CN217010889U - 一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 - Google Patents
一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217010889U CN217010889U CN202221025851.8U CN202221025851U CN217010889U CN 217010889 U CN217010889 U CN 217010889U CN 202221025851 U CN202221025851 U CN 202221025851U CN 217010889 U CN217010889 U CN 217010889U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interface
- circuit module
- module
- edge gateway
- intelligent edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,包括核心板和接口驱动板，核心板包括ARM处理器、SDRAM存贮电路和Nand Flash存贮模块；核心板与接口驱动板连接。其优点在于：在一个数据采集网关设备中实现了不同现场总线的通讯接入管理，大大降低了现场设备集成的难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备。
背景技术
边缘计算网关通过数据采集、分析、处理，快速高效地实现物与物之间传感、交互和控制，它是物联网落地的根本，承担着有效降低网络传输负担、实时生成优化决策等重要功能。边缘计算网关提供敏捷地连接，对部分数据快速高效的分析和处理，提高了数据的安全性能，减轻云端的负荷，为用户提供更快的响应，将需求在边缘端解决。
随着工业互联网化、物联网化的不断发展，工业传统的通讯网关已经不能满足现场低时延、多连接、高可靠性的需求。
1、工业现场设备通讯标准化问题，不同组织、行业和企业根据应用需求提出大量的接口与协议，需要采用大量的网关设备进行协议适配转换，数据采集交互同时普遍存在着多故障、系统低可靠性等问题。
2、随着工业物联网化断发展，底层设备通讯联链接数量将呈指数型增加，未来工业现场边缘计算设备的高质量、安全的数据通讯成为必然趋势。
3、工业现场对时延性、稳定性、安全性的要求越来越高，而通过逻辑运算边缘化来实现边缘计算下沉易成为必然要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,包括核心板和接口驱动板，核心板包括ARM处理器、SDRAM存贮电路和Nand Flash存贮模块；
ARM处理器的SDRAM总线接口与SDRAM存贮电路总线接口连接，Nand Flash存贮模块的通过Nand Flash接口连接ARM处理器构成核心板；
接口驱动板包括Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、Debug Uart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块；
ARM处理器上设有若干接口分别与Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、DebugUart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块连接。
进一步的，ARM处理器采用Cortex-A9 4核S5P4418芯片,主频可达1.4GHz。
进一步的，SDRAM存贮电路包含2片512M DDR3内存构成1G的内存存贮空间。
进一步的，RS485接口及驱动电路模块包括4个完全独立电气隔离RS485接口，采用三级防雷防静电设计。
进一步的，RS485接口及驱动电路模块通过SN65HVD30DR驱动芯片同ARM处理器进行串口通讯。
进一步的，LED指示灯电路包含一路红色电源指示灯、一路三色通讯指示灯，一路故障指示灯。
进一步的，M-BUS总线接口及驱动电路模块采用TSS721A通过UART接口同ARM处理器的进行通讯交互。
进一步的，安全加密驱动芯片模块是指加密芯片。
本实用新型的有益效果是：在一个数据采集网关设备中实现了不同现场总线的通讯接入管理，大大降低了现场设备集成的难度；在通过统一的MQTT实现同平台统一接口降低了平台数据接入的复杂程度，不需要考虑现场复杂的总线接口和通讯协议；采用嵌入式智能边缘网关采用低功耗ARM设计，系统性能稳定可靠，节能环保。采用Linux系统使得应用编程简单便捷；配置化管理设计实现云边端通讯的一体化应用。接口丰富，内置楼宇现场大部分通讯协议，通过配置即可实现数据的采样交互，大大降低了应用难度。
附图说明
图1是功能模块图。
图2是核心板接口示意图。
图3是多协议数据通讯模块的功能框图。
图4是应用配置管理模块功能框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图1-4，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。
实施例1参照图1-4，一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,包括核心板和接口驱动板，核心板包括ARM处理器、SDRAM存贮电路和Nand Flash存贮模块；
ARM处理器的SDRAM总线接口与SDRAM存贮电路总线接口连接，Nand Flash存贮模块的通过Nand Flash接口连接ARM处理器构成核心板；
