51与所述设备接口531连接。由于不同型号的数采仪51的通信方式不同，既可以是通过串口进行通信，也可以是通过RJ45网络接口进行通信。其中，采用串口进行通信时，可以是采用RS232串口通信，也可以是采用RS485串口通信，还可以是采用USB串口通信，或者采用JTAG串口通信，亦或者采用其它串口进行通信。因此，为了兼容不同型号的数采仪51与仪器组网节点设备53之间的数据通信，于本实施例中，所述设备接口531包括：RS232接口、RS485接口、USB接口、RJ45网络接口和JTAG接口中的至少一种。

当所述设备接口531包括RS232串口时，由于RS232是用EIA正负电平来表示逻辑状态，而TTL是以高低电平表示逻辑状态，因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，在使用RS232总线进行串行通信时，可以在RS232与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。如图4所示，所述仪器组网节点设备53还包括：电平转换电路532。于本实施例中，优选地，如图5所示，所述电平转换电路532包括转换芯片U1，所述转换芯片U1包括：电源端(VCC)、第一同向电容端(C1+)、第一反向电容端(C1－)、第二同向电容端(C2+)、第二反向电容端(C2－)、第一输入端(R1I)、第一输出端(T1O)、第二输入端(T1I)、第二输出端(R1O)、使能端控制端反向端(V－)、同向端(V+)和接地端(GND)。所述电源端(VCC)与电源连接，同时，该电源端(VCC)还通过第四电容C4接地；所述第一同向电容端(C1+)经第五电容C5与第一反向电容端(C1－)连接；第二同向电容端(C2+)经第六电容C6与所述第二反向电容端(C2－)连接；所述第一输入端(R1I)和第一输出端(T1O)均与所述设备接口531连接，例如，第一输入端(R1I)与设备接口531的输出端连接，第一输出端(T1O)与所述设备接口531的输入端连接。所述第二输入端(T1I)和第二输出端(R1O)均与所述第二处理器534连接，例如第二输入端(T1I)与所述第二处理器534的数据发送端连接，第二输出端(R1O)与所述第二处理器534的数据接收端连接。使能端接地，所述控制端与电源连接，所述反向端(V－)经第七电容C7接地，所述同向端(V+)经第八电容C8接地，所述接地端(GND)接地。

其中，图5中的端口1用于与设备接口531的输出端连接，端口2用于与所述设备接口531的输入端连接；端口3用于与所述第二处理器534的数据发送端连接，端口4用于与所述第二处理器534的数据接收端连接。

由于RS232串口与RS485串口的外观一致，例如，均为九针串行数据接口。于本实施例中，为了兼容采用RS232串口或RS485串口通信的数采仪51与仪器组网节点设备53之间的通信，该仪器组网节点设备53还包括：RS232/RS485接口转换器。所述RS232/RS485接口转换器用于将所述RS232接口转换为RS485接口，或将所述RS485接口转换为RS232接口。

所述第二存储器533用于存储第二处理器534处理后的数据，并能通过该第二处理器534高速、可控的完成数据的存取。所述第二存储器533可以是一种集成电路芯片，具有储存能力。上述的第二存储器533可以是，但不限于随机存取存储器，只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器，电可擦除只读存储器，闪存等。于本实施例中，第二存储器533优选为T－Flash卡。

一方面，所述第二处理器534主要用于与已部署的数采仪51通信，向数采仪51发送数据传输、状态查询、参数修改等多种控制命令，实现数据自动化、数字化采集功能和数采仪51的反向控制功能；与仪器组网网关节点设备20通信，将数采仪51采集的观测数据经仪器组网网关节点设备20自动传输回所内监控中心55。另一方面，该第二处理器534接收经仪器组网网关节点设备20传输的来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，再经设备接口531控制数采仪51。

其中，所述第二处理器534可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的第二处理器534可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该第二处理器534也可以是任何常规的处理器等。

所述IPv6无线组网设备535分别与第二处理器534和仪器组网网关节点设备20耦合(如图3所示)。一方面，该IPv6无线组网设备535将第二处理器534发送的观测数据信息发送给仪器组网网关节点设备20，该观测数据信息经仪器组网网关节点设备20传输回所内监控中心55；另一方面，所述IPv6无线组网设备535接收经仪器组网网关节点设备20传输的来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，再将该指令发送给第二处理器534以控制数采仪51。

其中，所述IPv6无线组网设备535可以是包括：WiFi模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS模块，或其他具备IPv6通信协议的无线传输功能的设备。

