CN215186797U - 差异化数据与协议转换嵌入式网关设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物联网技术领域，且公开了差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，包括核心处理器电路和状态管理模块，所述核心处理器的输出端与状态管理模块的输入端信息数据连接，所述核心处理器电路的输出端与有源晶振的输入端电性连接，该差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，在使用时将嵌入式软件通过专用编程器写入到Flash中供ARM处理器运行，嵌入式软件由嵌入LINUX核心操作系统、SPI1、SPI2、SPI3、SPI4、协议与数据转换模块、异构通信软交换程序构成，SPI1、SPI2、SPI3、SPI4运行在LINUX核心系统的内核态用于驱动物理SPI总线，实现应用程序与物联网AN驱动电路、8路RS485驱动电路以及PL物联网模块、Lora模块等总线的数据通信。

Description

差异化数据与协议转换嵌入式网关设备

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，具体为差异化数据与协议转换嵌入式网关设备。

背景技术

物联网络的发展产生品类繁多的前端设备，同时也促进了各种前端通信技术发展，诸如LoRa、Zigbee、NB-IoT、物联网AN、RS485、DM512、DALI、 PL物联网等有线无线总线，以及更加丰富的各类数据通信或控制协议，并且由于设备应用场景的实际需求难以统一成一种标准。由此在应用系统开发过程中只能通过服务端软件针对各类协议与数据进行适配设计，带来巨大的工作量与不确定性。特别是设备端与设备端之间的所有通信都必须经过远程服务器端进行转换与转发，这种方式一是延时长，二是不确性高，对于一些实时性与安全性要求高的场景就难以满足需求。

因此，需要一种可在户外长期运行的小型化、低功耗网关设备，实现多种协议间的相互转换与数据通信。

通过对市场的调研发现，目前市场上类似产品在功能上都有局限性，有的仅仅是针对特定总线和特定协议的转换，同时也都未实现前端转换通信功能，因此并不能应用于较为复杂的场景。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，有效的解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，包括核心处理器电路和状态管理模块，所述核心处理器的输出端与状态管理模块的输入端信息数据连接，所述核心处理器电路的输出端与有源晶振的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与DDR内存的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与Flash的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与PHY的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与ARM处理器的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与物联网AN驱动电路的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与8路RS485驱动电路的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与PL物联网模块的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与Lora 模块的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输入端与供电电路的输出端电性连接。

所述状态管理模块的输出端与异构软交换模块的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与异构软交换模块的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与协议与数据转换模块的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与T物联网P/IP协议栈的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接。

优选的，所述ARM处理器包括有MA物联网、SPI1、SPI2、SPI3和SPI4，所述ARM处理器的输入端与MA物联网的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI1的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI2的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI3的输出端电性连接，所述ARM 处理器的输入端与SPI4的输出端电性连接，所述SPI3的输入端与8路RS485 驱动电路输出端电性连连接，所述SPI4的输入端与PL物联网模块的输出端电性连接。

优选的，所述PHY的输出端与MA物联网的输入端信息数据连接。

优选的，所述物联网AN驱动电路的数量为两个，两个所述物联网AN驱动电路的输入端分别与SPI1和SPI2的输出端电性连接。

优选的，所述PL物联网模块的输出端与Lora模块的输入端电性连接。

优选的，所述LINUX核心包括有SPI驱动程序和以太网驱动程序，所述SPI驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接，以太网驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)、该差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，在使用时将嵌入式软件通过专用编程器写入到Flash中供ARM处理器运行，嵌入式软件由嵌入LINUX 核心操作系统、SPI1、SPI2、SPI3、SPI4、协议与数据转换模块、异构通信软交换程序构成，SPI1、SPI2、SPI3、SPI4运行在LINUX核心系统的内核态用于驱动物理SPI总线，实现应用程序与物联网AN驱动电路、8路RS485驱动电路以及PL物联网模块、Lora模块等总线的数据通信，异构通信软交换程序用于配置各总线数据交换策略，并以LINUX核心进程的方式运行多个协议与数据转换模块，实现异构总线数据的交换，实现了多种总线间的数据格式与协议转换通信，通过软交换技术可实现前端一对多数据交换，后端一对多数据交换功能，且可长期运行在户外环境达到免维护的效果，填补了市场空白。