接口驱动板包括Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、Debug Uart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块；
ARM处理器上设有若干接口分别与Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、DebugUart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块连接。
一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,主要包括核心板S01和接口驱动板S10组成，核心板S01主要功能是主运算处理单元及存贮单元构成。接口驱动板S10按照楼宇现场的需求设计的相应的接口驱动电路，接口驱动板主要功能实现同楼宇现场外部设备、系统的数据交互，满足工业抗干扰性设计要求。
如图2所示，核心板S01主要包括ARM处理器S02、SDRAM存贮电路S03-S04、NandFlash存贮模块S05组成。
ARM处理器S02采用Cortex-A9 4核S5P4418芯片,主频可达1.4GHz。
SDRAM存贮电路包含2片512M DDR3内存构成1G的内存存贮空间。
Nand Flash存贮模块采用1片4G eMMC Flash芯片，主要用于智能边缘节点的数据存贮。该容量设计基本满足楼宇现场中大规模数据容量的边缘存储需求。
如图3所示，接口驱动板S10包括Power电源模块S30、USB接口及驱动电路模块S11、LED指示灯电路S13、RTC时钟电路模块S14、安全加密驱动芯片模块S15、报警蜂鸣器驱动电路模块S16、Debug Uart调试接口电路模块S18、M-BUS总线接口及驱动电路模块S17、以太网接口及驱动电路模块S19-S20、RS485接口及驱动电路模块S21-S22-S23-S24、CAN接口及驱动电路模块S25。
Power电源模块采用交流AC9～24V电源为整流变压和为整个网关不通单元提供电源支撑。电源设计上支持反接、抗脉冲群、抗静电等保护，电源能抵御GB/T 17626.5-2008标准4级(4KV)8/20uS雷击测试。
RTC时钟电路模块在板载3V RTC时钟芯片RS8025，设计了掉电电池，当RTC备份电池断电后可以运行3年以上。
安全加密驱动芯片模块是指在硬件底板上集成了加密芯片，为应用程序提供专业的加密防护，可以有效防止用户的应用程序被盗。本控制网关内部应用程序通过该加密芯片实现防盗功能。
如图3所示，一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,设计了4路RS485接口及驱动电路模块采用完全独立电气隔离RS485接口，采用三级防雷防静电设计，支持4KV雷击防护。通过SN65HVD30DR驱动芯片同核心板的UART进行串口通讯。通过RS485接口同楼宇现场的对应总线设备对接，进行数据交互。楼宇嵌入式智能边缘网关设备应用软件上构建了协议池，对Modbus Rtu ,Bacnet RTSP,DLT645等通讯协议用户可以动态通过配置获取现场设备数据。每路RS485接口可实现64个从设备的通讯，最远距离可达1000米，内部设计了120Ω阻抗电阻。
一种楼宇嵌入式智能边缘网关设备，考虑到楼宇现场不同内外网网络完全性问题，设计了2个以太网接口及驱动电路模块，以太网接口及驱动电路模块采用高性能100M/10M自适应工业网卡,支持AUTO MDI/MDIX。内部集成了MQTT服务应用，可以实现同云端MQTTServer的连接及数据通讯；实现楼宇云边端的通讯。可以实现云端MQTT Server的参数配置管理，可以配置交互通讯还是数据上报模式。
M-BUS总线接口及驱动电路模块主要用于楼宇内部水表的通讯，M-BUS总线接口及驱动电路模块采用TSS721A驱动芯片通过UART接口同核心板进行通讯交互。
LED指示灯电路主要为用户提供现场调试警示。包含一路红色电源指示灯、一路三色通讯指示灯，一路故障指示灯。当电源上电电源指示灯常亮，三色通讯指示灯指RS485/CAN/M-BUS接口通讯指示灯，当正常通讯的时候闪亮指示；一路故障指示灯永远跟云端MQTTServer连接出现故障的或异常掉线的时候的故障指示，采用黄色指示灯。
报警蜂鸣器驱动电路模块用于现场紧急警报或者提示发声，用户通过PWM驱动实现进行不同的警示报警。在程序内部对一些采样数据通过配置界面可以驱动蜂鸣器报警。
一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,核心板和接口驱动板集成在一个外壳内，外壳背面设有横向的凹槽，凹槽的上下侧壁上设有限位凸起。可对应的卡合限位在建筑物的轨道上，并通过轨道移动，凹槽的上下侧壁还设有插入上下侧壁的自动复位的卡合凸起，轨道上设有对应卡合凸起的内凹。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备,包括核心板和接口驱动板，其特征在于：核心板包括ARM处理器、SDRAM存贮电路和Nand Flash存贮模块；
ARM处理器的SDRAM总线接口与SDRAM存贮电路总线接口连接，Nand Flash存贮模块的通过Nand Flash接口连接ARM处理器构成核心板；
接口驱动板包括Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、Debug Uart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块；
