CN213043695U - 基于4g无线传输的物联网综合接入网关 - Google Patents

Abstract

基于4G无线传输的物联网综合接入网关，工业级CPU(1)分别连接工业级两路PHY(2)、4G模块(3)、实时时钟监测模块(4)、开关量输入输出模块(6)、RS‑485X5模块(7)、TF卡(8)和低速接口驱动模块(11)。多路485接口，4G无线联网接入，速度快，可扩展性强，水浸监测，防止设备短路，温湿度监测，防止设备运行异常。减少系统接入所带来的设备堆砌问题，避免重复建设的浪费，节省用户的投入以及节省能源；减少人力的投入，降低系统接入的门槛，减少系统故障的节点，安装便捷，成本低，提升系统的兼容性，可靠性和稳定性，对各种设备的信息采集和控制，使用方便快捷，且功能稳定性好。

Description

基于4G无线传输的物联网综合接入网关

技术领域

本实用新型涉及物联网网关设备的结构改进技术，尤其是基于4G无线传输的物联网综合接入网关。

背景技术

物联网指的是将各式各样的设备实现联网控制，包括传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭电设备等，对于不同的应用场合需要使用到不同设备，不同的通讯接口。物联网网关是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换.既可以实现广域互联.也可以实现局域互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。

现有技术中，每个物联网组网设备，属于不同设备系统，例如智能家居物联网涉及控制门锁和监控水浸、温度、湿度、电源供电、数据流量、电量等，按照传统的接入方式，每一个子系统都需要一个对应的网关对接，势必造成大量的设备堆砌；而且，每个设备均对应需要设计一款联网的控制器，控制器需要开发多种设备接口驱动，其开发难度高，开发周期长，而且功能固定难以进行扩展，使用物联网工程项目开发门槛高。

目前，公开技术中能实现功能通用的物联网综合网关设备较为稀少，这在一定程度上影响了物联网的应用推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于4G无线传输的物联网综合接入网关，解决设备各种数据采集模块的数据集中上传并控制问题。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：一种基于4G无线传输的物联网综合接入网关，包括工业级CPU、工业级两路PHY、4G模块、实时时钟监测模块、开关量输入输出模块、RS-485X5模块、TF卡和低速接口驱动模块；

尤其是，工业级CPU连接温湿度监测模块。

尤其是，工业级CPU连接锂电池备份供电模块。

尤其是，工业级CPU连接水浸检测模块。

尤其是，低速接口驱动模块连接外接串口设备和外接开关量设备。

尤其是，低速接口驱动模块包括TCP/IP socket模块、TCP/IP server模块、MODBUSTCP模块、12C驱动模块、中断处理模块和GPIO驱动模块；其中，TCP/IP socket模块同时分别连接TCP/IP server模块和MODBUS TCP模块，TCP/IP server模块连接12C驱动模块，MODBUSTCP模块连接GPIO驱动模块，12C驱动模块进一步连接中断处理模块。TCP/IP socket模块连接工业级CPU，12C驱动模块和中断处理模块连接外接串口设备，GPIO驱动模块连接外接开关量设备。

本实用新型的优点和效果：在提供完整物联网网关功能基础上，还集成1个串口、4路RS-485、多路数字开关量，可以直接连接串口设备和开关量并通过以太网远程访问和控制。多路485接口，4G无线联网接入，速度快，可扩展性强，水浸监测，防止设备短路，温湿度监测，防止设备运行异常。减少系统接入所带来的设备堆砌问题，避免重复建设的浪费，节省用户的投入以及节省能源；减少人力的投入，降低系统接入的门槛，减少系统故障的节点，安装便捷，成本低，提升系统的兼容性，可靠性和稳定性，对各种设备的信息采集和控制，功能扩展灵活性好，使用方便快捷，且功能稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型实施例中连接结构示意图。

图2为本实用新型实施例驱动系统框架结构示意图。

附图标记包括：

工业级CPU1、工业级两路PHY2、4G模块3、实时时钟监测模块4、温湿度监测模块5、开关量输入输出模块6、RS-485X5模块7、TF卡8、锂电池备份供电模块9、水浸检测模块10、低速接口驱动模块11、外接串口设备12、外接开关量设备13；TCP/IP socket模块1101、TCP/IPserver模块1102、MODBUS TCP模块1103、12C驱动模块1104、中断处理模块1105、GPIO驱动模块1106。

具体实施方式

本实用新型还可以应用在各种不同场合的物联网项目，如智能养殖业系统、智能喷淋系统、工业现场监控、环境监控、远程抄表等物联网项目中。在应用于不同场景，或适应不同物联网功能需求时，只需选择调整部分功能模块以及对应的脚本函数即可。