为了节约成本，于本实施例中，所述IPv6无线组网设备535和所述第二处理器534封装在一个片上系统或系统集成芯片(system on chip，SOC)上，例如该系统集成芯片可以是CC2538芯片，该CC2538芯片是适用于高性能ZigBee和IPv6应用的无线微控制器片上系统(SOC)。该CC2538芯片包含基于ARM Cortex M3的强大的MCU系统，具有高达32KB的片上RAM和高达512KB的片上闪存以及可靠的IEEE 802.15.4射频功能，性能稳定且功耗极低。

所述第二电源模块536分别为设备接口531、电平转换电路532、第二存储器533、第二处理器534和IPv6无线组网设备535供电，使其能正常工作。于本实施例中，优选地，如图6所示，所述第二电源模块536包括：直流电源261和稳压电路262，所述稳压电路262与所述直流电源261耦合，所述直流电源261经所述稳压电路262转化为3.3V电压输出。

如图7所示，所述稳压电路262包括：稳压器U2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第一电阻R1。所述稳压器U2包括：输入端(VIN)、接地端(GND)、使能端(EN)、参考噪声旁路端(BP)和输出端(VOUT)。所述输入端(VIN)与所述直流电源261连接，例如，－5V的直流电源261；优选地，所述输入端(VIN)还经所述第一电容C1接地。所述接地端(GND)接地；所述使能端(EN)与所述第二处理器534连接，例如，第二处理器534的PA2引脚；所述使能端(EN)还经第一电阻R1接地。所述参考噪声旁路端(BP)经第三电容C3接地。所述输出端(VOUT)经所述第二电容C2接地，该输出端(VOUT)分别为设备接口531、电平转换电路532、第二存储器533、第二处理器534和IPv6无线组网设备535供电。

其中，图7中的端口5用于与第二处理器534连接，例如第二处理器534的PA2引脚；端口6用于为设备接口531、电平转换电路532、第二存储器533、第二处理器534和IPv6无线组网设备535供电，使其能正常工作。

所述监控中心55用于接收仪器组网网关节点设备20传输的观测数据，便于工作人员查阅、浏览；同时工作人员根据该观测结果去控制数采仪51，例如，对数采仪51的工作参数的修改，以及调用数采仪51的监测数据，即向数采仪51发送数据传送控制命令。进一步的，所述监控中心55与所述仪器组网网关节点设备20耦合。

所述仪器组网网关节点设备20主要负责接收仪器组网节点设备53传输的观测数据，然后将数据通过多种混合网络技术传回监控中心55；同时，接收来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，将其传输至仪器组网节点设备53，再由仪器组网节点设备53去控制数采仪51。进一步地，所述仪器组网网关节点设备20分别与所述仪器组网节点设备53和所述监控中心55耦合。

其中，互联网协议第6版(Internet Protocol Version 6，IPv6)。

其中，应用于基于IPv6通信协议的监测系统50中的仪器组网网关节点设备20，如图8所示。该仪器组网网关节点设备20包括：第一网络通信单元21、第一存储器22、第一处理器23、第一电源模块26和第二网络通信单元24。

所述第一网络通信单元21与所述第一处理器23耦合，用于将接收到的数据信息传输给第一处理器23，例如将仪器组网节点设备53传输的观测数据传输给第一处理器23。同时，所述第一网络通信单元21还用于将来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令发送出去，例如将来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令发送给仪器组网节点设备53。

其中，所述第一网络通信单元21可以是：WiFi(Wireless Fidelity)模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS(General Packet Radio Service)模块，或其他具备IPv6通信协议的无线传输功能的设备。于本实施例中，优选地，所述第一网络通信单元21可以选用CC2538芯片，来实现与处理器的通信。该CC2538芯片是适用于高性能ZigBee和IPv6应用的无线微控制器片上系统(SOC)，具备可靠的IEEE 802.15.4射频功能，性能稳定且功耗极低。

所述第一存储器22用于存储第一处理器23处理后的数据，并能通过该第一处理器23高速、可控的完成数据的存取。所述第一存储器22可以是一种集成电路芯片，具有储存能力。上述的第一存储器22可以是，但不限于随机存取第一存储器22(Random AccessMemory，RAM)，只读第一存储器22(Read Only Memory，ROM)，可编程只读第一存储器22(Programmable Read－Only Memory，PROM)，可擦除只读第一存储器22(ErasableProgrammable Read－Only Memory，EPROM)，电可擦除只读第一存储器22(ElectricErasable Programmable Read－Only Memory，EEPROM)，闪存(Flash Memory)等。于本实施例中，第一存储器22优选为T－Flash卡。

一方面，所述第二处理器534主要用于与仪器组网节点设备53通信，经第一网络通信单元21向仪器组网节点设备53发送数据传输、状态查询、参数修改等多种控制命令，通过仪器组网节点设备53去控制已部署的数采仪51，实现数据自动化、数字化采集功能和数采仪51的反向控制功能；与监控中心55通信，将数采仪51采集的观测数据经第二网络通信单元24自动传输回所内监控中心55。另一方面，该第二处理器534接收经第二网络通信单元24传输的来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，再经第一网络通信端单元传输给仪器组网节点设备53去控制数采仪51。

其中，所述第一处理器23可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的第一处理器23可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器(MicrocontrollerUnit，MCU)或者该第一处理器23也可以是任何常规的处理器等。

由于仪器组网网关节点设备20中的第一处理器23需管理整个监测系统50中的所有仪器组网网关节点设备20，并需要处理和融合不同区域的数采仪51采集的观测数据，因此对第一处理器23的处理能力要求较高。于本实施例中，优选地，所述第一处理器23可以选用意法半导体(ST)公司的STM32F429单片机作为主控芯片。

所述第二网络通信单元24与所述第一处理器23耦合，用于接收经监控中心55发送的来自管理员的修改数采仪51的工作参数等管理维护的指令，并将其指令发送给第一处理器23；同时，将接收到的数采仪51采集的观测数据自动传输回所内监控中心55。所述第二网络通信单元24可以是采用有线的方式进行通信，也可以是采用无线的方式进行通信，还可以是采用有线和无线的多渠道通信方式进行通信。于本实施例中，优选地，所述第二网络通信单元24包括：有线通信单元和无线通信单元。

于本实施例中，优选地，所述有线通信单元包括：以太网接口电路。如图9所示，所述以太网接口电路包括：晶体振荡器U5、以太网接口芯片U4、滤波电路和网络接口。所述网络接口U3包括：(TD+)端、(CTTD)端、(TD－)端、(RD+)端、(CTRD)端、(RD－)端、(G+)端、(G－)端、(Y+)端和(Y－)端。所述以太网接口芯片U4包括：(TXP)端、(TXN)端、(RXP)端、(RXN)端、(LED1)端、(LED2)端、(VDD2A)端、(VDD1A)端、(VDDIO)端、(VDDCR)端、(MDIO)端、(RBIAS)端、(RXD1)端、(RXD0)端、(TXD1)端、(TXD0)端、(RXER)端、(CRS＿DV)端、(TXEN)端、(nTNT)端、(nRST)端、(MDC)端和(XTAL1)端。所述(TD+)端与所述(TXP)端连接，所述(TD+)端还通过第二电阻R2与电源连接；所述(TD－)端与所述(TXN)端连接，所述(TD－)端还通过第三电阻R3与电源连接；所述(RD+)端与所述(RXP)端连接，所述(RD+)端还通过第四电阻R4与电源连接；所述(RD－)端(RXN)端，所述(RD－)端还通过第五电阻R5与电源连接。所述(CTTD)端与电源连接，同时该(CTTD)端还通过第九电容C9接地，所述(CTRD)端与电源连接，同时该(CTRD)端还通过第九电容C9接地。所述(G+)端和(Y+)端均与电源连接，所述(G－)端通过第六电阻R6与(LED1)端连接，所述(Y－)端通过第七电阻R7与(LED2)端连接。所述(VDD2A)端通过第一电感L1与电源连接，同时该(VDD2A)端还通过第一电感L1和第十电容C10串联后接地；所述(VDD1A)端通过第一电感L1与电源连接，同时该(VDD1A)端还通过第一电感L1和第十电容C10串联后接地。所述(MDIO)端通过第八电阻R8与电源连接，同时该(MDIO)端还通过第八电阻R8和第十电容C10串联后接地；所述(VDDIO)端与电源连接，同时该(VDDIO)端还通过第十电容C10接地；所述(VDDCR)端通过第十一电容C11和第十二电容C12并联后接地。所述(RBIAS)端通过第九电阻接地。所述(RXER)端通过第十二电阻R12与电源连接。所述(nRST)端通过第十七电阻R17与电源连接，同时该(nRST)端还通过第十三电容C13接地。

所述(RXD1)端通过第十电阻R10与第一处理器23连接，所述通过第十一电阻R11与第一处理器23连接，所述(CRS＿DV)端通过第十三电阻R13与第一处理器23连接，所述(nTNT)端通过第十四电阻R14与第一处理器23连接，所述(TXD1)端、(TXD0)端、(TXEN)端和(MDC)端均与第一处理器23连接，所述(XTAL1)端通过第十六电阻R16与晶体振荡器U5的输出端(output)连接。晶体振荡器U5的电源端(VCC)与电源连接，所述晶体振荡器U5的接地端(GND)接地。所述(XTAL1)端还通过第十六电阻R16、第十五电阻R15和第十四电阻R14依次串联后与(nTNT)端连接。

