CN210298098U - 一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关、系统及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关、系统及通信设备，包括蓝牙Mesh处理器，所述蓝牙Mesh处理器用于采集工业设备的模拟量参数数据，并确认是否对采集到的数据进行协议转换和解析，若需要转换和解析，将转换和解析后的数据发送到Mesh网络，若不需要协议的转换和解析，直接将采集到的数据发送到Mesh网络；可实现多种协议转换，且同时可配置各网关多种模式传输，通过采用网状网络拓扑结构，满足大量节点接入需求，同时增强了设备无线传输的可靠性。
Description
技术领域
本公开涉及通信设备技术领域，特别涉及一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关、系统及通信设备。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
蓝牙Mesh网络是用于建立多对多(many：many)设备通信的低能耗蓝牙(BluetoothLow Energy，也称为Bluetooth LE)新的网络拓扑。它允许创建基于多个设备的大型网络，网络可以包含数十台，数百甚至数千台蓝牙Mesh设备，且具备安全、互操作性、可靠性、可扩展性等特点。让设备之间可以相互进行信息的传递。
目前在工业现场短距离无线通信主要是基于WiFi、ZIGBEE和蓝牙三种技术，当蓝牙4.0标准推出以后，实现了通信速率快、功耗低等众多优点。
本公开发明人在研究中发现，(1)蓝牙技术在实际运用中也存在着控制的节点较少的弊端，节点数量通常在8个以下，而工业现场面向的是整个车间，同时需要满足其他控制节点的加入，传统蓝牙技术依然满足不了多节点的应用；(2)WiFi连接需要使用路由功能，但无线路由器连接节点数量有限，对于数量庞大的工业节点来说，无法满足其同时接入网络要求，且WiFi设备功耗大，影响设备的效率；(3)ZigBee组网须先连上网关，无法使用手机应用控制，部署性、便捷性不好；(4)相对于传统的单一的通讯方式，设备间的可靠稳定性欠佳；(5)传统的无线方案易遭受攻击，信息安全有待提高。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关、系统及通信设备，其安全可靠高、控制灵活、通讯安全稳定，可以采集下游轻量级数据并组网，通过中心网关汇总数据并上传到MES系统，可实现多种协议转换，且同时可配置各网关多种模式传输，通过采用网状网络拓扑结构，满足大量节点接入需求，同时增强了设备无线传输的可靠性。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关；
一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，包括蓝牙Mesh处理器，所述蓝牙Mesh处理器用于采集工业设备的运行状态数据，并确认是否对采集到的数据进行协议转换和解析，若需要转换和解析，将转换和解析后的数据发送到Mesh网络，若不需要协议的转换和解析，直接将采集到的数据发送到Mesh网络。
作为可能的一些实现方式，所述蓝牙Mesh处理器的输出端通过晶体管或者继电器控制隔离输出。
作为可能的一些实现方式，还包括模数转换器，所述蓝牙Mesh处理器通过模数转换器采集工业设备的模拟量数据。
作为可能的一些实现方式，还包括电源，所述电源用于给蓝牙Mesh处理器供电，所述电源为干电池或锂电池或DC12V电源。
作为可能的一些实现方式，还包括存储器，所述存储器与蓝牙Mesh处理器通信连接，用于蓝牙Mesh处理器接收到的以及处理后的数据的存储。
作为可能的一些实现方式，还包括显示器，所述显示器与蓝牙Mesh处理器通信连接，用于进行配置参数的显示和蓝牙Mesh处理器接收到的以及处理后的数据的实时显示。
第二方面，本公开提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统；
一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统，包括本公开所述的嵌入式网关、多个工业设备、Mesh网络、中心网关和MES系统，所述嵌入式网关实时采集多个工业设备的运行状态数据并通过Mesh网络发送到中心网关，所述中心网关将接收到的数据发送到MES系统进行综合分析。
作为可能的一些实现方式，还包括多个移动终端，所述移动终端与嵌入式网关通信连接，用于快速配置嵌入式网关中的参数，定义网关节点类型，并配置多种数据传输模式。
作为可能的一些实现方式，所述移动终端为手机、平板电脑或PDA设备。
第三方面，本公开提供了一种通信设备；包括本公开所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的网关为低功耗设计，采用电池供电方式，减少了功率消耗。
2、本公开所述的网关采用网状网络拓扑结构，满足大量节点接入需求，同时增强了设备无线传输的可靠性，可实现多种协议转换，且同时可配置各网关多种模式传输。
3、本公开所述该网关使用网状网络结构和泛洪模式，极大的增强了数据传输的可靠性，可防范所有已知的攻击，提供工业级安全性能。
4、本公开所述网关可以使用手机APP快速配置应用中的参数，定义网关节点类型，配置多种传输模式，可实现方便快速部署实施，配置完成可实现整个系统的数据采集和协议转换，也可实现对网关简易动作部件的控制。
5、本公开所述的网关可设置单播、组播和广播等多种模式，极大扩展了数据传输的多样性，满足不同数据需求。
6、本公开所述的网关采用晶体管抑或继电器隔离输出、隔离防护，进一步提高了数据传输的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本公开实施例1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关结构示意图。
图2为本公开实施例1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关的发送模式网络拓扑结构示意图。
图3为本公开实施例2所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统结构示意图。