ARM处理器上设有若干接口分别与Power电源模块、USB接口及驱动电路模块、LED指示灯电路、RTC时钟电路模块、安全加密驱动芯片模块、报警蜂鸣器驱动电路模块、Debug Uart调试接口电路模块、M-BUS总线接口及驱动电路模块、以太网接口及驱动电路模块、RS485接口及驱动电路模块、CAN接口及驱动电路模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：ARM处理器采用Cortex-A9 4核S5P4418芯片,主频可达1.4GHz。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：SDRAM存贮电路包含2片512M DDR3内存构成1G的内存存贮空间。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：RS485接口及驱动电路模块包括4个完全独立电气隔离RS485接口，采用三级防雷防静电设计。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：RS485接口及驱动电路模块通过SN65HVD30DR驱动芯片同ARM处理器进行串口通讯。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：LED指示灯电路包含一路红色电源指示灯、一路三色通讯指示灯，一路故障指示灯。
7.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：M-BUS总线接口及驱动电路模块采用TSS721A通过UART接口同ARM处理器的进行通讯交互。
8.根据权利要求1所述的一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备，其特征在于：安全加密驱动芯片模块是指加密芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221025851.8U CN217010889U (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221025851.8U CN217010889U (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217010889U true CN217010889U (zh) | 2022-07-19 |
Family
ID=82378748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221025851.8U Active CN217010889U (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217010889U (zh) |
-
2022
- 2022-04-28 CN CN202221025851.8U patent/CN217010889U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103888299B (zh) | 一种智能网络监测系统的工作方法 | |
| CN104468508A (zh) | 一种自适配规约转换器 | |
| CN112882901A (zh) | 一种分布式处理系统健康状态智能监控器 | |
| CN202042898U (zh) | 一种网络设备的程控旁路保护电路 | |
| CN217010889U (zh) | 一种嵌入式楼宇智能边缘网关设备 | |
| CN105471652A (zh) | 大数据一体机及其冗余管理单元 | |
| CN203658477U (zh) | 一种直流配电设备智能监控与能耗监测系统 | |
| CN103885821B (zh) | Scada前置处理装置及其多通道多线程实时调度方法 | |
| CN116319891B (zh) | 具有边缘计算功能的远程测控终端 | |
| CN101488280B (zh) | 基于opc的嵌入式pi数据采集装置 | |
| CN205240980U (zh) | 一种小型电梯远程监控系统及故障报警系统 | |
| CN102290864B (zh) | 一种实现虚拟负荷管理终端的方法和装置 | |
| CN208539657U (zh) | 变配电智能控制系统 | |
| CN207352402U (zh) | 用于控制轨道交通信号的主控单元结构 | |
| CN203896362U (zh) | 一种通用电源监测通信管理模块 | |
| CN203660662U (zh) | 智能变电站单间隔五合一装置 | |
| CN106292418A (zh) | 雷达运行参数和故障信号采集控制板 | |
| CN204925738U (zh) | 适用于多种通讯接口的智能通讯控制器 | |
| CN114398302B (zh) | Poe供电的自适应协议嵌入式空管设备数据采集单元 | |
| CN220653197U (zh) | 一种光伏逆变器系统及光伏逆变器 | |
| CN108763022A (zh) | 一种基于i2c协议的智能平台管理接口系统 | |
| CN213461248U (zh) | 一种智能直流开关量列头柜电源监控系统 | |
| CN215987302U (zh) | 国产高性能的水声信息处理设备 | |
| CN204924291U (zh) | 吸附式机房环境监测报警装置 | |
| CN104503667B (zh) | 基于mcgs的一体化电源监控人机界面配置方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |