CN217305741U - 一种物联网网关控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种物联网网关控制器，包括MCU控制器、现场可编程门阵列、电源模块、稳压模块、电源检测模块、无线通信模块、专网通信模块、功率放大器。本实用新型无需常规的协议转换器，由MCU控制器和现场可编程门阵列自动定位报文目标所需的协议及接口，通过硬件来实现数据处理和转换，使得网关处理速度更加优化、协议转换效率更高、数据流指向更加合理高效、节省流量的同时更保证数据的完整性，且实现了专网通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种物联网网关控制器。
背景技术
随着技术发展，多端口传输、内部数据处理、网络侦测、数据加密、多协议转换已成为新一代物联网网关控制器的发展方向。现有的物联网网关主要是数据传输的功能，实现数据的采集和传输，其结构是简单的单片机+通信模块，通过常规的协议转换器实现数据转换。在网关处理速度、协议转换效率等性能上欠佳，消耗的流量较大以及数据完整性得不到准确保障，且无法实现专网通信。
实用新型内容
本实用新型提供一种物联网网关控制器，以优化现有物联网网关控制器的性能，以及实现专网通信。
本实用新型的是这样实现的，一种物联网网关控制器，包括：
MCU控制器、现场可编程门阵列、电源模块、稳压模块、电源检测模块、无线通信模块、专网通信模块、功率放大器；
所述稳压模块的输入端和电源检测模块的输入端共接于所述电源模块的输出端；
所述稳压模块的第一输出端分别与所述专网通信模块的第一端、无线通信模块的第一端、MCU控制器的第一端连接，第二输出端与所述功率放大器的第一端连接；
所述电源检测模块的输出端与所述MCU控制器的第二端连接；
所述MCU控制器的第一输出端与现场可编程门阵列的第一端连接；
所述现场可编程门阵列的第二端所述专网通信模块的第二端连接，第三端与所述无线通信模块的第二端连接；
所述功率放大器的第二端与所述专网通信模块的第三端连接；
所述电源模块用于从电网接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流电信号；所述稳压模块用于将所述直流电信号转换成适用于所述MCU控制器、专网通信模块、无线通信模块以及功率放大器的电信号；所述电源检测模块用于对输入电源进行实时监测；
所述无线通信模块用于与外部网络连接，与外部网络进行数据通信；所述MCU控制器用于在输入电源接通时，对通信数据进行逻辑运算、缓存以及分发；所述现场可编程门阵列用于将MCU控制器处理后的通信数据分发至所述专网通信模块或无线通信模块；所述专网通信模块用于与专网无线信号覆盖范围内的终端设备连接，与终端设备进行数据通信；所述功率放大器用于对所述专网通信模块传输的通信数据进行放大处理。
可选地，所述MCU控制器为At91sam9g25控制器。
可选地，还包括：
与所述现场可编程门阵列连接的RS485串口模块，用于接收通信数据，将所述通信数据传输至所述现场可编程门阵列，或者接收现场可编程门阵列分发的数据，并输出至现场设备。
可选地，所述无线通信模块包括4G模块和/或5G模块。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：
与所述现场可编程门阵列连接的以太网模块，用于与从站或上位设备连接，读取或调解以太网数据。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：
与所述MCU控制器连接的LCD模块，用于展示MCU控制器的工作状态参数。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：
与所述MCU控制器连接的多功能按键，用于接收所述MCU控制器的工作状态使能信号。
可选地，所述专网通信模块为900MHz专网通信模块。
本实用新型提供的物联网网关控制器，包括MCU控制器、现场可编程门阵列、电源模块、稳压模块、电源检测模块、无线通信模块、专网通信模块、功率放大器；所述无线通信模块用于与外部网络连接，与外部网络进行数据通信；所述专网通信模块用于与专网无线信号覆盖范围内的终端设备连接，与终端设备进行数据通信；所述MCU控制器用于在输入电源接通时，对通信数据进行逻辑运算、缓存以及分发；所述现场可编程门阵列用于将MCU控制器处理后的通信数据分发至所述专网通信模块或无线通信模块；从而无需常规的协议转换器，由MCU控制器和现场可编程门阵列自动定位报文目标所需的协议及接口，通过硬件来实现数据处理和转换，使得网关处理速度更加优化、协议转换效率更高、数据流指向更加合理高效、节省流量的同时更保证数据的完整性，且实现了专网通信。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一实施例提供的物联网网关控制器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了优化现有物联网网关控制器的性能，以及实现专网通信，本实用新型提供了一种物联网网关控制器，无需常规的协议转换器，由MCU控制器和现场可编程门阵列自动定位报文目标所需的协议及接口，通过硬件来实现数据处理和转换，使得网关处理速度更加优化、协议转换效率更高、数据流指向更加合理高效、节省流量的同时更保证数据的完整性，且实现了专网通信。
