一种基于以太网的物联网系统的制作方法

本实用新型涉及物联网领域，特别涉及一种基于以太网的物联网系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，物联网正逐步进入人们的生产生活当中。在当前技术中，物联网设备入网方式存在一些问题并使各大厂商为之困扰。现有技术NB-IOT，可以直接接入广域网但是硬件成本高，运营费用也高，受制于运营商是否布网。此外，使用Wifi则存在通讯距离短、功耗高的问题。更怕蹭网造成其他恶劣影响。

为了解决上述问题,本实用新型提出一种基于以太网的物联网系统，可有效解决上述存在的问题，并提升物联网设备入网的便捷性。

技术实现要素：

为了满足上述要求，本实用新型的目的在于提供一种基于以太网的物联网系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于以太网的物联网系统，包括网关设备、服务器和物联网终端；

所述网关设备为具有Lora无线通信模块的Lora网关，所述网关设备通过Lora无线通信模块与物联网终端通讯连接；

所述网关设备包括设备主体与Linux核心板，所述Linux核心板设有控制电路；

所述控制电路包括Linux核心板，以太网网卡模块，Lora无线通信模块，电源管理模块，所述Linux核心板分别与网卡模块、Lora无线通信模块、电源管理模块电性连接；

所述网关设备通过以太网网卡模块与服务器建立通讯连接。

进一步技术方案为，所述核心板包括USB接口，所述USB接口与Linux核心板连接，所述以太网网卡模块通过USB端口与Linux核心板电性连接；

所述Linux核心板采用NanopiNeoCore2。

进一步技术方案为，所述以太网卡模块包括以太网卡控制电路；

以太网卡控制电路包括以太网卡控制器，其中以太网卡控制器为RTL8152B-VB型芯片。

进一步技术方案为，所述以太网卡控制器的MDIPO、MDINO、MDIP1、MDIN1引脚用于连接以太网差分信号；

所述以太网差分信号连接网络变压器，所述网络变压器连接网线。

进一步技术方案为，所述以太网卡控制电路还包括硬件安全保护电路，所述硬件安全保护电路的输入端与以太网卡控制电路输出端连接。

进一步技术方案为，所述以太网卡控制电路还包括状态显示电路，所述状态显示电路包括指示灯。

进一步技术方案为，所述Lora无线通信模块包括Lora控制电路；

所述的Lora控制电路包括Lora无线通信模块，其中所述Lora无线通信模块控制器采用SX1301型芯片。

进一步技术方案为，所述Lora控制电路还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端连接所述Lora控制电路的输出端。

进一步技术方案为，所述Lora无线通信模块通过SPI与Linux核心板连接。

进一步技术方案为，所述电源管理模块包括电源降压电路；

所述电源降压电路采用MP2303型芯片。

相比于现有技术,本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于以太网的物联网系统中物联网节点与网关之间使用Lora无线通信模块进行通讯，组成一套私有局域网，不与其他民用设施混杂在一起提供可靠通讯。在本系统中使用Lora技术具有成本低，低功耗，远距离，抗干扰能力强的优势。因此本系统非常适合实地部署。而本系统中的网关通过网络接入大数据平台，将节点信息传输给平台，提供协议互换的作用。能够将物联网系统的功能完善，达到满足使用者的要求，提升使用体验。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1是本实用新型一种基于以太网的物联网系统的系统构成方框图；

图2是图1实施例的网关设备控制电路方框图；

图3是图2实施例中的网关设备Linux核心板芯片电路图；

图4是图2实施例中的以太网卡模块控制器芯片电路图；

图5是图4实施例中的以太网卡模块控制器连接的硬件保护电路的电路图；

图6是图4实施例中的以太网卡模块控制器连接的状态显示电路的电路图；

图7是图2实施例中的Lora无线通信模块电路图；

图8是图7实施例中的Lora无线通信模块所连接的滤波电路的电路图；

图9是图2实施例中的电源管理模块的降压电路电路图。

附图标记

100 物联网终端 200 网关设备

300 服务器 7 Linux核心板

8 以太网卡模块 9 电源管理模块

10 Lora无线通信模块

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于以太网的物联网系统，用于将物联网系统的功能完善，达到满足使用者的要求。

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，本领域技术人员在没有作出创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。

如图1所示的一种基于以太网的物联网系统，包括网关设备200、服务器300和物联网终端100；

所述网关设备200为具有Lora无线通信模块的Lora网关，所述网关设备200通过Lora无线通信模块与物联网终端100通讯连接；

具体的，所述物联网终端100将所需发送的数据发送通过网关设备200发送至服务器300，服务器300将数据处理之后对应的向物联网终端100发送执行相关动作的命令。

其中，所述网关设备200通过网卡接入广域网设备连接，得以与服务器300进行数据交换。

具体的，网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。

如图1所示的实施例中，所述网关设备200包括设备主体与控制电路。

如图2所示，所述控制电路包括Linux核心板7，以太网网卡模块8，Lora无线通信模块10，电源管理模块9；所述Linux核心板7分别与太网网卡模块8、Lora无线通信模块10、电源管理模块9电性连接。

