CN215420598U - 一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关 - Google Patents
一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，包括下行通讯模块、核心控制模块、上行通讯模块、供电模块，下行通讯模块包括多个下行子通讯模块，用于电连接多种通信接口的物联网设备；核心控制模块分别与所述下行通讯模块、所述上行通讯模块电连接，用于通讯配置、数据采集、协议解析、数据存储、数据加密、数据上报及数据补传；上行通讯模块包括多个上行子通讯模块，用于与上位机软件通讯；供电模块为上述模块供电。本实用新型的优点在于能够满足在混合复杂场景下的数据采集应用，解决了物联网设备本地数据存储和数据补传问题，提高数据采集的稳定性、可靠性和有效性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，属于物联网数据采集技术领域。
背景技术
随着互联网信息技术的不断发展，大数据时代已经到来，大数据、云计算、物联网的应用，可以有效的推动传统产业向着数据化的变革。互联网技术已经深入到环保、工业、建筑、电力、农业、水文气象等各行各业，为社会生产生活提供了各种便捷条件，大数据时代的到来，可以使得数据更加科学的利用，为决策提供有力的数据基础。
任何数据的来源都少不了对物联网设备的数据采集，随着当前物联网设备的形式、通讯接口和通讯协议越来越多，数据需求也越来越多元化，给复杂多元的数据采集带来诸多不便。
目前市面上通常采用串口服务器作为数据采集设备，只能完成简单的数据透传，无法进行协议解析，而且支持的通讯接口通常是RS485或RS232，接口比较单一，如果需要采集其他接口的物联网设备，需要再增加转换器，不仅增加了成本，也增加了故障率，降低了数据采集的稳定性。另外，明文透传的传输方式，容易被黑客攻击，存在安全隐患。
实用新型内容
为解决现有技术方案的不足，本实用新型设计了一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，具体公开了以下技术方案。
一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，包括下行通讯模块、核心控制模块、上行通讯模块、供电模块；
下行通讯模块包括多个下行子通讯模块，用于电连接多种通信接口的物联网设备，下行子通讯模块包括下行有线通信接口和下行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯；
核心控制模块分别与下行通讯模块、上行通讯模块电连接，用于通讯配置、数据采集、协议解析、数据存储、数据加密、数据上报及数据补传；
上行通讯模块包括多个上行子通讯模块，用于与上位机软件通讯，上行子通讯模块包括上行有线通信接口和上行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯；
供电模块为上述模块供电。
优选的，下行有线通信接口包括RS485接口、RS232接口、RS422接口、MBUS接口、CAN接口、DI接口、DO接口、USB接口。
优选的，下行子通讯模块支持的无线通讯包括LoRa、ZigBee、电力载波、RF、蓝牙协议。
优选的，上行子通讯模块有线通讯支持10/100M以太网，无线通讯支持2G/3G/4G/5G、WIFI、NB-IOT。
优选的，核心控制模块是基于Linux的嵌入式软件。
优选的，该网关还包括掉电保护模块，掉电保护模块与供电模块、核心控制模块、上行通讯模块电连接，通过供电模块向核心控制模块、上行通讯模块供电，用于在断电后为核心控制模块和上行通讯模块继续供电。
优选的，该网关还包括与核心控制模块电连接的指示灯模块，用于指示物联网数据采集网关运行情况、数据采集情况和故障报警情况。
本实用新型的优点在于能够满足在混合复杂场景下的数据采集应用，解决了物联网设备本地数据存储和数据补传问题，提高数据采集的稳定性、可靠性和有效性，数据在传输前进行了加密处理，降低了被黑客截获概率，保证数据的安全。增加了掉电保护功能，设备断电后能立即发出断电报警信息，以及增加状态指示灯，能够直观的判断故障点，便于设备的维护维修。本实用新型支持多行业多场景，降低了成本，简化了故障排查难度，提高了工作效率，具有现实意义和良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的物联网数据采集网关结构示意图；
图2是本实用新型的物联网数据采集网关通信接口架构图；
图3是本实用新型的物联网数据采集网关指示灯结构示意图；
图4是本实用新型的物联网数据采集网关掉电保护控制逻辑图；
图5是本实用新型的物联网数据采集网关掉电保护电路示意图；
图6是本实用新型的物联网数据采集网关核心控制模块工作流程图。
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。
本实用新型提出一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，如图1所示，包括供电模块、下行通讯模块、核心控制模块、上行通讯模块、掉电保护模块和指示灯模块。
下行通讯模块包括多个下行子通讯模块，用于电连接多种通信接口的物联网设备，下行子通讯模块包括下行有线通信接口和下行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯，如图2所示，有线通讯方式包括RS485、RS232、RS422、MBUS、CAN、DI、DO、USB等，无线方式包括LoRa、ZigBee、电力载波、RF、蓝牙等，支持多种有线和无线通信接口有利于数据采集网关能够满足现场有多种通信接口的物联网设备进行数据采集。下行通讯支持的通信协议有ModBus RTU、BACnet、DL/T645、CJ/T188、CAN2.0B、IEC103等，能够适用于多行业多场景的复杂环境下的数据采集。
上行通讯模块包括多个上行子通讯模块，用于与上位机软件通讯，上行子通讯模块包括上行有线通信接口和上行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯，如图2所示，有线方式支持10/100M以太网，无线方式支持2G/3G/4G/5G、WIFI、NB-IOT等，上行通讯支持ModbustTcp、UDP、HTTP、MQTT以及自定义等协议接口，可完全适应现场不具备有线网络的场景使用。
核心控制模块分别与所述下行通讯模块、所述上行通讯模块电连接，是基于Linux的嵌入式软件，具有友好的人机交互界面，用于通讯配置、数据采集、协议解析、数据存储、数据加密、数据上报及数据补传。
掉电保护模块与核心控制模块电连接，其连接方式如图5所示，供电模块为下行通讯模块直接供电，并通过超级电容为核心控制模块和上行通讯模块供电；掉电时其工作原理为图4，当市电断开后，掉电保护模块继续为核心控制模块和上行通讯模块提供短暂供电（例如5秒钟），其他模块停止供电，核心控制模块通过上行通讯模块向上位机软件发出掉电报警信息，等掉电保护模块的超级电容电量使用完毕，核心控制模块和上行通讯模块断电。掉电保护模块保证了核心控制模块的数据及时存储，并立即向上位机软件发出断电报警信息，便于为远程维护提供准确的故障信息。
指示灯模块与核心控制模块电连接，用于指示物联网数据采集网关运行情况、数据采集情况和故障报警情况。图3示出一种指示灯的设计模块，可通过POW指示灯判断设备是否通电，通过RUN指示灯判断数据采集网关是否运行正常，通过RS485 1-4、LoRa、PLC、RS232、MBUS1指示灯判断数据采集是否正常，通过MBUS2指示灯判断MBUS总线是否正常（没有短路、负载过大、总线干扰等故障状态），4G/WiFi指示灯判断4G/WiFi的信号强度。指示灯模块直观显示数据采集网关的运行情况，能够快速判断故障点，提高维护维修效率。
运行过程可参考图6，首先通过有线或者无线接口将物联网设备和本发明所述物联网数据采集网关的下行通讯接口连接，将数据采集网关的上行通讯接口与上位机软件连接起来，通过核心控制模块对物联网设备进行数据采集、协议解析、数据存储、数据加密、数据上报和数据补传等流程，完成整个采集过程。
通讯配置是指，通过人机交互界面配置物联网设备地址、波特率、校验位、数据类型、数据个数以及上位机的IP地址、端口号等。
数据采集是指，通过发送设备地址、功能码等采集指令，读取物联网设备原始二进制数据。
协议解析是指，将从物联网设备采集读取到的原始二进制数据解析成统一格式的数据。
数据存储是指，将解析后的数据存入内置的实时数据库，根据配置的历史数据存储间隔定时将实时数据存入历史数据库。
数据加密是指，与上位机软件通讯过程中进行加密传输，数据上报前通过非对称密钥加密技术，对数据进行pkcs#7数字信封加密和数字签名，保证数据传输安全。
数据上报是指，将采集解析存储加密后的数据实时或定时上报到上位机软件。
数据补传是指，物联网数据采集网关在网络中断恢复后，将中断期间的未上报的数据进行补传。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，包括下行通讯模块、核心控制模块、上行通讯模块、供电模块；
所述下行通讯模块包括多个下行子通讯模块，用于电连接多种通信接口的物联网设备，所述下行子通讯模块包括下行有线通信接口和下行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯；
所述核心控制模块分别与所述下行通讯模块、所述上行通讯模块电连接，用于通讯配置、数据采集、协议解析、数据存储、数据加密、数据上报及数据补传；
所述上行通讯模块包括多个上行子通讯模块，用于与上位机软件通讯，所述上行子通讯模块包括上行有线通信接口和上行无线通信接口，用于支持有线通讯和无线通讯；
所述供电模块为上述模块供电。
2.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，所述下行有线通信接口包括RS485接口、RS232接口、RS422接口、MBUS接口、CAN接口、DI接口、DO接口、USB接口。
3.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，所述下行子通讯模块支持的无线通讯包括LoRa、ZigBee、电力载波、RF、蓝牙协议。
4.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，所述上行子通讯模块有线通讯支持10/100M以太网，无线通讯支持2G/3G/4G/5G、WIFI、NB-IOT。
5.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，核心控制模块是基于Linux的嵌入式软件。
6.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，还包括掉电保护模块，所述掉电保护模块与所述供电模块、核心控制模块、所述上行通讯模块电连接，通过供电模块向核心控制模块、上行通讯模块供电，用于在断电后为核心控制模块和上行通讯模块继续供电。
7.根据权利要求1所述的支持多行业多场景的物联网数据采集网关，其特征在于，还包括与核心控制模块电连接的指示灯模块，用于指示物联网数据采集网关运行情况、数据采集情况和故障报警情况。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202123023704.5U CN215420598U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202123023704.5U CN215420598U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关 |
Publications (1)
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| CN215420598U true CN215420598U (zh) | 2022-01-04 |
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| CN202123023704.5U Active CN215420598U (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种支持多行业多场景的物联网数据采集网关 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN215420598U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115484293A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-16 | 中国地震局地球物理研究所 | 一种支持多通信端口的数据采集控制电路和设备 |
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2021
- 2021-12-06 CN CN202123023704.5U patent/CN215420598U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115484293A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-16 | 中国地震局地球物理研究所 | 一种支持多通信端口的数据采集控制电路和设备 |
| CN115484293B (zh) * | 2022-10-25 | 2023-04-04 | 中国地震局地球物理研究所 | 一种支持多通信端口的数据采集控制电路和设备 |
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