1-蓝牙Mesh芯片；2-模数转换器；3-电源；4-显示器；5-存储器；6-驱动输出模块；7-移动终端；8-代理模式；9-低功耗模式；10-中继模式；11-朋友模式。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了本公开提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，包括蓝牙Mesh处理器1，所述蓝牙Mesh处理器1用于采集工业设备的运行状态数据，并确认是否对采集到的数据进行协议转换和解析，若需要转换和解析，将转换和解析后的数据发送到Mesh网络，若不需要协议的转换和解析，直接将采集到的数据发送到Mesh网络。
所述蓝牙Mesh处理器1采用EFR32BG13型号处理器，蓝牙Mesh处理器1的输出端通过驱动控制模块控制隔离输出，如通过晶体管或者继电器控制隔离输出。
还包括模数转换器2，选用AD7705模数转换芯片，也可以具体实际使用情况进行模数转换芯片的更换，所述蓝牙Mesh处理器1通过模数转换器2采集工业设备的模拟量数据。
还包括电源3，所述电源3用于给蓝牙Mesh处理器1供电，电源3为干电池或锂电池或DC12V电源。
还包括存储器5，所述存储器5与蓝牙Mesh处理器1通信连接，用于蓝牙Mesh处理器1接收到的以及处理后的数据的存储。
还包括显示器4，所述显示器4与蓝牙Mesh处理器1通信连接，用于进行配置参数的显示和蓝牙Mesh处理器1接收到的以及处理后的数据的实时显示。
本实施例所述的网关采用低功耗设计，电池供电抑或DC12V电源供电；基于Mesh芯片级开发，充分发挥芯片性能；采用双路开关量、模拟量采集接口；采用网络时间校准，断电数据不丢失。
如图2所示，本实施例所述的网关发送模式包括代理模式8、中继模式9、朋友模式10和低功耗模式11，可根据应用场景选择发送模式；Mesh网络中的网状结构和泛洪模式，极大的增强了数据传输的可靠性，可设置单播、组播和广播等多种模式，极大扩展了数据传输的多样性，满足不同数据需求。
实施例2：
如图3所示，本公开实施例2提供了一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统，包括本公开实施例1所述的嵌入式网关、多个工业设备、Mesh网络、中心网关和MES系统，所述嵌入式网关实时采集多个工业设备的运行状态数据并通过Mesh网络发送到中心网关，所述中心网关将接收到的数据发送到MES系统进行综合分析。
还包括多个移动终端，所述移动终端与嵌入式网关通信连接，用于快速配置嵌入式网关中的参数，定义网关节点类型，并配置多种数据传输模式。
所述移动终端为手机、平板电脑或PDA设备。
具体工作过程为：
(1)根据工业设备的运行状态，选择可采集参数，按照网关说明书正确连接工业设备；
(2)网关主处理器进行本地存储和显示，可根据需要，确认是否进行协议转换和解析，协议转换完成后，发送至内部Mesh网络；
(3)可在智能终端APP端配置或者远程设置各网关在系统结构中的参数，以适应整个系统；
(4)配置完成可实现整个系统的数据采集和协议转换，也可实现对网关简易动作部件的控制。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种通信设备，包括本公开实施例1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，其特征在于，包括蓝牙Mesh处理器，所述蓝牙Mesh处理器用于采集工业设备的运行状态数据，并确认是否对采集到的数据进行协议转换和解析，若需要转换和解析，将转换和解析后的数据发送到Mesh网络，若不需要协议的转换和解析，直接将采集到的数据发送到Mesh网络；
所述蓝牙Mesh处理器的输出端通过晶体管或者继电器控制隔离输出；
还包括模数转换器，所述蓝牙Mesh处理器通过模数转换器采集工业设备的模拟量数据。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，其特征在于，还包括电源，所述电源用于给蓝牙Mesh处理器供电，所述电源为干电池或锂电池或DC12V电源。
3.如权利要求1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，其特征在于，还包括存储器，所述存储器与蓝牙Mesh处理器通信连接，用于蓝牙Mesh处理器接收到的以及处理后的数据的存储。
4.如权利要求1所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与蓝牙Mesh处理器通信连接，用于进行配置参数的显示和蓝牙Mesh处理器接收到的以及处理后的数据的实时显示。
5.一种基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的嵌入式网关、多个工业设备、Mesh网络、中心网关和MES系统，所述嵌入式网关实时采集多个工业设备的运行状态数据并通过Mesh网络发送到中心网关，所述中心网关将接收到的数据发送到MES系统进行综合分析。
6.如权利要求5所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统，其特征在于，还包括多个移动终端，所述移动终端与嵌入式网关通信连接，用于快速配置嵌入式网关中的参数，定义网关节点类型，并配置多种数据传输模式。
7.如权利要求6所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关系统，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑或PDA设备。
8.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的基于蓝牙Mesh的工业嵌入式网关。
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| TWI810492B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-08-01 | 元皓能源股份有限公司 | 可應用於不同場域之環境偵測聯網控制構造 |
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