CN210274117U

CN210274117U - 一种智能网关及系统

Info

Publication number: CN210274117U
Application number: CN201921577564.6U
Authority: CN
Inventors: 李学军; 卢卫兵
Original assignee: Shenzhen Saifeiqi Photonics Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Saifeiqi Photonics Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

本实用新型涉及一种智能网关及系统，包括中央处理器，分别与中央处理器电连接的存储器、第一无线传输模块、RJ45接口模块、电源及后备供电模块、第二无线传输模块、RS485驱动模块、CAN驱动模块、RS282驱动模块、显示屏、按键模块、指示灯模块、蜂鸣器、USB接口模块。中央处理器，对网关各模块进行数据分析、数据处理，并控制及管理各模块。第一无线传输模块，将网关数据无线传输至云端服务器。第二无线传输模块，与无线终端设备无线连接。电源及后备供电模块，掉电时立即后备供电，可续航工作2天。本方案的智能网关，可通过有线或无线方式接入终端设备，接收终端设备的数据，并把数据通过以太网或者无线传输的方式传送到云端服务器。

Description

一种智能网关及系统

技术领域

本实用新型涉及网关技术领域，尤其涉及一种智能网关及系统。

背景技术

现有市场中的智能网关，存在以下不足：

(1)大部分联网方式单一，功能简单；

(2)无显示屏，操作不方便；

(3)不支持大量数据缓存，就像一个黑盒子，如果出现设备故障，工程人员去现场维修不方便；

(4)没有断电续航工作能力。

为了克服上述缺陷，我们发明了一种智能网关及系统。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于解决现有的智能网关存在大部分联网方式单一、功能简单，无显示屏、操作不方便，不支持大量数据缓存，就像一个黑盒子，如果出现设备故障，工程人员去现场维修不方便，没有断电续航工作能力的问题。其具体解决方案如下：

一种智能网关，包括中央处理器，分别与中央处理器电连接的存储器、第一无线传输模块、RJ45接口模块、电源及后备供电模块、第二无线传输模块、RS485驱动模块、CAN驱动模块、RS282驱动模块、显示屏、按键模块、指示灯模块、蜂鸣器、USB接口模块。

所述中央处理器，对网关各模块进行数据分析、数据处理，并控制及管理各模块。

所述存储器，存有中央处理器的执行程序，对网关中的数据进行缓存。

所述第一无线传输模块，将网关数据无线传输至云端服务器。

所述RJ45接口模块，将网关数据通过有线以太网，传输至远程数据库。

所述电源及后备供电模块，对网关各模块进行供电，对市电掉电检测，掉电时立即后备供电，可续航工作2天。

所述第二无线传输模块，通过无线传输与无线终端设备无线连接，所述RS485驱动模块，与RS485接口终端设备电连接，所述CAN驱动模块，与CAN总线终端设备电连接，所述RS232驱动模块，与RS232接口终端设备电连接。

所述显示屏，显示网关的设置、查询、控制菜单。所述按键模块，与网关面板上的按键电连接。所述指示灯模块，与网关面板上的指示灯电连接。所述蜂鸣器，安装在网关面板上。所述USB接口模块，与网关面板上的USB接口电连接。

进一步地，所述中央处理器的型号为STM32F407ZET6。所述RJ45接口模块型号为LAN8720。所述第一无线传输模块为GPRS－2G或者NB－IOT。所述第二无线传输模块为ATK－LORA－01模块。所述RS485驱动模块型号为SP3485，所述CAN驱动模块型号为SN65HVD230D，所述RS282驱动模块型号为SP3232。所述显示屏为TFT－LCD液晶屏，同时带有触摸屏功能，其操作功能与所述按键的功能一致。