所述电源管理模块9为Linux核心板、太网网卡模块8、Lora无线通信模块10供应工作电源。

结合图1至图2，所述网关设备200通过以太网网卡模块8与服务器300建立通讯连接。

在其他实施例中，所述核心板包括USB接口，所述USB接口与Linux核心板7连接，所述以太网网卡模块通过USB端口与Linux核心板电性连接。

具体的，如图2、图3所示的实施例中，所述Linux核心板7采用NanopiNeoCore2型芯片。图中三部分均设于核心板上，三部分组成完成的芯片。即所述Linux核心板7处理单元采用友善之臂NanopiNeoCore2(所述Linux核心板信息为全志H5+512M内存+4G Emmc Flash)。

如图4所示的实施例中，所述以太网卡模块包括以太网卡控制电路。

以太网卡控制电路包括以太网卡控制器，其中在本实施例中，以太网卡IC为RTL8152B-VB型芯片。

如图4所示的实施例中，所述以太网卡控制器的MDIPO、MDINO、MDIP1、MDIN1引脚用于连接以太网差分信号。

其中，所述以太网差分信号分为四部分，此四部分与以太网卡控制器的连接关系为，以太网卡MCU的MDIPO引脚连接Eth2_TDIP，MDINO引脚连接Eth2_TDIN，MDIP1引脚连接Eth2_TDIN，MDIN1引脚连接Eth2_RD2N。

如图5所示的实施例中，所述以太网差分信号连接网络变压器U3，所述网络变压器U3连接四条网线，所述四条网线分别以NET2_开头，并以F1、F2、F3、F4标记顺序。在所述以太网差分信号的四个部分分别与贴片电阻51R串联，并且四个贴片电阻51R的精度为1％。其中，以太网差分信号Eth2_TDIP，Eth2_TDINEth2_TDIP，Eth2_TDIN通过电阻R17、R18串联在一起，电阻R17、R18Z之间的节点通过电容C34接地，该电容的电容量为100NF，用于保护电路硬件。

同样的，以太网差分信号Eth2_TDIN，Eth2_TDIN通过电阻R19、R20串联在一起，电阻R19、R20之间的节点通过电容C35接地，用于保护电路硬件，该电容的电容量为100NF。

如图5所示的实施例中，所述以太网卡控制电路还包括硬件安全保护电路，所述硬件安全保护电路的输入端与以太网卡控制电路输出端连接。

具体的，以太网差分信号一端连接有ESD静电保护二极管阵列SRV05-4，另一端连接网络变压器U3，型号为H1102。所述网络变压器U3的另一端与自恢复保险丝JK250-120连接，保障电路的安全。对应的，由于以太网差分信号具有四个部分，因此，保险丝的数量也为4。此外，自恢复保险丝还通过三极贴片气体放电管与网卡控制器连接。

在本实施例中，所述三极贴片气体放电管型号为B3D090L，且数量为2。其中一个与太网差分信号Eth2_TDIN，Eth2_TDIN两部分以及网卡部分连接。另一个与以太网差分信号Eth2_TDIN，Eth2_TDIN两部分以及网卡另一部分连接。

如图6所示的实施例中，所述以太网卡控制电路还包括状态显示电路，所述状态显示电路包括指示灯。具体连接关系为，状态显示电路与AVDD模块连接，AVDD模块与以太网卡模块的ETH2DATA、ETH2LINK接线串联，且串联的两条线路上还分别串联有指示灯，用于检测是否以太网卡模块的数据传输以及是否连接，并以指示灯的颜色进行提示。上述两条串联电路之间为并联关系，两端分别连接AVDD模块。所述两条串联电路之间还包括有贴片电阻，用于保护电器元件。其中，接线ETH2DATA连接以太网卡控制器的LED1/SPISCK引脚，接线ETH2LINK连接以太网卡控制器的LED0/SPICSB引脚。

如图7所示的实施例中，所述Lora无线通信模块包括Lora控制电路；

所述的Lora控制电路包括Lora无线通信模块，其中所述Lora无线通信模块控制器采用SX1301型芯片。

如图7以及图8所示的实施例中，所述Lora控制电路还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端连接所述Lora控制电路的输出端。具体连接关系为，Lora无线通信模块的第一、第二引脚(即图中两个+5V引脚)连接有网络模块SX_VCC5V，所述网络模块SX_VCC5V通过本实施例图示连接有若干个电阻。用于过滤特定波段频率信号。

在其他实施例中，所述Lora无线通信模块通过SPI与Linux核心板连接。

如图9所示的实施例中，所述电源管理模块包括电源降压电路；

所述电源降压电路采用MP2303型芯片。如图9所示的电路图中，为电源管理模块一级降压电路，具体元器件连接关系如图所示。

综上所述，本实用新型基于以太网的物联网系统中物联网节点与网关之间使用Lora无线通信模块进行通讯，组成一套私有局域网，不与其他民用设施混杂在一起提供可靠通讯。在本系统中使用Lora技术具有成本低，低功耗，远距离，抗干扰能力强的优势。因此本系统非常适合实地部署。而本系统中的网关通过网络接入大数据平台，将节点信息传输给平台，提供协议互换的作用。能够将物联网系统的功能完善，达到满足使用者的要求，提升使用体验。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。