CN213277033U - 一种用于教育实训的多处理器工业物联网网关 - Google Patents
一种用于教育实训的多处理器工业物联网网关 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种用于教育实训的多处理器工业物联网网关，所述网关包括：主处理器，所述主处理器用于进行数据处理；协处理器，所述协处理器用于进行数据采集；外接插接端子，所述外接插接用于接插数据采集业务板卡，所述数据采集业务板卡为下列中的任意一种：开关量采集业务板卡、模拟量采集业务板卡、串口采集业务板卡；RJ45网口，所述RJ45网口用于插接以太网业务板卡；数据上传模块，所述数据上传模块包括5G模块、WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块和以太网模块。
Description
技术领域
本申请涉及互联网通信领域，并且更具体地，涉及一种用于教育实训的多处理器工业物联网网关。
背景技术
现阶段有很多高校建设了物联网实训基地，配备了一些实训试验箱和实训平台，很多实训设备是基于单片机或Cortex-A系列的处理器，可以满足常见的物联网实训课程，但随着物联网技术深入，实际使用中很多单处理器的设备是无法满足要求的，特别是在工业现场，有时既要对数据进行实时跟踪采集，又需要进行数据分析，便于快速响应和处理，在以往的实训设备中，无法满足上述要求，对学生结业后去工作带来困扰。
因此，亟需一种网关，能够方便的进行教育实训。
发明内容
本申请提供一种多处理器工业物联网网关，所述网关用于教育实训中。
第一方面，提供一种物联网网关，所述网关包括：主处理器，所述主处理器用于进行数据处理；协处理器，所述协处理器用于进行数据采集；外接插接端子，所述外接插接用于接插数据采集业务板卡，所述数据采集业务板卡为下列中的任意一种：开关量采集业务板卡、模拟量采集业务板卡、串口采集业务板卡；RJ45网口，所述RJ45网口用于插接以太网业务板卡；数据上传模块，所述数据上传模块包括5G模块、WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块和以太网模块。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述网关还包括高速的AXI总线，所述主处理和所述协处理器之间通过AXI总线传输信息。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述网关兼容了多种数据通信协议，所述数据通信协议包括PROFIBUS-DP协议、MODBUS-RTU协议和Hostlink协议。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述网关还包括电源模块、存储器和指示灯，所述指示灯用于指示所述主处理器的运行状态是否正常，以及所述指示灯还用于指示所述协处理的数据采集状态是否正常。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述多种数据通信协议中的一种协议，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述数据上传模块中的一种数据上传模块向云端进行数据传输。
采用上述技术方案后，本实用新型可以获得以下有益效果：
1.基于主协处理器的芯片级开发，Cortex-M进行数据的实时采集，Cortex-A进行数据的分析处理充分发挥芯片性能，设计出带有主协双处理器的网关，填补了教育实训单处理器设备的空白；
2、通过外接接口与多种可拆卸业务板卡的配置，可实现不同通讯，不同数据的采集，配置了多款业务板卡，可根据实际需要，完成不同的实训内容。
3、集成了多种工业现场总线协议，通过不同处理器分工合作，可快速进行协议转换，结合实际应用，运行了多种现场总线协议示例，加深了学生对工业协议的理解。
附图说明
图1是本申请一个实施例的网关的示意性结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
图1是本申请一个实施例的网关的示意性结构框图。
如图1所示，所述网关包括：主处理器，所述主处理器用于进行数据处理；协处理器，所述协处理器用于进行数据采集；外接插接端子，所述外接插接用于接插数据采集业务板卡，所述数据采集业务板卡为下列中的任意一种：开关量采集业务板卡、模拟量采集业务板卡、串口采集业务板卡；RJ45网口，所述RJ45网口用于插接以太网业务板卡；数据上传模块，所述数据上传模块包括5G模块、WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块和以太网模块。
具体地，根据现场被采集设备的数据接口，选择与之匹配的业务板卡。例如：被采集设备是485总线输出数据，则可以采用带有485总线接口的业务板卡与之匹配，使用双绞线分别连接现场设备和网关。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述网关还包括高速的AXI总线，所述主处理和所述协处理器之间通过AXI总线传输信息。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述网关兼容了多种数据通信协议，所述数据通信协议包括PROFIBUS-DP协议、MODBUS-RTU协议和Hostlink协议。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述网关还包括电源模块、存储器和指示灯，所述指示灯用于指示所述主处理器的运行状态是否正常，以及所述指示灯还用于指示所述协处理的数据采集状态是否正常。
具体地，现场设备和第三方设备之间需要通讯，但协议并不满足要求，在了解现场设备和第三方设备相关协议后，查看网关支持的协议是否满足要求，即可决定是否满足接入第三方设备。例如：现场设备是485总线，第三方设备为以太网，该网关支持485总线转以太网，则可以使用该网关。
确认使用何种方式将数据发送至云端，例如：选择WiFi方式传输。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述多种数据通信协议中的一种协议，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述数据上传模块中的一种数据上传模块向云端进行数据传输。
根据上述网关，下面为具体的实施过程：
操作流程给定的设定条件：现场设备为485总线接口，第三方设备为以太网接口，上传至云端的方式为：以太网传输。
选择带有485总线接口的网关业务板卡，安装至网关内部，使之连接紧固，使用双绞线连接现场设备和网关，保证连接线序正确，完成数据采集部分的接线。
将标准以太网线材将网关和电脑连接起来，设置相同网段的IP，便于后期的通讯。
电源上电之后，采集接口接收到现场设备发出的数据，传送至Cortex-M处理器，该处理器能实时采集或者监控来自现场设备的数据。例如：采集机床PLC设备的温度和转速等
因从处理器Cortex-M和主处理器Cortex-A均为一个芯片内的2个处理器，且双核之间集成了高速的AXI总线，Cortex-M在进行简单的运算之后，通过AXI总线传送至Cortex-A处理器。
Cortex-A处理器可处理大量数据，进行复杂的数据运算和分析，例如：将温度和转速等数据结合之前的分析，预判下次出现的现象，结合相关设置作出裁定，将裁定的结果上传至云端，或反馈至现场设备。
网关设备可通过多种方式传送至云端，例如：以太网、WiFi、蓝牙等方式。
Cortex-A处理器运算出的结果可反馈至设备，可更快速的给出响应，也可保证在断网的情况下，依旧可以处理相关的内容。
实现云端数据传输之后，可以在PC端或手机端进行相关数据的展示，各个设备的运行状态，也可对每个设备单独下发参数或远程软件升级等操作。
指示灯模块可分别指示主协处理器的运行状态，数据采集状态。
为满足现场实训要求，网关兼容了多种协议，可和第三方设备进行数据交互。例如：为增加设备的联动性，将温度设备传送至执行部件，可根据温度设定的阈值进行温度的控制。
也就是说，网关配备多种功能卡，可实现多种采集需求，例如：开关量采集、模拟量采集、串口采集、网口采集等。也可实现多种上传云端的方式，例如：以太网传输，WIFI传输，蓝牙传输，4G传输等。学生可根据教学内容自主选择采集内容和上传方式，充分发挥学生们的想象空间。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者第二设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种多处理器工业物联网网关，所述网关用于教育实训中，其特征在于，所述网关包括：
主处理器，所述主处理器用于进行数据处理；
协处理器，所述协处理器用于进行数据采集；
外接插接端子，所述外接插接用于接插数据采集业务板卡，所述数据采集业务板卡为下列中的任意一种：开关量采集业务板卡、模拟量采集业务板卡、串口采集业务板卡；
RJ45网口，所述RJ45网口用于插接以太网业务板卡；
数据上传模块，所述数据上传模块包括5G模块、WIFI模块、蓝牙模块、zigbee模块和以太网模块。
2.根据权利要求1所述的网关，其特征在于，所述网关还包括高速的AXI总线，所述主处理和所述协处理器之间通过AXI总线传输信息。
3.根据权利要求2所述的网关，其特征在于，所述网关兼容了多种数据通信协议，所述数据通信协议包括PROFIBUS-DP协议、MODBUS-RTU协议和Hostlink协议。
4.根据权利要求3所述的网关，其特征在于，所述网关还包括电源模块、存储器和指示灯，所述指示灯用于指示所述主处理器的运行状态是否正常，以及所述指示灯还用于指示所述协处理的数据采集状态是否正常。
5.根据权利要求4所述的网关，其特征在于，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述多种数据通信协议中的一种协议，所述网关还用于在第三方设备的控制下选择所述数据上传模块中的一种数据上传模块向云端进行数据传输。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114710513A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 广州导远电子科技有限公司 | 一种网络数据的处理系统及方法 |
| CN115331509A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-11 | 树根互联股份有限公司 | 实训平台及终端设备 |
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2020
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| CN114710513B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-03-08 | 广州导远电子科技有限公司 | 一种网络数据的处理系统及方法 |
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