CN219459089U - 一种数据采集网关和纺织设备数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及物联网技术领域的一种数据采集网关和纺织设备数据采集系统，所述数据采集网关包括控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块；控制主板包括Core_Air724cat1模组、SIM卡槽和SMA天线。该网关能够适应大部分的纺织机设备，调试串口提供了在开发接口，以适应不同协议的设备；控制主板用到的元器件较少，成本低，同时网关各元器件采用的芯片纯国产，避免了当前全球缺芯环境下的供应链问题，能够帮助纺织企业以较低的成本，实现智能化改造和数字化转型，降低售后服务成本。

Description

一种数据采集网关和纺织设备数据采集系统

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别是涉及一种数据采集网关和纺织设备数据采集系统。

背景技术

目前大多数纺织机械设备都是离线运转，设备未实现联网功能，纺织机的生产运行情况及故障诊断，都是由人工去完成汇总和监视。企业管理者无法时实了解设备的工作情况，维修人员也无法在第一时间判断设备的故障原因，导致售后人员不得不多次来回，这不仅大大提高了企业的售后维护成本，还极大地降低了企业的生产效率。

目前也存在部分能联网的纺织机，但是这些纺织机的生产商不同，采用的联网协议不同，也很难实现设备间，设备与信息化系统间的互联互通。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种低成本、紧凑型的数据采集网关和纺织设备数据采集系统。

一种数据采集网关，所述数据采集网关包括：控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块。

所述控制主板包括Core_Air724 cat1模组、SIM卡槽和SMA天线，所述SIM卡槽与所述Core_Air724 cat1模组连接，用于插入SIM卡。

所述接口模块包括RS485接口模块和RS232接口模块，所述控制主板通过所述RS485接口模块和所述RS232接口模块与纺织设备或PLC设备连接。

所述Core_Air724 cat1模组与所述SMA天线连接，所述SMA天线用于支持Core_Air724 cat1模组与数据上报平台之间通过4G网络通信。

所述LED指示灯包括红、蓝、黄三色灯泡；所述红色灯泡与所述电源模块连接，蓝色和黄色灯泡与所述Core_Air724 cat1模组连接。

所述复位按键与所述Core_Air724 cat1模组预留的复位孔连接，所述调试串口与所述Core_Air724 cat1模组连接。

所述电源模块用于给所述控制主板、所述接口模块、所述LED指示灯、所述调试串口以及所述复位按键提供电源。

进一步的，所述Core_Air724 cat1模组包括：128M内存、64M闪存、4G射频芯片以及MCU芯片。

所述4G射频芯片与所述SMA天线连接，所述MCU芯片与所述RS485接口模块和所述RS232接口模块连接，所述MCU芯片与所述SIM卡槽连接。

进一步的，所述调试串口通过Micro USB母座与所述MCU芯片连接。

进一步的，RS485接口模块包括2个RS485芯片和2个RS485接口插座。

所述RS485芯片与RS485接口插座一对一连接，所述RS485芯片与所述Core_Air724cat1模组连接。

进一步的，RS232接口模块包括3个RS232芯片和3个RS232接口插座。

所述RS232芯片与RS232接口插座一对一连接，所述RS232芯片与所述Core_Air724cat1模组连接。

进一步的，所述复位按键为贴片开关。

进一步的，所述电源模块包括5脚引针电源芯片和线性稳压器，所述5脚引针电源芯片和所述线性稳压器连接，所述线性稳压器与所述Core_Air724cat1模组连接。

进一步的，所述数据采集网关还包括金属外壳。

所述控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块安装在金属外壳内部；金属外壳与控制主板外围的保护带连接。

进一步的，所述金属外壳为50*21*80mm规格的金属外壳。

一种纺织设备数据采集系统，所述系统包括纺织设备、数据采集网关以及数据上报平台。

所述数据采集网关为上述任一所述数据采集网关。

所述纺织设备通过RS485接口和RS232接口与所述数据采集网关连接，所述数据采集网关通过4G网络与所述数据上报平台连接。

上述数据采集网关和纺织设备数据采集系统，所述数据采集网关包括控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块；控制主板包括Core_Air724 cat1模组、SIM卡槽和SMA天线。该网关能够适应大部分的纺织机设备，调试串口提供了在开发接口，以适应不同协议的设备；控制主板用到的元器件较少，成本低，同时网关各元器件采用的芯片纯国产，避免了当前全球缺芯环境下的供应链问题，能够帮助纺织企业以较低的成本，实现智能化改造和数字化转型，降低售后服务成本。