在本实用新型实施例中，所述物联网网关控制器包括：
MCU控制器10、现场可编程门阵列20、电源模块30、稳压模块40、电源检测模块50、无线通信模块60、专网通信模块70、功率放大器80；
所述稳压模块40的输入端和电源检测模块50的输入端共接于所述电源模块30的输出端；
所述稳压模块40的第一输出端分别与所述专网通信模块70的第一端、无线通信模块60的第一端、MCU控制器10的第一端连接，第二输出端与所述功率放大器80的第一端连接；
所述电源检测模块50的输出端与所述MCU控制器10的第二端连接；
所述MCU控制器10的第一输出端与现场可编程门阵列20的第一端连接；
所述现场可编程门阵列20的第二端所述专网通信模块70的第二端连接，第三端与所述无线通信模块60的第二端连接；
所述功率放大器80的第二端与所述专网通信模块70的第三端连接；
所述电源模块30用于从电网接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流电信号；所述稳压模块40用于将所述直流电信号转换成适用于所述MCU控制器10、专网通信模块70、无线通信模块60以及功率放大器80的电信号；所述电源检测模块50用于对输入电源进行实时监测；
所述无线通信模块60用于与外部网络连接，与外部网络进行数据通信；所述MCU控制器10用于在输入电源接通时，对通信数据进行逻辑运算、缓存以及分发；所述现场可编程门阵列20用于将MCU控制器10处理后的通信数据分发至所述专网通信模块70或无线通信模块60；所述专网通信模块70用于与专网无线信号覆盖范围内的终端设备连接，与终端设备进行数据通信；所述功率放大器80用于对所述专网通信模块70传输的通信数据进行放大处理。
本实施例提供的物联网网关控制器，作为网络内设备的主控网关，负责与上位设备的通信、下位设备的控制、网络组网、网络信息下发，为网络设备的主控。所述稳压模块40将所述电源模块30输出的电信号分别整流为适用于所述MCU控制器10、专网通信模块70、无线通信模块60的第一电信号，以及适用于所述功率放大器80的第二电信号，以实现对所述功率放大器80的独立供电，保证物联网网关控制器在专网内的信号收发。
可选地，所述MCU控制器10采用At91sam9g25控制器。
可选地，所述无线通信模块60包括但不限于4G模块和/或5G模块。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：与所述现场可编程门阵列20连接的以太网模块90，用于与从站或上位设备连接，读取或调解以太网数据。
在这里，以太网模块90与MCU控制器10的通信通道连接，读取及解调以太网数据，并通过此接口与其他相关从站或上位设备通信，支持10M/100M自适应速率，支持标准的Ethernet Tcp/Ip协议、Modubs Tcp协议、FINS UDP/TCP协议。
可选地，所述专网通信模块70为900MHz专网通信模块。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：与所述现场可编程门阵列20连接的RS485串口模块100，用于接收通信数据，将所述通信数据传输至所述现场可编程门阵列20，或者接收现场可编程门阵列20分发的数据，并输出至现场设备。
在这里，本实施例通过RS485串口模块100将差分信号转换成通信数据，与现场可编程门阵列20、MCU控制器10进行通信，MCU控制器10、现场可编程门阵列20可以通过此接口接受现场设备的通信数据及输出通信数据给现场设备，以达到读取和控制现场设备的功能。
本实施例提供的物联网网关控制器支持900兆专网、4G/5G物联网、以太网、串口4路数据互转，支持工业自动化设备常用的PROFIT NET、MODBUS TCP、FINS TCP/UDP、ETHERNET TCP/IP、MODBUS RTU等多种协议，支持输入/输出不同协议，支持有线/无线数据转换。
比如，通过4G/5G的MQTT/NB-IOT协议转换成串口的MODBUS RTU协议，本实施例提供的物联网网关控制器在接收到其相关协议报文，通过网关的内部的MCU控制器10和现场可编程门阵列20处理，识别报文内容，自动定位报文目标所需的协议及接口，在极短时间内将数据转换后传输给目标设备。通过硬件来实现数据处理和转换，而非旧有的采用软件转换，物联网网关控制器的处理速度更加优化、协议转换效率更高、数据流指向更加合理高效、节省流量的同时更保证数据的完整性，且实现了900M专网通信。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：与所述MCU控制器10连接的LCD模块110，用于展示MCU控制器的工作状态参数。所述工作状态参数包括但不限于设备工作状态、设备参数、网络组内设备信息、故障状态。
可选地，所述物联网网关控制器还包括：与所述MCU控制器10连接的多功能按键120，用于接收所述MCU控制器10的工作状态使能信号。所述工作状态使能信号包括但不限于重启、初始化、LCD页面转换、设备内部功能设定。
应当理解，上述功能模式仅为本实用新型的一个实施例，并不用于限制本实用新型。在其他的一些实施例中，也可以根据实际需要设置功能模式具体控制逻辑。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种物联网网关控制器，其特征在于，包括：
MCU控制器、现场可编程门阵列、电源模块、稳压模块、电源检测模块、无线通信模块、专网通信模块、功率放大器；
所述稳压模块的输入端和电源检测模块的输入端共接于所述电源模块的输出端；
所述稳压模块的第一输出端分别与所述专网通信模块的第一端、无线通信模块的第一端、MCU控制器的第一端连接，第二输出端与所述功率放大器的第一端连接；
所述电源检测模块的输出端与所述MCU控制器的第二端连接；
所述MCU控制器的第一输出端与现场可编程门阵列的第一端连接；
所述现场可编程门阵列的第二端所述专网通信模块的第二端连接，第三端与所述无线通信模块的第二端连接；
所述功率放大器的第二端与所述专网通信模块的第三端连接；
所述电源模块用于从电网接收交流电信号，将所述交流电信号转换为直流电信号；所述稳压模块用于将所述直流电信号转换成适用于所述MCU控制器、专网通信模块、无线通信模块以及功率放大器的电信号；所述电源检测模块用于对输入电源进行实时监测；
所述无线通信模块用于与外部网络连接，与外部网络进行数据通信；所述MCU控制器用于在输入电源接通时，对通信数据进行逻辑运算、缓存以及分发；所述现场可编程门阵列用于将MCU控制器处理后的通信数据分发至所述专网通信模块或无线通信模块；所述专网通信模块用于与专网无线信号覆盖范围内的终端设备连接，与终端设备进行数据通信；所述功率放大器用于对所述专网通信模块传输的通信数据进行放大处理。
2.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述MCU控制器为At91sam9g25控制器。
3.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，还包括：
与所述现场可编程门阵列连接的RS485串口模块，用于接收通信数据，将所述通信数据传输至所述现场可编程门阵列，或者接收现场可编程门阵列分发的数据，并输出至现场设备。
4.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述无线通信模块包括4G模块和/或5G模块。
5.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述物联网网关控制器还包括：
与所述现场可编程门阵列连接的以太网模块，用于与从站或上位设备连接，读取或调解以太网数据。
6.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述物联网网关控制器还包括：
与所述MCU控制器连接的LCD模块，用于展示MCU控制器的工作状态参数。
7.如权利要求1所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述物联网网关控制器还包括：
与所述MCU控制器连接的多功能按键，用于接收所述MCU控制器的工作状态使能信号。
8.如权利要求1至7任一项所述的物联网网关控制器，其特征在于，所述专网通信模块为900MHz专网通信模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220640653.6U CN217305741U (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种物联网网关控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202220640653.6U CN217305741U (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种物联网网关控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN217305741U true CN217305741U (zh) | 2022-08-26 |
Family
ID=82936569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220640653.6U Active CN217305741U (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 一种物联网网关控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN217305741U (zh) |
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2022
- 2022-03-23 CN CN202220640653.6U patent/CN217305741U/zh active Active
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