其中，于本实施例中，所述滤波电路由电容组成，既可以是由一个简单的电容构成，也可以是一个电容与电阻串联构成，还可以是由两个以上的电容并联构成，也可以是由两个以上的电容并联后再与电阻串联构成，例如，可以是由第十七电阻R17与第十三电容C13串联后接地构成。

所述无线通信单元可以是WiFi(Wireless Fidelity)模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS(General Packet Radio Service)模块，或其他具备IPv6通信协议的无线传输功能的设备。于本实施例中，优选地，所述无线通信单元可以是4G模块，例如可以是移远通信技术有限公司的LET EC25模块。

所述第一电源模块26用于为第一网络通信单元21、第一存储器22、第一处理器23和第二网络通信单元24供电，使其能正常工作。于本实施例中，优选地，所述第一电源模块26与第二电源模块536相同，为了避免累赘，此处不再对第一电源模块26作详细介绍，具体结构请参阅对第二电源模块536的介绍。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种仪器组网网关节点设备及监测系统。该仪器组网网关节点设备，应用于基于IPv6通信协议的监测系统中，所述监测系统包括：数采仪、仪器组网网关节点设备和监控中心。所述仪器组网网关节点设备包括：基于IPv6通信协议的第一网络通信单元、第一存储器、第一处理器、第一电源模块和基于IPv6通信协议的第二网络通信单元。该仪器组网网关节点设备主要负责接收仪器组网节点设备传输的观测数据，然后将数据通过多种混合网络技术传回监控中心；同时，该仪器组网网关节点设备还接收来自管理员的修改数采仪的工作参数等管理维护的指令，将其传输至仪器组网节点设备，再由仪器组网节点设备去控制数采仪。由于该仪器组网网关节点设备采用IPv6通信协议进行通信，从而实现了跨区域远距离的数据传输，以及不同监测站点之间的数据共享等。本实用新型实施例提供的仪器组网网关节点设备具备结构简单、处理能力强、兼容性好、稳定性强和可扩展性强等诸多优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，应用于基于IPv6通信协议的监测系统中，所述监测系统包括：观测仪器组网节点设备和监控中心，所述观测仪器组网网关节点设备包括：基于IPv6通信协议的第一网络通信单元、第一存储器、第一处理器、第一电源模块和基于IPv6通信协议的第二网络通信单元，所述第一网络通信单元与所述第一处理器耦合，所述第一处理器分别与所述第一存储器和所述第二网络通信单元耦合，所述第二网络通信单元用于与所述监控中心耦合，所述第一电源模块分别与所述第一网络通信单元、所述第一存储器、所述第一处理器和所述第二网络通信单元耦合，所述第一网络通信单元还用于与所述观测仪器组网节点设备耦合。

2.根据权利要求1所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述第二网络通信单元包括：有线通信单元和无线通信单元，所述有线通信单元和所述无线通信单元均与所述第一处理器耦合。

3.根据权利要求2所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述有线通信单元包括：以太网接口电路，所述以太网接口电路包括：晶体振荡器、以太网接口芯片和网络接口，所述晶体振荡器与所述以太网接口芯片耦合，所述网络接口与所述以太网接口芯片耦合。

4.根据权利要求3所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述以太网接口电路还包括：滤波电路，所述滤波电路与所述以太网接口芯片耦合。

5.根据权利要求2所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述无线通信单元包括：WiFi模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS模块。

6.根据权利要求1所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述第一存储器为T－Flash卡。

7.根据权利要求1所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述第一电源模块包括：直流电源和稳压电路，所述稳压电路与所述直流电源耦合，所述直流电源经所述稳压电路转化为3.3V电压。

8.根据权利要求7所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述稳压电路包括：稳压器、第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻，所述稳压器的输入端经所述第一电容接地，所述稳压器的输出端经所述第二电容接地，所述稳压器的使能端经第一电阻接地，所述稳压器的参考噪声旁路端经第三电容接地，所述稳压器的输入端还与所述直流电源连接，所述稳压器的使能端还与所述第一处理器连接，所述稳压器的输出端分别与所述第一网络通信单元、所述第一存储器、所述第一处理器和所述第二网络通信单元耦合。

9.根据权利要求1所述的观测仪器组网网关节点设备，其特征在于，所述第一网络通信单元包括：WiFi模块、ZigBee模块、4G模块或GPRS模块。

10.一种监测系统，其特征在于，包括：数采仪、观测仪器组网节点设备、监控中心和如权利要求1－9任意一项所述的观测仪器组网网关节点设备，所述观测仪器组网网关节点设备的第一网络通信单元与所述观测仪器组网节点设备耦合，所述观测仪器组网节点设备与所述数采仪耦合，所述观测仪器组网网关节点设备的第二网络通信单元与所述监控中心耦合。