2)、该差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，使用时物联网AN总线电路由2路物联网AN驱动芯片与保护电路构成，并通分别接入到ARM处理器SPI1 与SPI2接口上；其中RS485电路由8路485驱动芯片与保护电路构成，并以总线方式接入到ARM处理器SPI3接口上；其中以及太网电路由PHY芯片、隔离变压器与防水型RJ45母头构成；LoRa模块、PL物联网模块则接入到ARM 处理器SPI4接口上；供电电路则由一组开关电源与LDO电源将12VD物联网转换成1.8V，3.3V，5V直流电，分别为ARM处理器核心电路、物联网AN总线电路以及其它模块电路提供工作电流。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

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做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。

实施例一，由图1-2给出，本实用新型包括核心处理器电路和状态管理模块，核心处理器的输出端与状态管理模块的输入端信息数据连接，核心处理器电路的输出端与有源晶振的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与DDR内存的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与Flash的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与PHY的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与ARM处理器的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与物联网AN驱动电路的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与8路RS485 驱动电路的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与PL物联网模块的输入端电性连接，PL物联网模块的输出端与Lora模块的输入端电性连接，核心处理器电路的输出端与Lora模块的输入端电性连接，ARM处理器包括有MA物联网、SPI1、SPI2、SPI3和SPI4，ARM处理器的输入端与MA物联网的输出端电性连接，PHY的输出端与MA物联网的输入端信息数据连接，ARM处理器的输入端与SPI1的输出端电性连接，ARM处理器的输入端与SPI2的输出端电性连接，物联网AN驱动电路的数量为两个，两个物联网AN驱动电路的输入端分别与SPI1和SPI2的输出端电性连接，ARM处理器的输入端与SPI3的输出端电性连接，ARM处理器的输入端与SPI4的输出端电性连接，SPI3的输入端与8路RS485驱动电路输出端电性连连接，SPI4的输入端与PL物联网模块的输出端电性连接，核心处理器电路的输入端与供电电路的输出端电性连接。

状态管理模块的输出端与异构软交换模块的输入端信息数据连接，状态管理模块的输出端与异构软交换模块的输入端信息数据连接，状态管理模块的输出端与协议与数据转换模块的输入端信息数据连接，状态管理模块的输出端与T物联网P/IP协议栈的输入端信息数据连接，状态管理模块的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接，LINUX核心包括有SPI驱动程序和以太网驱动程序，SPI驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接，以太网驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接。

工作原理：工作时，设备的所有对外的物理接口都内置了编号；设备内部内置了多种设备控制协议解析与打包程序，并采用插件技术可扩展；设备通过上位机下发配置信息，可配置物理接口编号与协议转换程序的关联，并可配置接口与接口的关联，设备内置的软交换可配置成事件模式，与固定模式两种，事件模式下，当指定接口内的数据满足设定的条件，数据将自动转发到指定接口。固定模式下指定接口的数据交换不变化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，包括核心处理器电路和状态管理模块，所述核心处理器的输出端与状态管理模块的输入端信息数据连接，其特征在于：所述核心处理器电路的输出端与有源晶振的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与DDR内存的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与Flash的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与PHY的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与ARM处理器的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与物联网AN驱动电路的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与8路RS485驱动电路的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与PL物联网模块的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输出端与Lora模块的输入端电性连接，所述核心处理器电路的输入端与供电电路的输出端电性连接；

所述状态管理模块的输出端与异构软交换模块的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与协议与数据转换模块的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与T物联网P/IP协议栈的输入端信息数据连接，所述状态管理模块的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接。

2.根据权利要求1所述的差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，其特征在于：所述ARM处理器包括有MA物联网、SPI1、SPI2、SPI3和SPI4，所述ARM处理器的输入端与MA物联网的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI1的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI2的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI3的输出端电性连接，所述ARM处理器的输入端与SPI4的输出端电性连接，所述SPI3的输入端与8路RS485驱动电路输出端电性连连接，所述SPI4的输入端与PL物联网模块的输出端电性连接。

3.根据权利要求2所述的差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，其特征在于：所述PHY的输出端与MA物联网的输入端信息数据连接。

4.根据权利要求1所述的差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，其特征在于：所述物联网AN驱动电路的数量为两个，两个所述物联网AN驱动电路的输入端分别与SPI1和SPI2的输出端电性连接。

5.根据权利要求1所述的差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，其特征在于：所述PL物联网模块的输出端与Lora模块的输入端电性连接。

6.根据权利要求1所述的差异化数据与协议转换嵌入式网关设备，其特征在于：所述LINUX核心包括有SPI驱动程序和以太网驱动程序，所述SPI驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接，以太网驱动程序的输出端与LINUX核心的输入端信息数据连接。

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