CN214756949U - 一种工业物联网网关设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种工业物联网网关设备，包括主机，主机包括处理器核心板、显示单元、DC‑DC电源单元、电源和通信主板及无线通信模块，处理器核心板包括中央处理器和内存，并提供备用电源接口和显示接口，电源和通信主板提供供电接口、通信接口、供电输入接口和网络接口。本实用新型将网关设备模块化组织为DC‑DC电源单元、处理器核心板、电源和通信主板、无线通信模块及显示单元，可实现硬件子模块的解耦，实现高效的故障定位和维修代换，避免整体故障造成设备可用率下降，降低运行维护成本；同时，内置Linux操作系统和应用软件，可实现系统在线升级和应用软件在线功能扩展，从现场维护升级为远程非接触维护，降低人工维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及网关技术领域，特别是一种工业物联网网关设备。
背景技术
工业物联网网关允许传统工业设备使用互联网报告数据，参与物联网构成，使不同协议或技术体系实现交互。网关可以有效地收集和分析数据，并将数据安全地从设备传出，送达远程数据管理中心，以此来满足使用者的特定需求。例如：协议转换、边缘计算、数据传输等重要功能。目前工业场景应用中的网关设备户外适应性差，模块化程度不高，供电、运算、通信模块过于耦合，造成硬件维护成本高。同时，现有网关板载应用系统升级和应用软件功能扩展难度高，人工成本投入大。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可实现高效的故障定位和维修代换，避免整体故障造成设备可用率下降，降低运行维护成本的工业物联网网关设备。
本实用新型采用如下技术方案：
一种工业物联网网关设备，包括有主机，主机包括有处理器核心板、显示单元、DC-DC电源单元、电源和通信主板及无线通信模块，处理器核心板包括有中央处理器和内存，并提供备用电源接口和显示接口，电源和通信主板提供供电接口、通信接口、供电输入接口和网络接口，处理器核心板通过通信线缆与电源和通信主板通信连接，电源和通信主板通过通信线缆与无线通信模块和显示单元通信连接，通过电源线缆与DC-DC电源单元电连接。
进一步地，所述处理器核心板还提供音频接口、USB接口、网络输出接口中的一种或多种。
进一步地，所述处理器核心板还包括有与中央处理器通信连接的外部存储模块。
进一步地，所述显示接口采用HDMI显示接口。
进一步地，所述显示单元通过串行通信接口与电源和通信主板通信连接。
进一步地，所述显示单元采用触摸屏显示器。
进一步地，所述通信接口采用485通信接口。
进一步地，所述无线通信模块采用4G通信模块、ZigBee模块、WIFI模块、蓝牙模块中的一种或多种。
所述中央处理器内置有Linux操作系统和应用软件。
进一步地，所述工业物联网网关设备还包括有网关外壳，主机设置于网关外壳内，网关外壳上还设置有用于控制主机电源的电源开关，所述显示接口、供电接口、通信接口、供电输入接口和网络接口外露设置于网关外壳上。
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将网关设备的供电、核心板、主板、通信、显示功能进行分解，并模块化组织为DC-DC电源单元、处理器核心板、电源和通信主板、无线通信模块及显示单元，可实现硬件子模块的解耦，实现高效的故障定位和维修代换，避免整体故障造成的设备可用率下降，降低运行维护成本；同时，处理器核心板内置Linux操作系统和应用软件，可实现系统在线升级和应用软件在线功能扩展，从现场维护升级为远程非接触维护，降低人工维护成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的工业物联网网关设备在第一视角下的整体结构立体图；
图2是本实用新型实施例1的工业物联网网关设备在第二视角下的整体结构立体图；
图3是本实用新型实施例1的工业物联网网关设备的俯视结构透视图；
图4是本实用新型实施例1的工业物联网网关设备的电气原理框图；
图5是本实用新型实施例1的工业物联网网关设备的功能流程图。
图中：1.主机，11.处理器核心板，111.中央处理器，112.内存，113.外部存储模块，114.备用电源接口，115.显示接口，116.音频接口，117.USB接口，118.网络输出接口，12.显示单元，13.DC-DC电源单元，14.电源和通信主板，141.供电接口，142.通信接口，143.供电输入接口，144.网络接口，145.串行通信扩展模块，15.无线通信模块，16.电源开关，2.网关外壳，21.下箱体，22.上箱盖，23.进风口，24.出风口，25.挂耳。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
实施例1