本实用新型中，所有涉及的未特别说明的部件、元器件或设备，均为现有技术，可以从公开市场获得，根据功能设定和产品规格设计要求选择确定。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，一种基于4G无线传输的物联网综合接入网关，包括；工业级CPU1、工业级两路PHY2、4G模块3、实时时钟监测模块4、开关量输入输出模块6、RS-485X5模块7、TF卡8和低速接口驱动模块11；工业级CPU1分别连接工业级两路PHY2、4G模块3、实时时钟监测模块4、开关量输入输出模块6、RS-485X5模块7、TF卡8和低速接口驱动模块11。

前述中，工业级CPU1连接温湿度监测模块5。

前述中，工业级CPU1连接锂电池备份供电模块9。

前述中，工业级CPU1连接水浸检测模块10。

前述中，低速接口驱动模块11连接外接串口设备12和外接开关量设备13。

前述中，如附图2所示，低速接口驱动模块11包括TCP/IP socket模块1101、TCP/IPserver模块1102、MODBUS TCP模块1103、12C驱动模块1104、中断处理模块1105和GPIO驱动模块1106；其中，TCP/IP socket模块1101同时分别连接TCP/IP server模块1102和MODBUSTCP模块1103，TCP/IP server模块1102连接12C驱动模块1104，MODBUS TCP模块1103连接GPIO驱动模块1106，12C驱动模块1104进一步连接中断处理模块1105。TCP/IP socket模块1101连接工业级CPU1，12C驱动模块1104和中断处理模块1105连接外接串口设备12，GPIO驱动模块1106连接外接开关量设备13。

本实用新型实施例中，工业级CPU1采用NXP公司的IMX6ULL，性能强大稳定。工业级两路PHY2有线数据传输到云平台。4G模块3无线数据传输到云平台。实时时钟模块4统计设备使用时间及时间管理。温湿度检测模块5监测设备内部工作环境，保证设备正常稳定工作，如出现异常即使报警。开关量输入输出模块6灵活采集设备数字量输入输出信号。RS-485X5模块7为5路RS-485接口，可以扩展接入多种485设备，及数据采集。当电源供电异常断电时，锂电池备份供电模块9保证设备能够正常工作一段时间，采集现场数据。水浸检测模块10监测设备内部进水或者淋雨状态，防止设备短路。

本实用新型实施例中，TF卡8最大支持32GB，TF卡8作为缓存，容量大可存储采集的数据。

本实用新型实施例中，低速接口驱动模块11包括；TCP/IP socket模块1101、TCP/IP server模块1102、MODBUS TCP模块1103、12C驱动模块1104、中断处理模块1105和GPIO驱动模块1106。其中：12C驱动模块1104读取和写入I2C串口芯片上的数据；中断处理模块1105为提高处理性能，串口的收发都通过中断方式触发；GPIO驱动模块1106读取和写入外部开关量设备13数据；TCP Server模块1102实现串口数据到TCP协议数据的透传；MODBUS TCP模块1103实现MODBUS TCP协议，用于开关量数据和MODBUS寄存器之间的映射；TCP/IP Socket模块1101实现标准的TCP/IP协议栈，用于和外界各种电脑服务器的网络交互。

本实用新型实施例中，以上所述的具体实施例，为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于4G无线传输的物联网综合接入网关，包括工业级CPU(1)、工业级两路PHY(2)、4G模块(3)、实时时钟监测模块(4)、开关量输入输出模块(6)、RS-485X5模块(7)、TF卡(8)和低速接口驱动模块(11)；其特征在于，工业级CPU(1)分别连接工业级两路PHY(2)、4G模块(3)、实时时钟监测模块(4)、开关量输入输出模块(6)、RS-485X5模块(7)、TF卡(8)和低速接口驱动模块(11)。

2.如权利要求1所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，工业级CPU(1)连接温湿度监测模块(5)。

3.如权利要求1所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，工业级CPU(1)连接锂电池备份供电模块(9)。

4.如权利要求1所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，工业级CPU(1)连接水浸检测模块(10)。

5.如权利要求1所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，低速接口驱动模块(11)连接外接串口设备(12)和外接开关量设备(13)。

6.如权利要求1所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，低速接口驱动模块(11)包括TCP/IP socket模块(1101)、TCP/IP server模块(1102)、MODBUS TCP模块(1103)、12C驱动模块(1104)、中断处理模块(1105)和GPIO驱动模块(1106)；其中，TCP/IPsocket模块(1101)同时分别连接TCP/IP server模块(1102)和MODBUS TCP模块(1103)，TCP/IP server模块(1102)连接12C驱动模块(1104)，MODBUS TCP模块(1103)连接GPIO驱动模块(1106)，12C驱动模块(1104)进一步连接中断处理模块(1105)。

7.如权利要求6所述的基于4G无线传输的物联网综合接入网关，其特征在于，TCP/IPsocket模块(1101)连接工业级CPU(1)，12C驱动模块(1104)和中断处理模块(1105)连接外接串口设备(12)，GPIO驱动模块(1106)连接外接开关量设备(13)。

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