CN217157093U - 一种智能电表物联网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能电表物联网关。包括嵌入式微处理器以及与该嵌入式微处理器相连接的用于与数据采集终端单元通信的PLC接口模块、用作物联网网关接口扩展的USB接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS485接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS422接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS232接口模块、用于与数据采集终端单元通信的CAN接口模块、DIO接口模块和AIO接口模块。本实用新型网关能够有效地减小带宽，节省冗余浪费传输带宽，提高数据安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能电表物联网关。
背景技术
由于当今时代科技发展迅速，智能终端设备数量成指数增长，所需传输带宽迅速增加，造成云端负载过大的情况。因此，提出了边缘计算的概念，其目的是在产生数据端进行数据计算，将计算结果传输至云端，以达到减小传输数据体量的目的。边缘计算使本地智能控制服务、数据采集、数据分析、工业智能制造等领域逐渐下移，在不依靠云端服务的情况下也能达到所需目的。云端云计算是传统物联网网关数据处理的主要方式，现将数据处理计算下移至边缘端，极大地减轻云端的压力，同时可使用协同处理，云端和边缘端同时数据处理工作等方式。对于诸多网关的使用场景，例如数据采集网关，采集数据的最终目的是分析处理数据，在靠近数据的边缘端设备计算能力允许的情况下将分析数据的部分放在边缘端进行，能够有效减小带宽压力，更快得到分析结论。边缘计算已成为信息基础建设的重要组成部分。现有物联网关边缘计算方法边缘侧被动等待数据中心的反馈不满足实时、快捷反应的要求，反应时间为整个传输链路各种媒体传输延迟之和再加上每级的处理时间之和。传输链路从物联网测控节点到层叠网关、通信服务器到云平台，存储、运算处理后再经通信服务器、层叠网关返回控制节点反应控制，再加上部分环节的安全审核，整个反应时间漫长。现有边缘计算方法通常是在边缘侧计算完后传输回数据中心，数据传输并存放至云端，此方式易造成信息被不法分子截获、窜改、盗卖、控制和利用的危险。因此在一些安防物联网应用中，隐私、控制等数据应尽少传送，并直接存放在边缘物联网节点上。目前物联网已成工业互联网的测控末端，大量环境、工况传感器的应用使边缘端的数据量激增。相比云计算处理，边缘侧采集的原始数据如环境感知、工况感知等均为无效数据、不需存储的数据和运算完即可丢弃的数据，这部分会达到总数据的50％～75％，其传输均算无效传输，无效传输加大了网络的负荷压力。物联网网关作为物联网技术的核心组成部件，起着承上启下的作用。然而各类智能终端设备的数据传输协议、格式都大不相同，导致每种设备的数据采集都需要开发针对性的物联网网关程序，网关设备难以复用，二次开发难度高；同时随着数据采集需求的增长，其数据传输带宽也迅速增加，导致云端负载过大。本实用新型针对现有物联网关存在的问题，提供了一种具备边缘计算特性、数据采集可配置的物联网网关，以实现对智能电力设备的适配。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种智能电表物联网关，该网关能够有效地减小带宽，节省冗余浪费传输带宽，提高数据安全性。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种智能电表物联网关，包括嵌入式微处理器以及与该嵌入式微处理器相连接的用于与数据采集终端单元通信的PLC接口模块、用作物联网网关接口扩展的USB接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS485接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS422接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS232接口模块、用于与数据采集终端单元通信的CAN接口模块。
在本实用新型一实施例中，所述嵌入式微控制器还连接有DIO 接口模块和 AIO接口模块。
在本实用新型一实施例中，所述嵌入式微处理器采用的是 ARM 双核 cortexA9、ZSP 处理器，内部的嵌入式操作系统是：网络OS系统和容器linux系统。
在本实用新型一实施例中，所述嵌入式微处理器采用MT7620a-core。
在本实用新型一实施例中，所述嵌入式微控制器还连接有NAND Flash模块、DDR3模块、RTC实时时钟模块、用于与云服务平台通信的LTE4G模块、用于与云服务平台通信的WIFI模块、用于为整个网关供电的电源管理模块。
在本实用新型一实施例中，所述WIFI模块采用ESP8266-12F。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型网关能够有效地减小带宽，节省冗余浪费传输带宽，提高数据安全性，且具有高效、精确、易实现、实时性高、抗干扰能力强的特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的硬件系统结构图。
图2为本实用新型实施例的核心板电路原理图。
图3为本实用新型实施例的RS232模块电路原理图。
图4为本实用新型实施例的RS485模块电路原理图。
图5为本实用新型实施例的WiFi模块电路原理图。
图6为本实用新型实施例的电源模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本实用新型一种智能电表物联网关，包括嵌入式微处理器以及与该嵌入式微处理器相连接的用于与数据采集终端单元通信的PLC接口模块、用作物联网网关接口扩展的USB接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS485接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS422接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS232接口模块、用于与数据采集终端单元通信的CAN接口模块、DIO 接口模块和 AIO 接口模块。
图3为本实用新型实施例的RS232模块电路原理图。
图4为本实用新型实施例的RS485模块电路原理图。
如图2所示，所述嵌入式微处理器采用的是 ARM 双核 cortexA9、ZSP 处理器，内部的嵌入式操作系统是：网络OS系统和容器linux系统。所述嵌入式微处理器采用MT7620a-core。
如图1所示，所述嵌入式微控制器还连接有NAND Flash模块、DDR3模块、RTC实时时钟模块、用于与云服务平台通信的LTE4G模块、用于与云服务平台通信的WIFI模块、用于为整个网关供电的电源管理模块。图6为本实用新型实施例的电源模块电路原理图。
如图5所示，所述WIFI模块采用ESP8266-12F。
本实用新型智能电表物联网关，其硬件系统包括嵌入式微处理器以及与嵌入式微处理器相连接的多个PLC接口、USB接口、RS485接口、RS422接口、RS232接口、CAN接口、DIO接口和 AIO 接口等。USB 接口模块主要是用作物联网网关接口的扩展；PLC 模块是用作物联网网关的感知网络；嵌入式微处理器采用的是 ARM 双核 cortexA9、ZSP 处理器，内部的嵌入式操作系统是：网络OS系统和容器linux系统；硬件上还包括：NAND Flash、DDR3，RTC实时时钟，LTE4G模块，WIFI模块，电源管理模块等。本发明使用的物联网网关硬件平台拥有两个以太网接口，其中一个作为调试口连接笔记本，另一个作为感知层设备接入口，用来采集数据；LTE模块通过LTE网络使物联网关与云平台建立连接互传数据。嵌入式微处理器通过PLC接口或RS485/RS232/RS422接口或CAN接口将数据采集终端单元上传上来的信息进行采集，存储，处理；通过LTE模块或WIFI模块将处理后的信息通过MQTT或CoAP或HTTPs协议上传至云服务平台。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种智能电表物联网关，其特征在于，包括嵌入式微处理器以及与该嵌入式微处理器相连接的用于与数据采集终端单元通信的PLC接口模块、用作物联网网关接口扩展的USB接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS485接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS422接口模块、用于与数据采集终端单元通信的RS232接口模块、用于与数据采集终端单元通信的CAN接口模块；所述嵌入式微处理器还连接有NAND Flash模块、DDR3模块、RTC实时时钟模块、用于与云服务平台通信的LTE4G模块、用于与云服务平台通信的WIFI模块、用于为整个网关供电的电源管理模块；所述WIFI模块采用ESP8266-12F；所述WIFI模块还包括复位按键、第一至第四电阻，复位按键的一端与GND连接，复位按键的另一端与第一电阻的一端、ESP8266-12F芯片的RESET引脚连接，第一电阻的另一端连接至3.3V电源端，第二电阻的一端连接至ESP8266-12F芯片的EN端，第二电阻的另一端作为WIFI模块的使能信号输入端，第三电阻的一端与ESP8266-12F芯片的GPIO15引脚连接，第三电阻的另一端与ESP8266-12F芯片的GND引脚、GND端连接，第四电阻的一端与ESP8266-12F芯片的GPIO2引脚连接，第四电阻的另一端与3.3V电源端连接，第四电阻的一端还与嵌入式微控制器连接；ESP8266-12F芯片的其他引脚还分别与嵌入式微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能电表物联网关，其特征在于，所述嵌入式微控制器还连接有DIO 接口模块和 AIO 接口模块。
3.根据权利要求1所述的一种智能电表物联网关，其特征在于，所述嵌入式微处理器采用的是 ARM 双核 cortexA9、ZSP 处理器，内部的嵌入式操作系统是：网络OS系统和容器linux系统。
4.根据权利要求1或2所述的一种智能电表物联网关，其特征在于，所述嵌入式微处理器采用MT7620a-core。
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