参照图1至图5，本实用新型的一种工业物联网网关设备，包括有主机1及网关外壳2。主机1包括有处理器核心板11、显示单元12、DC-DC电源单元13、电源和通信主板14及无线通信模块15。处理器核心板11包括有中央处理器111、内存112及与中央处理器111通信连接的外部存储模块113，并提供备用电源接口114、显示接口115、音频接口116、USB接口117和网络输出接口118。中央处理器111内置有Linux操作系统和应用软件。电源和通信主板14提供供电接口141、通信接口142、供电输入接口143和网络接口144，还包括有串行通信扩展模块145。处理器核心板11通过软排线与电源和通信主板14通信连接，电源和通信主板14通过软排线与无线通信模块15和显示单元12通信连接，通过电源线缆与DC-DC电源单元13电连接。
中央处理器111采用ARM处理器，型号为全志H3；内存112采用1G DDR内存；外部存储模块113采用EMMC模块。显示单元12采用基于串行通信的HMI全彩触摸屏显示器，通过串行通信接口与电源和通信主板14通信连接。无线通信模块15采用4G通信模块。显示接口115采用HDMI显示接口；音频接口116采用3.5mm音频接口；网络输出接口118采用1G RJ45接口；供电接口141采用5V 10A供电接口；通信接口142采用485通信接口；供电输入接口143采用10-50V供电输入接口；网络接口144采用100M网络接口。
网关外壳2，包括下箱体21和上箱盖22，上箱盖22通过卡扣与螺丝与下箱体21连接。上箱盖22左侧设有进风口23、右侧设有出风口24，可安装4cm直流风扇实现左进右出风道为设备降温；下箱体21左右两侧分别设置有挂耳25，用于设备的安装固定。
主机1设置在下箱体21内，处理器核心板11、显示单元12、DC-DC电源单元13、电源和通信主板14及无线通信模块15分别通过螺丝固定在下箱体21上。网关外壳2上还设置有用于控制主机电源的电源开关16。备用电源接口114、显示接口115、音频接口116、USB接口117、网络输出接口118、供电接口141、通信接口142、供电输入接口143和网络接口144均外露设置于网关外壳2上。
参照图1至图5，本实用新型的一种工业物联网网关设备的使用方法包括以下步骤：
使用时，先接通电源，通过网络输出接口118接入外围设备，打开电源开关16，网关设备将按照图5所示流程开始工作。
1)网关上电开机联通外围设备，屏幕显示自检画面；
2)网关根据配置文件检查设备状况；
3)网关通过无线通信模块15向中心注册；
4)网关注册成功后定时与中心通信维持网关活动状态；
5)网关收到中心命令后根据命令动作；
6)网关收到外设触发信号向中心发送数据；
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：无线通信模块15包括ZigBee模块和WIFI模块。
上述仅为本实用新型的两个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种工业物联网网关设备，其特征在于：包括有主机，主机包括有处理器核心板、显示单元、DC-DC电源单元、电源和通信主板及无线通信模块，处理器核心板包括有中央处理器和内存，并提供备用电源接口和显示接口，电源和通信主板提供供电接口、通信接口、供电输入接口和网络接口，处理器核心板通过通信线缆与电源和通信主板通信连接，电源和通信主板通过通信线缆与无线通信模块和显示单元通信连接，通过电源线缆与DC-DC电源单元电连接。
2.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述处理器核心板还提供音频接口、USB接口、网络输出接口中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述处理器核心板还包括有与中央处理器通信连接的外部存储模块。
4.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述显示接口采用HDMI显示接口。
5.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述显示单元通过串行通信接口与电源和通信主板通信连接。
6.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述显示单元采用触摸屏显示器。
7.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述通信接口采用485通信接口。
8.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述无线通信模块采用4G通信模块、ZigBee模块、WIFI模块、蓝牙模块中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：所述中央处理器内置有Linux操作系统和应用软件。
10.如权利要求1至9任一所述的一种工业物联网网关设备，其特征在于：还包括有网关外壳，主机设置于网关外壳内，网关外壳上还设置有用于控制主机电源的电源开关，所述显示接口、供电接口、通信接口、供电输入接口和网络接口外露设置于网关外壳上。
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