CN209980043U - 一种物联网智能终端数据采集无线传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无线传感网络领域，尤其涉及一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，包括RS485通讯模块、USB串口通讯模块、I/O接口、WIFI通讯模块、3G通讯模块、数据处理模块、USB串口模块、ZigBee模块、供电模块、射频天线；所述数据处理模块分别与所述的ZigBee模块、USB串口通讯模块、RS485通讯模块、WIFI通讯模块、3G通讯模块通过串口相连接；所述数据处理模块与所述I/O接口通过导线连接；所述供电模块分别于所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块通过导线依次连接；所述ZigBee模块与所述USB串口模块通过导线连接；所述ZigBee模块与所述射频天线通过导线连接。本实用新型优点在于，传输距离远、通讯稳定、维护方便、成本低廉、低功耗、抗干扰能力强、易于实施。

Description

一种物联网智能终端数据采集无线传输装置

技术领域

本实用新型属于无线传感网络领域，尤其涉及一种物联网智能终端数据采集无线传输装置。

背景技术

在物联网繁荣发展的今天,许许多多的产品需要使用无线技术,但是现有的无线传输模组普遍存在功耗大、抗干扰能力有限、传输距离短、使用复杂等特点, 使得物联产品的部署和使用上收到各种各样的局限。

一些电站如太阳能光伏电站、风力发电站等主要建设在一些偏远、落后的地区,现场的地理环境复杂、公共设施落后不适宜工作人员长期的现场职守,所以这些电站大多是在无人职守的情况下运行的,此外,在同一地区,各个分布式的电站之间的距离较远,要实现各个分散电站的集中管理与监控,就迫切的需要实现对电站的远程数据监控。

现有的对电站的监控系统一般采用有线的形式或者单一的无线形式,目前基于ZigBee和web方式的电站监控系统。不能满足较为常见的大规模电站系统，整个电场多达数十至上百个分散开的方阵,传输数据量大、传输距离远,适用于短距离传输的显然无法满足系统的通信要求；电站采用ZigBee技术和通用分组无线服务技术GPRS融合的双无线通信监控系统。使得带宽相对较小,传输速率较低、数据易丢包、可延展性不够，当面对大规模分散的光伏电站时,显然无法满足日益增长的监测数据传输通信要求。因此本实用新型提出一种基于一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，用以解决光伏电站及风力发电站等的远程监控系统的通讯问题。

实用新型内容

为解决类似于光伏发电站、风力发电站等一些现场环境复杂、布线繁琐、后期维护困难的分布式电站远程监控系统传输距离较远的问题,本实用新型提供了一种传输距离远、通讯稳定、维护方便、成本低廉的一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，低功耗、可远距离传输、抗干扰能力强、易于建设和部署的基于的数据采集无线传输装置。

本实用新型的技术方案是一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，包括RS485通讯模块、USB串口通讯模块、I/O接口、WIFI通讯模块、3G通讯模块、数据处理模块、USB串口模块、ZigBee模块、供电模块、射频天线；

所述数据处理模块分别与所述的ZigBee模块、USB串口通讯模块、RS485 通讯模块、WIFI通讯模块、3G通讯模块通过串口相连接；所述数据处理模块与所述I/O接口通过导线连接；所述供电模块分别于所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块通过导线依次连接；所述ZigBee模块与所述USB串口模块通过导线连接；所述ZigBee模块与所述射频天线通过导线连接。

作为优选，所述数据处理模块设于PCB基板，用于对接收到的数据进行处理，分析判断通过按照预先设计的发送方式将接收到的数据信号发送出去，所述 PCB基板用于承载数据处理模块于其他的零部件；

作为优选，所述的RS485通讯模块、USB串口通讯模块用于采集其他设备所需发送的数据，所述RS485通讯模块和所述I/O接口可用于连接所需发送数据的设备，将数据采集后发送给所述数据处理模块；

作为优选，所述WIFI通讯模块用于实现所需要发送的数据无线发送至远端，实现远端的通讯；

作为优选，所述3G通讯模块通过无线通信方式将所述数据处理模块处理后的数据接入internet中,将数据发送给服务器，用户通过访问服务器，即可查看到数据处理模块所传输的数据，实现与务器的通讯,该物联网智能终端数据采集无线传输装置中的数据处理模块可以作为本地服务器使用,用户既可以通过以太网访问服务器得到所监测对象的数据,也可以直接通过该物联网智能终端数据采集无线传输装置查看现场的数据；也可将本新型装置所述USB串口通讯模块连接到PC端进行配置，即可开始收发传送数据；

作为优选，所述数据处理模块按照内部烧写进入的指令分析数据信息之后将数据分别通过所述WIFI通讯模块和所述3G通讯模块将数据发送出去。

作为优选，所述USB串口模块用于链接其他设备，如电脑等可通过数据处理模块将无线接收端接收到的数据发送至电脑上显示；

作为优选，所述ZigBee模块用以接收其他ZigBee终端发送的数据，所述 ZigBee模块分别通过所述USB串口模块和所述射频天线接收所需传输的数据发送给所述数据处理模块；

作为优选，所述供电模块用于给所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee 模块供电；

作为优选，所述射频天线用于接受其他ZigBee模块采集到的数据，所述USB 串口模块用于链接其他显示设备实现数据的近端显示。

与现有技术相比,本实用新型提供的一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的有益效果是本实用新型利用所述数据采集模块将收集上来的数据转换成串口数据,可单独采集普通工数据或数据,也可同时采集两种类型的数据,将采集的数据通过3G通讯模块和WIFI通讯模块进行无线网络传输,具有低功耗、可远距离传输、抗干扰能力强、易于建设和部署的特点,能广泛应用于工业监控、家庭安全及电气自动化、物联网设备通讯等领域；通过采用串口直插直拔的接口连接数据处理模块和无线通讯模块,方便产品的升级与维护。

本实用新型提供的一种物联网智能终端数据采集无线传输装置其优点在于融合ZigBee通讯技术、WIFI通讯技术和3G通讯三种无线通信方式,利用短距离通信的网络，形成小范围式的覆盖，采集一个采集点小范围内设备所需采集的数据,然后再利用长距离通信的3G网络传输各个分散开电站的电力设备的数据，将数据通过无线电的方式将整个通讯装置接入internet中,实现与远端的服务器的通讯,该通讯装置可以作为本地服务器使用,用户既可以通过以太网访问服务器得到所监测对象的数据,也可以直接通过该通讯装置查看现场的数据，同时通过本实用新型所述的WIFI通讯模块，形成大范围的覆盖，完成大范围内ZigBee模块覆盖所采集而发送来的数据，经过数据处理模块处理之后发送给服务器端，用户在服务器端进行注册并配置新增的无线通信模块，即可开始收发传送数据。在保证通信距离和通信质量的同时,大大减少了建设成本。

附图说明

图1：一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的系统框图；

图2：一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的供电模块原理图；

图3：一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的数据处理模块外围电路图；

图4：一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的ZigBee通讯模块电路图；

图5：一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的工作流程图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的具体实施方式系统框图是一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，包括：RS485通讯模块、USB串口通讯模块、I/O接口、 WIFI通讯模块、3G通讯模块、数据处理模块、USB串口模块、ZigBee模块、供电模块、射频天线；

所述数据处理模块分别与所述的ZigBee模块、USB串口通讯模块、RS485 通讯模块、WIFI通讯模块、3G通讯模块通过串口相连接；所述数据处理模块与所述I/O接口通过导线连接；所述供电模块分别于所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块通过导线依次连接；所述ZigBee模块与所述USB串口模块通过导线连接；所述ZigBee模块与所述射频天线通过导线连接。

所述数据处理模块设于PCB基板，用于对接收到的数据进行处理，分析判断通过按照预先设计的发送方式将接收到的数据信号发送出去，所述PCB基板用于承载数据处理模块于其他的零部件；

所述的RS485通讯模块、USB串口通讯模块用于采集其他设备所需发送的数据；

所述RS485通讯模块和所述I/O接口可用于连接所需发送数据的设备，将数据采集后发送给所述数据处理模块；

所述WIFI通讯模块用于实现所需要发送的数据无线发送至远端，实现远端的通讯；

所述3G通讯模块通过无线通信方式将所述数据处理模块处理后的数据接入internet中,将数据发送给服务器，用户通过访问服务器，即可查看到数据处理模块所传输的数据，实现与务器的通讯,该物联网智能终端数据处理模块可以作为本地服务器使用,用户既可以通过以太网访问服务器得到所监测对象的数据,也可以直接通过该物联网智能终端数据采集无线传输装置查看现场的数据；也可将本新型装置所述USB串口通讯模块连接到PC端进行配置，即可开始收发传送数据；

所述数据处理模块按照内部烧写进入的指令分析数据信息之后将数据分别通过所述WIFI通讯模块和所述3G通讯模块将数据发送出去。

所述USB串口模块用于链接其他设备，如电脑等可通过数据处理模块将无线接收端接收到的数据发送至电脑上显示；

所述ZigBee模块用以接收其他ZigBee终端发送的数据，所述ZigBee模块分别通过所述USB串口模块和所述射频天线接收所需传输的数据发送给所述数据处理模块；

所述供电模块用于给所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块供电；

所述射频天线用于接受其他ZigBee模块采集到的数据，所述USB串口模块用于链接其他显示设备实现数据的近端显示。

所述RS485通讯模块选型为54O-1ABOO-OAAO；所述USB串口通讯模块选型为CP2102；所述I/O接口为普通I/O接口；所述WIFI通讯模块选型为A7102；所述3G通讯模块选型为MU609；所述数据处理模块选型为STM32F429系列；所述USB串口模块为常用USB串口；所述ZigBee模块选型为ZM516x；所述供电模块选型为600MAH；所述射频天线选型为RF1891TR13；