附图说明

图1为一个实施例中数据采集网关组成框图；

图2为另一个实施例中数据采集网关内部PCB板；

图3为另一个实施例中数据采集网关实物图；

图4为一个实施例中纺织设备数据采集系统结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术“语连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种数据采集网关，该数据采集网关包括：控制主板10、接口模块20、LED指示灯30、调试串口40、复位按键50以及电源模块60。

控制主板10包括Core_Air724 cat1模组101、SIM卡槽102和SMA天线103，SIM卡槽102与Core_Air724 cat1模组101连接，用于插入SIM卡。

接口模块20包括RS485接口模块201和RS232接口模块202，控制主板10通过RS485接口模块201和RS232接口模块202与纺织设备或PLC设备连接。

Core_Air724 cat1模组101与SMA天线103连接，SMA天线103用于支持Core_Air724cat1模组101与数据上报平台之间通过4G网络通信。

LED指示灯30包括红、蓝、黄三色灯泡；红色灯泡与电源模块60连接，蓝色和黄色灯泡与Core_Air724 cat1模组101连接。红色灯泡表示电源通电状态，直接与电源连接，通过红色灯泡是否亮来判断电源是否正常通电；蓝色灯泡表示4G网络状态，通过蓝色灯泡是否发亮来判断数据采集网关与基站间是否建立网络连接；黄色灯泡表示网络运行状态，通过黄色灯泡是否发亮来判断数据采集网关联网后，数据的上行和下行是否正常。

复位按键50与Core_Air724 cat1模组101预留的复位孔连接，调试串口40与Core_Air724 cat1模组101连接。

电源模块60用于给控制主板10、接口模块20、LED指示灯30、调试串口40以及复位按键50提供电源。

控制主板10是采用Core_Air724 cat1模组101进行二次开发得到的，该Core_Air724 cat1模组101本身内置了128M内存、64M闪存、4G射频芯片、

MCU芯片等元器件，用于通过RS485接口和RS232接口采用Modbus协议与纺织设备之间通讯，接收的纺织设备电信号经过电平移位器处理后，由控制主板10的MCU芯片进行解析、转换为TCP协议，并经4G网络传输至数据上报平台。数据采集网关内部PCB板如图2所示。

接口模块20用于与纺织设备或PLC设备相连，通过Modbus协议与纺织设备建立通信。

调试串口40用于下载和调试网关代码，通过调试可以对数据采集网关性能进行持续优化，在保证实现数据采集和网络连接主要功能的基础上，优化对双平台请求的快速响应时间，同时提高内存利用率以保证能够解析存储更多点位(当前已支持200+)；也可以通过调试对Core_Air724 cat1模组101进行再开发，增加或更改网关协议，以连接更多其他类型的设备，拓宽该网关的应用范围。

复位按键50用于在数据采集网关发生异常情况时进行复位操作，可修复大部分异常。

上述数据采集网关中，所述数据采集网关包括控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块；控制主板包括Core_Air724 cat1模组、SIM卡槽和SMA天线。该网关能够适应大部分的纺织机设备，调试串口提供了在开发接口，以适应不同协议的设备；控制主板用到的元器件较少，成本低，同时网关各元器件采用的芯片纯国产，避免了当前全球缺芯环境下的供应链问题，能够帮助纺织企业以较低的成本，实现智能化改造和数字化转型，降低售后服务成本。

进一步的，Core_Air724 cat1模组包括：128M内存、64M闪存、4G射频芯片以及MCU芯片。

4G射频芯片与SMA天线连接，MCU芯片与RS485接口模块和RS232接口模块连接，MCU芯片与SIM卡槽连接。

进一步的，调试串口通过Micro USB母座与MCU芯片连接。

进一步的，RS485接口模块包括2个RS485芯片和2个RS485接口插座。

RS485芯片与RS485接口插座一对一连接，RS485芯片与Core_Air724 cat1模组连接。

进一步的，RS232接口模块包括3个RS232芯片和3个RS232接口插座。

RS232芯片与RS232接口插座一对一连接，RS232芯片与Core_Air724 cat1模组连接。

进一步的，复位按键为贴片开关。

进一步的，电源模块包括5脚引针电源芯片和线性稳压器，5脚引针电源芯片和线性稳压器连接，线性稳压器与Core_Air724 cat1模组连接。

具体的，电源模块包含采用了5脚引针电源芯片和线性稳压器与控制主板连接，使数据采集网关能支持5V-36V宽电压输入，并防止电源反接导致的电路击穿，将输入数据采集网关的直流电分流后向数据采集网关内部的其他元器件供电。

电源模块采用了2个2弯针插座，与PLC设备连接。

进一步的，数据采集网关还包括金属外壳；控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块安装在金属外壳内部；金属外壳与控制主板外围的保护带连接。

具体的，金属外壳采用可选的体积最合适的成品合金外壳进行二次开孔设计，如图3所示，一方面坚固的合金外壳可以保护数据采集网关内部主板免遭外部的物理破坏，另外合金外壳与数据采集网关的控制主板外围的保护带连接，可以一定程度的消除静电释放(ESD)对控制主板的干扰，为数据采集网关提供有效的保护。

进一步的，金属外壳为50*21*80mm规格的金属外壳。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种纺织设备数据采集系统，系统包括纺织设备70、数据采集网关80以及数据上报平台90。

数据采集网关80为上述任一数据采集网关。

纺织设备70通过RS485接口和RS232接口与数据采集网关80连接，数据采集网关80通过4G网络与数据上报平台90连接。

数据采集网关80与纺织设备70连接，采集纺织设备70的信息，并通过网络与数据上报平台90建立连接，将采集的纺织设备70的数据上传至数据上报平台90。

数据采集网关80用于通过Modbus协议与纺织设备70进行通讯，获取纺织设备70上的数据，经过转换TCP协议后通过4G网络与数据上报平台90建立连接，数据上报平台90可对数据采集网关80的工作参数、纺织设备70点位进行配置和读写操作，最终实现纺织设备70的联网及数据传输。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据采集网关，其特征在于，所述数据采集网关包括：控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块；

所述控制主板包括Core_Air724 cat1模组、SIM卡槽和SMA天线，所述SIM卡槽与所述Core_Air724 cat1模组连接，用于插入SIM卡；

所述接口模块包括RS485接口模块和RS232接口模块，所述控制主板通过所述RS485接口模块和所述RS232接口模块与纺织设备或PLC设备连接；

所述Core_Air724 cat1模组与所述SMA天线连接，所述SMA天线用于支持Core_Air724cat1模组与数据上报平台之间通过4G网络通信；

所述LED指示灯包括红、蓝、黄三色灯泡；所述红色灯泡与所述电源模块连接，蓝色和黄色灯泡与所述Core_Air724 cat1模组连接；

所述复位按键与所述Core_Air724 cat1模组预留的复位孔连接，所述调试串口与所述Core_Air724 cat1模组连接；

所述电源模块用于给所述控制主板、所述接口模块、所述LED指示灯、所述调试串口以及所述复位按键提供电源。

2.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，所述Core_Air724 cat1模组包括：128M内存、64M闪存、4G射频芯片以及MCU芯片；

所述4G射频芯片与所述SMA天线连接，所述MCU芯片与所述RS485接口模块和所述RS232接口模块连接，所述MCU芯片与所述SIM卡槽连接。

3.根据权利要求2所述的数据采集网关，其特征在于，所述调试串口通过Micro USB母座与所述MCU芯片连接。

4.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，RS485接口模块包括2个RS485芯片和2个RS485接口插座；

所述RS485芯片与RS485接口插座一对一连接，所述RS485芯片与所述Core_Air724cat1模组连接。

5.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，RS232接口模块包括3个RS232芯片和3个RS232接口插座；

所述RS232芯片与RS232接口插座一对一连接，所述RS232芯片与所述Core_Air724cat1模组连接。

6.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，所述复位按键为贴片开关。

7.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，所述电源模块包括5脚引针电源芯片和线性稳压器，所述5脚引针电源芯片和所述线性稳压器连接，所述线性稳压器与所述Core_Air724 cat1模组连接。

8.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，所述数据采集网关还包括金属外壳；

所述控制主板、接口模块、LED指示灯、调试串口、复位按键以及电源模块安装在金属外壳内部；金属外壳与控制主板外围的保护带连接。

9.根据权利要求8所述的数据采集网关，其特征在于，所述金属外壳为50*21*80mm规格的金属外壳。

10.一种纺织设备数据采集系统，其特征在于，所述系统包括纺织设备、数据采集网关以及数据上报平台；

所述数据采集网关为权利要求1-9任一项所述的数据采集网关；

所述纺织设备通过RS485接口和RS232接口与所述数据采集网关连接，所述数据采集网关通过4G网络与所述数据上报平台连接。