CN215932394U - 一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备，包括供电电路、信息收发集成单元、状态显示屏幕。供电电路。供电电路为信息收发集成单元和状态显示屏幕提供合适稳定的电压。信息收发集成单元以微处理器为核心，分别连接4G单元、WiFi单元、ZigBee单元，ZigBee单元接收信息经微处理器处理后选择4G单元/WiFi单元将信息传输到云端，在一种无线上传方式出现故障时可以迅速切换到另外一种无线上传方式。状态显示屏幕显示各单元状态。本装置采用无线收发单元无需布线，便于嵌入大型设备中，独有的4G/WiFi双上传方式可以保证在当前上传方式出现故障时迅速切换到另一种上传方式，保证所应用设备的正常运行，信息的不间断传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在无线传输情况下使用的物联网设备,具体地说，涉及一种用在不间断无线传输情况下收集与发送无线传输终端。
背景技术
近年来，物联网技术受到国家的大力推广，用户的普遍认可。工业物联网通过实时参数采集，材料消耗监测等大大提高了生产效率；家庭物联网中将各种家庭电器与监测设备通过相关物联网协议链接在一起，不仅可以做到远程控制，甚至可以做到智能调控。物联网设备要做到万物互联，一个最重要的设备就是无线物联网收发设备。通常的无线物联网设备一般形式为：有线传感器及控制线接到设备上，微处理器将相关信息打包通过WIFI无线网形式或者4GDTU设备将信息上传到互联网云端，云端完成相应信息处理及下发命令。
在当前情况下，物联网设备中传感器信息往往还需通过有线的方式传输，对于只需一种或者两种传感器的物联网设备，往往可以把传感器与数据传输设备绑定在一起。但是往往在生产环境中监测的数据不止一两种，这样就需要以无线物联网收发设备为中心做较多的现场布线，对于监测大型生产机器参数或机器移动组件部位的参数，部署电线更为繁琐，易出错。对于家庭物联网更是如此，家庭物联网需要监测不同部位的信息，家庭电器也是分布式放置。无线信息的收发传递也是一个极为重要的过程，在通常无线物联网收发设备中，往往采用一种设备入网方式，当前最常见的是WIFI联网或4G联网，采用单一方式联网虽然可以满足设备联网的基本需求，但是在一些需要不间断网络支持的场景，如停车场闸机，水产养殖控制设备，类似这样的场景，如果外部网络出现故障，设备会因断网而造成不便甚至严重影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备，以解决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：一种基于 WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备包括供电电路、信息收发集成单元、状态显示屏幕。所述供电电路和状态显示屏幕以及信息收发集成单元电性相连，供电电路对外部电源进行降压，滤波，稳压以为状态显示屏幕和信息收发集成单元供电。
进一步地,所述信息收发集成单元包括微处理器,ZigBee单元,4G 单元,WiFi单元。微处理器是信息收发集成单元的核心，也是整个无线物联网设备的中心，它控制着整个设备的运行。ZigBee单元通过ZigBee 协议接收到测量组件上传的信息，并发送给微处理器。4G单元负责将从微处理器得到的信息在相关通信协议下通过4G网络发送到互联网云端。WIFI单元负责将从微处理器得到的信息在相关通信协议下通过 WiFi网络发送到互联网云端。
进一步地,所述微处理器会连接一个E2PROM存储器，E2PROM存储器可以保证在设备突然掉电的情况下保持内部数据不变，当设备重新上电后会继续执行E2PROM存储器内的内容，这对一些控制类的设备尤为重要。
进一步地，微处理器通过I2C总线与E2PROM存储器电性相连。
进一步地，微处理器通过uart串行口与4G单元电性相连。
进一步地，微处理器通过uart串行口与WIFI电性相连。
进一步地，微处理器通过SPI总线与状态显示屏幕电性相连。状态显示屏幕可以显示整个设备的工作状态。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备首先解决了传感器到设备的无线传输问题，通过ZigBee单元可以接收到传感器采集到的基础数据，减少了不必要的布线麻烦，而且对于移动性的设备，分布散落的设备更适用；一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备可以解决的更为重要的问题是打破之前单一的信息上传问题，通过以4G/WiFi其中一种方式联网，当其中一种上传方式遇到外部网络故障时可以迅速切换到另一种方式上传，这样可以保证信息不会大量丢失，对于一些需要云端发送控制命令的物联网设备来说，这种迅速的转换方式尤为重要，可以保障大型设备的正常运行。这种无线物联网传输设备可以做到足够小的体积以嵌入到大型设备中，方便灵活。另外设备可以选用国产的WIFI/4G模块，成本大大降低，利于购买者批量安装。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的设备的结构示意图；