图1为本实用新型所述一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的硬件结构图。如图1所示,STM32是本实用新型装置的所述数据处理模块，ZigBee模块连接射频天线和供电USB串口，接收其他ZigBee终端检测到的监测信息，通过与数据处理模块相连接的串口，将信息发送给数据处理模块，STM32数据处理模块外分别连接WIFI通讯模块、3G通讯模块、RS485通讯模块、USB串口模块。

图2为一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的电源模块原理图。如图 2所示,该装置采用4V供电,电源开关控制电路通断,在干路上增加1.4A的保险丝 F1用以保护电路,经过可带载的低压差线性稳压源AS2814A芯片稳压,可为该装置提供所需的电源。LED为电源指示灯。

图3为一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的STM32F429数据处理模块主要控制芯片各个引脚图。如图3所示,在PCB基板上将STM32F429芯片的I/O引脚延伸出，包括STM32F429核心控制芯片，复位电路，串口通讯电路以及与其他模块相互连接的引脚标志位与其他模块进行连接。

图4为一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的ZigBee通讯模块电路图，1脚接地,2脚和9脚接3V电压,外围的串口通讯电路与复位电路用于给ZigBee 模块烧写程序，便于模块的维护与升级，射频天线用于接收其他终端节点的数据信息；

图5为一种物联网智能终端数据采集无线传输装置的工作流程图，数据信息通过RS485通讯模块、USB串口、ZigBee模块采集传感设备所需要检测的数据，经过STM32F429数据处理，经过整理后通过串口，分别发送给3G通讯模块和 WIFI通讯模块，将数据传输出去，用户既可以通过以太网访问服务器得到所监测对象的数据,也可以直接通过该通讯装置查看现场的数据；也可将本实用新型装置所提供用串口连接到PC端进行配置，在服务器端注册并配置新增的无线通信模块，即可开始收发传送数据，供电模块为整个装置提供电源。

下面结合图1至图5介绍具体实施方式为：

所述射频天线用于接受其他ZigBee模块采集到的数据，所述USB串口模块用于链接其他显示设备实现数据的近端显示；所述ZigBee模块分别通过所述 USB串口模块和所述射频天线接收所需传输的数据发送给所述数据处理模块，所述RS485通讯模块和所述L/O接口可用于连接所需发送数据的设备，将数据采集后发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块按照内部烧写进入的指令分析数据信息之后将数据分别通过所述WIFI通讯模块和所述3G通讯模块将数据发送出去。

尽管本说明书较多地使用了RS485通讯模块、USB串口通讯模块、I/O接口、 WIFI通讯模块、3G通讯模块、数据处理模块、USB串口模块、ZigBee模块、供电模块、射频天线等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，包括：G包括RS485通讯模块、USB串口通讯模块、I/O接口、WIFI通讯模块、3G通讯模块、数据处理模块、USB串口模块、ZigBee模块、供电模块、射频天线；

所述数据处理模块分别与所述的ZigBee模块、USB串口通讯模块、RS485通讯模块、WIFI通讯模块、3G通讯模块通过串口相连接；所述数据处理模块与所述I/O接口通过导线连接；所述供电模块分别于所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块通过导线依次连接；所述ZigBee模块与所述USB串口模块通过导线连接；所述ZigBee模块与所述射频天线通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述数据处理模块设于PCB基板，用于对接收到的数据进行处理，分析判断通过按照预先设计的发送方式将接收到的数据信号发送出去，所述PCB基板用于承载数据处理模块的零部件。

3.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述的RS485通讯模块、USB串口通讯模块用于采集所需发送的数据，所述RS485通讯模块和所述I/O接口可用于连接所需发送数据的设备，将数据采集后发送给所述数据处理模块。

4.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述WIFI通讯模块用于实现所需要发送的数据无线发送至远端，实现远端的通讯。

5.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述3G通讯模块通过无线通信方式将所述数据处理模块处理后的数据接入internet中,将数据发送给服务器，用户通过访问服务器，即可查看到数据处理模块所传输的数据，实现与务器的通讯,该物联网智能终端数据采集无线传输装置中的数据处理模块可以作为本地服务器使用,用户既可以通过以太网访问服务器得到所监测对象的数据,可以直接通过该物联网智能终端数据采集无线传输装置查看现场的数据；也可将本新型装置所述USB串口通讯模块连接到PC端进行配置，即可开始收发传送数据。

6.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述数据处理模块按照内部烧写进入的指令分析数据信息之后将数据分别通过所述WIFI通讯模块和所述3G通讯模块将数据发送出去。

7.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述USB串口模块用于链接设备，如电脑等可通过数据处理模块将无线接收端接收到的数据发送至电脑上显示。

8.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述ZigBee模块用以接收ZigBee终端发送的数据，所述ZigBee模块分别通过所述USB串口模块和所述射频天线接收所需传输的数据发送给所述数据处理模块。

9.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述供电模块用于给所述的3G通讯模块、数据处理模块、ZigBee模块供电。

10.根据权利要求1所述的物联网智能终端数据采集无线传输装置，其特征在于，所述射频天线用于接受ZigBee模块采集到的数据，所述USB串口模块用于链接显示设备实现数据的近端显示。

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