CN209248754U - 基于入网模块通信的数据采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于入网模块通信的数据采集器，包括壳体，壳体内设有中央处理器、存储单元、入网模块和电源，存储单元均与中央处理器连接，壳体上设有SPI接口，中央处理器通过入网模块与外部的服务器连接，电源给数据采集器供电；中央处理器通过SPI接口连接位于壳体内的存储单元、壳体上还设有RS485接口，中央处理器通过RS485接口与外部的终端设连接，中央处理器通过运营商网络与服务器或交互终端连接。本实用新型通过入网模块通信，解决了传统无线通信效率低、可靠性低的问题，提升了网络通信的速率、可扩展性和稳定性。

Description

基于入网模块通信的数据采集器

技术领域

本实用新型涉及数据采集器，尤其涉及基于入网模块通信的数据采集器。

背景技术

如今物联网是物与物之间建立信息网络连接，随着物联网产业发展，接入的终端设备数量是呈几何级数增长，2G和3G网络的局限性已经越来越明显。物联网体系的运转需要终端设备的持续工作及数据通信的持续保持，海量的数据传输必然面临巨额的通信成本，网络通信成本优化是物联网技术应用普及的必经之路。物联网要使任何人，任何时间，任何地点可以了解任何事务的任何信息具有理论上的可行性，这需要物联网对接入终端的接入形式的多样。物联网诸多分支的应用，如智慧城市、智能农业、智慧交通等，无不在积极改变和影响我们的生活。对物联网来说，大量的信息收集的过程当中，把各终端进行有机的相联再把相关信息传回数据中心，在此环节中，无线网络将是最佳选择。4G网络高速率，低时延，大容量的技术优势为此需求提供了有力的保障。传统的网络方式带来的工作量非常大，而2G、3G的通讯通讯效率制约了物联网发展。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基于入网模块通信的数据采集器，其能解决现有技术通讯效率低的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

基于入网模块通信的数据采集器，包括壳体，壳体内设有中央处理器、存储单元、运营商网络和电源，存储单元与中央处理器连接，壳体上设有SPI接口，中央处理器通过运营商网络与外部的服务器连接，电源给数据采集器供电；中央处理器通过SPI接口连接位于壳体内的存储单元、壳体上还设有RS485接口，中央处理器通过RS485接口与外部的终端设连接，中央处理器通过运营商网络与服务器或交互终端连接。

优选的，所述存储单元为FLASH储存芯片。

优选的，所述FLASH储存芯片的数量为两个。

优选的，壳体上还设有GPIO接口。

优选的，所述中央处理器通过GPIO接口连接LED、蜂鸣器和按键中的至少一个。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过运营商网络以及其他通信接口多种通信方式并存，解决了传统无线通信效率低、可靠性低的问题，提升了网络通信的速率、可扩展性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的基于3G通信的数据采集器的结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，本实用新型提供一种基于入网模块通信的数据采集器，包括壳体，壳体内部设置有中央处理器，存储单元、运营商网络和电源，存储单元与中央处理器连接，壳体上设有SPI接口，中央处理器通过入网模块与外部的服务器连接，入网模块例如4G、GPRS、WIFI、NB-IOT、EMTC等，电源给数据采集器供电；中央处理器通过SPI接口连接位于壳体内的存储单元、壳体上还设有RS485接口，中央处理器通过RS485接口与外部的终端设连接，中央处理器通过运营商网络与服务器或交互终端连接。

进一步的，存储单元为FLASH储存芯片。FLASH储存芯片的数量为两个。

壳体上还设有GPIO接口。中央处理器通过GPIO接口连接LED、蜂鸣器和按键中的至少一个。

本实用新型的数据采集器包括设备采集、设备储存、设备传送、用户数据储存、设备升级、LED指示、复位恢复、蜂鸣器提示等功能。

设备采集方面，中央处理器通过RS485接口连接到如光伏逆变器、环境检测仪等终端设备，可以采集这些终端设备的数据。设备储存方面，中央处理器通过SPI接口连接到内置的FLASH储存芯片，可以保存终端设备的采集数据。在传送功能方面，中央处理器通过运营商网络连接到公网、私网模块，可传送数据到服务器或交互终端，交互终端例如app，网页等。用户数据储存方面，中央处理器可通过SPI接口连接到内置的FLASH储存芯片保存用户对本设备属性参数的设定，通过RS232或短信功能可以对属性参数进行修改。在设备升级功能上，中央处理器通过运营商网络连接至服务器，或通过外部DB9接口连接电脑USB，获取最新版本的固件，下载至本设备的内置Flash芯片，升级后重启。指示功能上，中央处理器通过GPIO口连接LED。可根据系统运行情况，在不同LED上指示结果。蜂鸣器提示功能上，中央处理器通过GPIO口连接蜂鸣器。可根据系统运行情况，发出不同声音提示结果。复位恢复功能上，中央处理器通过GPIO连接按键。复位按键可将本设备的用户数据恢复至出厂设置。以上这些器件在实际应用中均通过不同的接口电路将对应的接口连接至中央处理器，按键通过复位电路连接中央处理器。接口电路和复位电路均采用现有公开的电路结构，本实用新型中不再赘述。

设备采集的工作原理为，用户先预设好本设备将会连接的各种终端设备的属性(序列号、通讯地址等)，即设备列表，中央处理器启动后根据设备列表的各种设备属性，生成modbus协议类的请求包，通过RS-485接口，定时去请求采集它们的数据，再根据响应包(正常响应、异常响应等)决定数据是否有效，把有效数据包保存到储存模块中，并标记本次采集有效，可被传送；将无效数据包丢弃，并标记本次采集无效，不可被传送。

设备储存功能工作原理：本实用新型考虑到储存效率和读取效率的问题，将数据格式化成块(与储存模块的块大小一致)再储存到FLASH中；每个数据块包含数据块有效性标记、采集时间、设备数据。中央处理器通过采集接口将数据采集回来，并储存到内置FLASH，储存时，需要标记该数据块有效性。中央处理器通过传送接口从FLASH中读取数据传送给服务器或者交互终端，读取时，需要判断该数据块是否有效。

设备传送功能工作原理：中央处理器根据交互终端发来的请求包(包括设备、采集时间等)到FLASH中搜寻是否有有效数据，如果有，则生成modbus协议类的正常响应包，把数据传送过去；如果没有，则生成modbus协议类的异常响应包，告诉交互终端异常响应情况。从FLASH中读取数据时需要先判断指定数据块的有效性。

用户数据储存功能工作原理：本设备出厂时，已经内置了用户出厂设置，但是用户在使用过程中，可根据实际情况更改这些设置，发挥设备的各项性能。系统启动后，会首先读取用户设置数据，根据这些设置来初始化系统，然后再进入系统各个功能进程运行阶段。

设备升级功能工作原理：本设备出厂时，已经内置了最新固件版本，在后期更新完善中，会不断发布新固件，用户可以通过服务器进行线上升级。升级完成后重启，新固件即刻起效。

LED指示功能工作原理：中央处理器在启动后，会记录各种运行状态，并通过LED显示给客户查看，其中包括工作状态指示、服务器连接状态指示、设备连接状态指示。

蜂鸣器提示功能工作原理：中央处理器在启动后，会记录各种运行状态，并通过蜂鸣器给客户提示。其中包括开机工作、无SIM卡异常提示等。

恢复出厂设置功能工作原理：中央处理器在启动后，会判断复位键的状态，如果复位键按下5S未松开，中央处理器则将用户出厂设置覆盖当前用户设置，然后重启，出厂设置即刻起效。

本实用新型通过4G通信技术，进行数据采集、传送和储存，提高了系统的兼容性，对每台设备终端，数据都具有高度的内聚性和透明性，同时，本实用新型的数据采集器作为分布式物联玩我哥罗的中间链路作用，增强了物联系统的可扩展性、稳定性和执行效率。用多通讯接口，增强通讯能力，保证网络的稳定性、健壮性。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于入网模块通信的数据采集器，包括壳体，其特征在于，壳体内设有中央处理器、存储单元、运营商网络和电源，存储单元与中央处理器连接，壳体上设有SPI接口，中央处理器通过运营商网络与外部的服务器连接，电源给数据采集器供电；中央处理器通过SPI接口连接位于壳体内的存储单元、壳体上还设有RS485接口，中央处理器通过RS485接口与外部的终端设连接，中央处理器通过运营商网络与服务器或交互终端连接。

2.如权利要求1所述的数据采集器，其特征在于，所述存储单元为FLASH储存芯片。

3.如权利要求2所述的数据采集器，其特征在于，所述FLASH储存芯片的数量为两个。

4.如权利要求1所述的数据采集器，其特征在于，壳体上还设有GPIO接口。

5.如权利要求4所述的数据采集器，其特征在于，所述中央处理器通过GPIO接口连接LED、蜂鸣器和按键中的至少一个。