图2为本实用新型中EEPROM的电路图；
图3为本实用新型中ZigBee的电路图；
图4为本实用新型中SIM卡单元的电路图；
图5为本实用新型中4G单元的电路图；
图6为本实用新型中WIFI单元的电路图。
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。
请参阅图1所示：一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备包括供电电路、信息收发集成单元、状态显示屏幕。所述供电电路和状态显示屏幕以及信息收发集成单元电性相连，供电电路为状态显示屏幕和信息收发集成单元供电。
上述信息收发集成单元包括微处理器,ZigBee单元,4G单元,WiFi 单元。微处理器是信息收发集成单元的核心，也是整个无线物联网设备的中心，它控制着整个设备的运行。ZigBee单元通过ZigBee协议接收到测量组件上传的信息，并发送给微处理器。4G单元负责将从微处理器得到的信息在相关通信协议下通过4G网络发送到互联网云端。 WIFI单元负责将从微处理器得到的信息在相关通信协议下通过WiFi 网络发送到互联网云端。微处理器通过SPI总线与状态显示屏幕电性相连。状态显示屏幕可以显示整个设备的工作状态,包括ZigBee单元连接到的传感器的数量，接收数据的质量；当前网络连接方式(4G或者WiFi)，当前网络质量，连续发送的数据包数量。
设备使用时参考图2-6的电路图。图2为EEPROM电路图，图3 为ZigBee电路图，图4为SIM卡单元电路图，图5为4G单元电路图，图6为WIFI单元电路图。各子原理图相同的字符标号表示在实际电路中它们两端用导线连接起来。微处理器为整个系统的控制器，它通过I2C总线接口与EEPROM片外ROM相连接，它通过UART串行方式与4G单元相连接，它通过UART串行方式与ZigBee单元相连接,它通过UART串行方式与WIFI单元相连接,它通过SPI总线方式与状态显示屏幕相连接。如图2为EEPROM的原理图,EEPROM为片外ROM, 它具有掉电不丢失的特性，微处理器可以对它写入一些关键的寄存器信息，当设备意外断电恢复供电后微处理器可以读取EEPROM内存储的信息，保证设备可以恢复断电前的状态。如图3为ZigBee单元的原理图,微处理器可以控制ZigBee单元的通断电，重启，休眠状态， ZigBee模块接收外部ZigBee单元传来的相关信息。如图4和图5分别为SIM卡及4G单元原理图，SIM卡放置在卡槽里，通过导线与4G单元连接，为4G单元提供信号来源；微处理器通过相连接的导线可以控制4G单元的通断电，重启，休眠状态。如图6为WIFI单元的原理图微处理器通过相连接的导线可以控制WIFI单元的通断电，重启，休眠状态。状态显示屏幕，微处理器通过导线可以使状态显示屏幕显示各模块工作状态等信息。
结合图1至图6，设备的信息上传工作顺序为：设备通电后，设备供电给整个设备供电，其中4G单元与WIFI单元按照预先设定模式，通过微处理器控制，一个单元设置为正常工作方式，另一个模块处于休眠方式。ZigBee单元通过无线方式收集到相关消息，信息通过UART 串行上发给微处理器，微处理器收到相关信息后，经过打包进相关网络通信协议内，微处理器将数据包通过UART串行口发送给预先设定好的无线通讯模块内。在信息上传过程中如果设定的无线通讯模块出现网络中断，并在设定的时间内没有重新连接上网络，微处理器会控制另一无线通讯模块从休眠状态进入工作状态，及时将相关信息上传到物联网云端。设备在工作的过程中，微处理器通过SPI串行方式对状态显示屏幕写入相关数据，可以使屏幕显示电量，ZigBee单元的工作状态，当前无线连接单元及该单元的工作状态，无线网络状态等。
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 (2)
1.一种基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备，其特征在于：包括供电电路、信息收发集成单元、状态显示屏幕，所述供电电路和状态显示屏幕以及信息收发集成单元相连接；所述信息收发集成单元包括微处理器，4G单元，WiFi单元，ZigBee单元；所述4G单元通过UART串行口与微处理器电性相连；所述WiFi单元通过UART串行口与微处理器电性相连；所述ZigBee单元通过UART串行口与微处理器电性相连；所述状态显示屏幕与微处理器通过SPI总线电性相连；ZigBee单元用于通过ZigBee协议接收测量组件上传的信息并发送给微处理器；4G单元用于将从微处理器得到的信息通过4G网络发送到互联网云端；WiFi单元用于将从微处理器得到的信息通过WiFi网络发送到互联网云端；微处理器通过I2C总线与EEPROM存储器电性连接，用于当设备意外断电恢复供电后微处理器可以读取EEPROM内存储的信息。
2.如权利要求1所述的基于WIFI/4G/ZigBee技术的多传输方式的无线物联网设备，其特征在于：供电电路为信息收发集成单元和状态显示屏幕提供电压。
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