进一步地，所述按键包括：

设置键，进行设置参数，包括入网方式、历史数据、错误码查询、串口波特率，长按设置键显示屏出现密码输入界面，正确输入密码后，方可设置修改参数；

复位键，进行清楚所有状态，初始化操作；

消音键，进行消音或上移操作；

自检键，进行自检或右移操作；

确认键，短按时为确认操作，长按时为解锁触摸屏操作。

进一步地，所述指示灯包括工作指示灯、通信指示灯、消音指示灯、故障指示灯、报警指示灯。

一种智能网关系统，包括上述一种智能网关，所述智能网关为网关设备，还包括分别与网关设备电连接的远程端、终端设备。所述远程端包括云端服务器，与云端服务器电连接的远程数据库。所述终端设备包括无线终端设备、RS485接口终端设备、CAN总线终端设备、RS232接口终端设备。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案解决了现有的智能网关存在大部分联网方式单一、功能简单，无显示屏、操作不方便，不支持大量数据缓存，就像一个黑盒子，如果出现设备故障，工程人员去现场维修不方便，没有断电续航工作能力的问题。本方案的智能网关系统，自动检测网络状态，当有网线插入网关设备时，优先选择使用有线以太网方式接入云端服务器，此时显示屏上展示以太网接入图标，拔掉以太网后，默认使用GPRS-2G方式接入云端服务器，并在显示屏上显示2G图标，如果持续30s搜索不到2G信号，将试图使用NB-IOT方式接入，图标与2G图标一致，不做区分。本方案的智能网关，可通过有线或者无线方式接入终端设备，接收终端设备的数据，并把数据通过有线以太网或者无线传输的方式传送到云端服务器。触摸屏可查询设备历史数据，报警、故障信息等，有市电掉电检测和掉电后续航2天的功能。具有高可靠性，低功耗,低成本,高可拓展性等特点，满足市场需求。

本方案的智能网关，自动选择最优网络，搭载UCOS操作系统，搭载TFT-LCD液晶显示屏，带触摸屏操作，有文件管理，数据缓存，远程升级功能，并能根据不同需求指定不同的工作模式，有菜单功能，内置多种错误码，如果设备出现问题，工程人员去现场维护时只需要查询对应错误码即可，同时每个错误码都有相对应的解决方案供维护人员参考使用，同时支持多种固件升级功能，包括串口升级，远程升级等，支持内置SD卡，利于进行数据分析，大大提升了维护效率。

本方案的智能网关，可并联设备255个探测器独立工作，独立声光报警，按键，LCD显示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述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部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种智能网关及系统的方框图；

图2为本实用新型一种智能网关的网关面板结构图；

图3为本实用新型的网关设备工作流程图。

附图标记说明：

1-中央处理器，2-存储器,3-第一无线传输模块,4-RJ45接口模块,5-电源及后备供电模块,6-第二无线传输模块,7-RS485驱动模块,8-CAN驱动模块,9-RS282驱动模块,10-显示屏,11-按键模块,12-指示灯模块,13-蜂鸣器,14-USB接口模块,15-云端服务器,16-无线终端设备,17-RS485接口终端设备,18-CAN总线终端设备,19-RS232接口终端设备,20-网关面板,21-按键,22-指示灯,23-USB接口,24-环境温度检测器,25-远程数据库，30-网关设备,40-远程端,50-终端设备。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

NB-IOT也叫窄带物联网(英文为Narrow Band Internet of Things)。CAN是Controller Area Network的英文缩写,也叫控制器局域网络。LORA就是远距离无线电(英文为Long Range Radio)，ATK-LORA-01无线串口模块是ALIENTEK推出的一款体积小,微功率、低功耗、高性能远距离LORA无线串口模块。GPRS(英文为General Packet RadioService)是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。TFT-LCD为薄膜晶体管液晶显示器(英文为Thin film transistor liquid crystal display)，TFT-LCD统称为LCD。

如图1至2所示，一种智能网关，包括中央处理器1，分别与中央处理器1电连接的存储器2、第一无线传输模块3、RJ45接口模块4、电源及后备供电模块5、第二无线传输模块6、RS485驱动模块7、CAN驱动模块8、RS282驱动模块9、显示屏10、按键模块11、指示灯模块12、蜂鸣器13、USB接口模块14。

中央处理器1，对网关各模块进行数据分析、数据处理，并控制及管理各模块。

存储器2，存有中央处理器1的执行程序，对网关中的数据进行缓存。

第一无线传输模块3，将网关数据无线传输至云端服务器15。

RJ45接口模块4，将网关数据通过有线以太网，传输至远程数据库25。

电源及后备供电模块5，对网关各模块进行供电，对市电掉电检测，掉电时立即后备供电，可续航工作2天。

第二无线传输模块6，通过无线传输与无线终端设备16无线连接。

RS485驱动模块7，与RS485接口终端设备17电连接。

CAN驱动模块8，与CAN总线终端设备18电连接。

RS232驱动模块9，与RS232接口终端设备19电连接。

显示屏10，显示网关的设置、查询、控制菜单，显示屏10安装于网关面板20上。按键模块11，与网关面板20上的按键21电连接。指示灯模块12，与网关面板20上的指示灯22电连接。蜂鸣器13，安装在网关面板20上。USB接口模块14，与网关面板20上的USB接口23电连接。

进一步地，中央处理器1的型号为STM32F407ZET6。RJ45接口模块4型号为LAN8720。第一无线传输模块3为GPRS-2G或者NB-IOT，本实施例优选为GPRS-2G。第二无线传输模块6为ATK-LORA-01模块。RS485驱动模块7型号为SP3485，CAN驱动模块8型号为SN65HVD230D，RS282驱动模块9型号为SP3232。显示屏10为TFT-LCD液晶屏，同时带有触摸屏功能，其操作功能与按键21的功能一致。

进一步地，按键21包括以下五个键：

设置键，进行设置参数，包括入网方式、历史数据、错误码查询、串口波特率，长按设置键显示屏出现密码输入界面，正确输入密码后，方可设置修改参数。

复位键，进行清楚所有状态，初始化操作。

消音键，进行消音或上移操作(当出现菜单界面时，为上移操作，可循环上移)。

自检键，进行自检或右移操作(当出现菜单界面时，为右移操作，可循环右移)。

确认键，短按时为确认操作，长按时为解锁触摸屏操作。

进一步地，指示灯22包括工作指示灯、通信指示灯、消音指示灯、故障指示灯、报警指示灯。另外，网关面板20上还设有环境温度检测器24，环境温度检测器24与中央处理器1电连接，实时监测环境温度的变化，异常温度时会报警。

如图1所示，一种智能网关系统，包括上述一种智能网关，智能网关为网关设备30，还包括分别与网关设备30电连接的远程端40、终端设备50。远程端40包括云端服务器15，与云端服务器15电连接的远程数据库25。终端设备50包括无线终端设备16、RS485接口终端设备17、CAN总线终端设备18、RS232接口终端设备19。

如图3所示，即为本实用新型的网关设备30工作流程图，在此不作赘述。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案的智能网关，自动选择最优网络，搭载UCOS操作系统，搭载TFT-LCD液晶显示屏，带触摸屏操作，有文件管理，数据缓存，远程升级功能，并能根据不同需求指定不同的工作模式，有菜单功能，内置多种错误码，如果设备出现问题，工程人员去现场维护时只需要查询对应错误码即可，同时每个错误码都有相对应的解决方案供维护人员参考使用，同时支持多种固件升级功能，包括串口升级，远程升级等，支持内置SD卡(图中未画出)，利于进行数据分析，大大提升了维护效率。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种智能网关，其特征在于：包括中央处理器，分别与中央处理器电连接的存储器、第一无线传输模块、RJ45接口模块、电源及后备供电模块、第二无线传输模块、RS485驱动模块、CAN驱动模块、RS282驱动模块、显示屏、按键模块、指示灯模块、蜂鸣器、USB接口模块；

所述中央处理器，对网关各模块进行数据分析、数据处理，并控制及管理各模块；

所述存储器，存有中央处理器的执行程序，对网关中的数据进行缓存；

所述第一无线传输模块，将网关数据无线传输至云端服务器；

所述RJ45接口模块，将网关数据通过有线以太网，传输至远程数据库；

所述电源及后备供电模块，对网关各模块进行供电，对市电掉电检测，掉电时立即后备供电，可续航工作2天；

所述第二无线传输模块，通过无线传输与无线终端设备无线连接；

所述RS485驱动模块，与RS485接口终端设备电连接；

所述CAN驱动模块，与CAN总线终端设备电连接；

所述RS232驱动模块，与RS232接口终端设备电连接；

所述显示屏，显示网关的设置、查询、控制菜单；

所述按键模块，与网关面板上的按键电连接；

所述指示灯模块，与网关面板上的指示灯电连接；

所述蜂鸣器，安装在网关面板上；

所述USB接口模块，与网关面板上的USB接口电连接。

2.根据权利要求1所述一种智能网关，其特征在于：所述中央处理器的型号为STM32F407ZET6。

3.根据权利要求2所述一种智能网关，其特征在于：所述RJ45接口模块型号为LAN8720。

4.根据权利要求3所述一种智能网关，其特征在于：所述第一无线传输模块为GPRS-2G或者NB－IOT。

5.根据权利要求4所述一种智能网关，其特征在于：所述第二无线传输模块为ATK-LORA-01模块。

6.根据权利要求5所述一种智能网关，其特征在于：所述RS485驱动模块型号为SP3485，所述CAN驱动模块型号为SN65HVD230D，所述RS282驱动模块型号为SP3232。

7.根据权利要求6所述一种智能网关，其特征在于：所述显示屏为TFT-LCD液晶屏，同时带有触摸屏功能，其操作功能与所述按键的功能一致。

8.根据权利要求7所述一种智能网关，其特征在于：所述按键包括

复位键，进行清楚所有状态，初始化操作；

消音键，进行消音或上移操作；

自检键，进行自检或右移操作；

确认键，短按时为确认操作，长按时为解锁触摸屏操作。

9.根据权利要求8所述一种智能网关，其特征在于：所述指示灯包括工作指示灯、通信指示灯、消音指示灯、故障指示灯、报警指示灯。

10.一种智能网关系统，包括权利要求9所述一种智能网关，其特征在于：所述智能网关为网关设备，还包括分别与网关设备电连接的远程端、终端设备；所述远程端包括云端服务器，与云端服务器电连接的远程数据库；所述终端设备包括无线终端设备、RS485接口终端设备、CAN总线终端设备、RS232接口终端设备。