工控设备及用于传输其数据的数据传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及工控设备的数据传输技术领域。
【背景技术】
[0002]很多工控设备，例如电力继保设备、环境检测设备、水文监测设备和光伏发电设备等，是运行在人烟稀少、交通不便、环境恶劣的山区、戈壁和荒滩等偏远地区的，这些工控设备都需要实时把运行数据传输至数据中心，由数据中心进行数据分析和处理。
[0003]目前，绝大多数用于传输工控设备的运行数据的数据传输系统由设备通信模块，数据汇集模块和现场数据服务器组成。设备通信模块与工控设备连接，以采集工控设备的运行数据，各个设备通信模块再通过有线通讯方式将其采集到的工控设备的运行数据输送至数据汇集模块，数据汇集模块通过局域网将其汇集的数据输送至现场数据服务器，现场数据服务器对数据进行统计、打包后通过因特网上传至远端数据中心的服务器。
[0004]以上数据传输系统主要存在的不足之处有:
[0005]1、采用有线通信方式，投入成本高，布线难度大，当有线路被破坏后需要投入大量人力物力进行修复；
[0006]2、结构复杂，工设备的运行数据从传输到数据中心需要经过了三级传输，环环相扣，只要有某一环出现问题，数据就不能传输到数据中心，可靠性和稳定性较低；
[0007]3、不适用于无因特网接入的地区，适用范围较小。
【发明内容】
[0008]针对现有技术存在的上述技术问题，本发明创造提供一种工控设备及用于传输其数据的数据传输装置，以达到不需要布线安装有线通信网络从而节约成本，以及适用范围较大的目的。
[0009]为实现上述目的，本发明创造提供以下技术方案。
[0010]用于传输工控设备的数据的数据传输装置，包括处理单元、接口单元、无线通信单元和存储单元，接口单元、无线通信单元和存储单元分别与处理单元连接，接口单元接收所述工控设备的数据并传输至处理单元，处理单元对所述数据进行处理后再传输至无线通信单元，无线通信单元采用无线传输方式将所述数据发送至远端数据中心的服务器。此为技术方案I。
[0011]根据技术方案I所述的数据传输装置，无线通信单元为GSM通信单元、WCDMA通信单元、CDMA通信单元、TD-SCDMA通信单元或LTE通信单元。此为技术方案2。
[0012]根据技术方案I所述的数据传输装置，接口单元包括RS485接口电路、RS232接口电路和以太网接口电路，RS485接口电路、RS232接口电路和以太网接口电路均与处理单元连接。此为技术方案3。
[0013]根据技术方案I所述的数据传输装置，还包括用于供电的电源调理单元，电源调理单元对输入的电源进行变换后向本数据传输装置的其他单元供电。此为技术方案4。
[0014]根据技术方案I所述的数据传输装置，还包括用于指示本数据传输装置的工作状态的状态指示单元，状态指示单元设有至少一个指示灯。此为技术方案5。
[0015]工控设备，包括技术方案1-5任意一项所述的数据传输装置。
[0016]本发明创造的有益效果是:通过设置无线通信单元来与远端数据中心的服务器通信，采用无线传输的方式完成数据的传输，因此不再需要布线安装有限通信网络来供数据传输装置向远端数据中心的服务器传输数据，从而节约了布线安装网络及网络维护的成本。现有的无线通信网络，例如GSM网络等的覆盖范围非常大，许多偏远地区也已覆盖，因此采用无线通信网络进行数据传输具有较大的使用范围。
【附图说明】
[0017]图1为本发明创造的用于传输工控设备的数据的数据传输装置的结构框图。
[0018]图2为处理单元的电路原理图。
[0019]图3为GSM通信单元的电路原理图。
[0020]图4为RS485接口电路的电路原理图。
[0021]图5为RS232接口电路的电路原理图。
[0022]图6为以太网接口电路的电路原理图。
[0023]图7为存储单元的电路原理图。
[0024]图8为电源调理单元的电路原理图。
[0025]图9为状态指示单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。
[0027]本实施例的工控设备设有数据传输装置，如图1所示，所述数据传输装置包括处理单元、接口单元、GSM通信单元、存储单元、电源调理单元和状态指示单元。作为另外的实施例，可以采用WCDMA通信单元、CDMA通信单元、TD-SCDMA通信单元或LTE通信单元替代本实施例的GSM通信单元来作为无线通信单元。
[0028]图2所示为处理单元，处理单元基于ST公司推出的互联型微控制器STM32F107实现，该微控制器基于ARM-M3内核，具有5个USART接口，3个SPI接口和以太网10/100MAC模块。外部晶振Yl为32.768Khz，其为所述微处理器内的RTC模块(Real-Time Clock，实时时钟)提供基准，外部晶振Y2为25MHZ，经过内部PLL分频，系统时钟可以达到72Mhz。电源VDDA由3.3VDC电源提供，电感LI和电容C56、C57和C96组成LC滤波电路。14号引脚为系统复位引脚。94号引脚为boot引脚，用于选择芯片内部的bootloader ;引脚PA13、PA14、PA15、PB3和PB4构成JTAG烧录接口，用于软件的烧录和仿真。
[0029]图3所示为GSM通信单元，GSM通信单元通过所述微处理器的I路USART接口与所述微处理器连接，GSM通信单元的核心模块采用华为MG323芯片，该芯片支持GSM850/900/1800/1900MHZ四个频段，支持GPRS功能，支持GSM标准的AT命令。GSM通信单元由3.8VDC供电，TERM_0N信号通过三极管Q2连接MG323芯片的20号引脚，用来控制GSM通信单元的开关。RESET信号通过三极管Ql连接MG323芯片的22号引脚，用来对GSM通信单元进行硬件复位。LED_STATUS为向状态指示单元输出的信号，用于表示输出GSM通信单元的运行状态。ST_107_TX_USART5_MG323_RX 和 ST_107_RX_USART5_MG323_TX 为所述微处理器与GSM通信单元的数据收发端口。CLK、VCC、DATA、RST、⑶和DGND为SM卡插槽信号。
[0030]图7所示为存储单元，其用来存储所述数据传输装置的基本参数，存储芯片采用atmel公司的AT25F1024芯片，其通过所述微处理器的2路SPI接口与所述微处理器连接。所述数据传输装置内嵌web服务器，用户可以登录web服务器对所述数据传输装置的各种参数进行设置。所述数据传输装置可以设置的参数包括:RS485/RS232端口的波特率、数据位、停止位、校验位；以太网接口的IP、网关、子网掩码、和映射端口 ；选择透明传输模式或AES128加密模式；AES128的密匙、初始向量；帧超时时间；心跳帧的内容、时间间隔；远端数据中心的服务器的IP、域名、映射端口等。
[0031]图8所示为电源调理单元，其负责为所述数据传输装置供电，电源调理单元可接受DC9-24V宽范围的直流输入，经过两级变换，分别输出3.8VDC和3.3VDC电源，其中
3.8VDC为GSM通信单元供电，3.3VDC为所述数据传输装置的其他单元供电。
[0032]图9所示为状态指示单元，其设有黄、绿、红三颗指示灯，这三颗指示灯用于指示所述数据传输装置的工作状态，其中绿灯亮表示电源正常，黄灯闪烁表示GSM通信单元工作正常，红灯常亮表示有故障。
[0033]如图1所示，接口单元包括RS485接口电路、RS232接口电路和以太网接口电路，因此所述数据传输装置支持RS485接口、RS232接口和以太网接口，可兼容上述三种接口的工控设备。
[0034]图4所示为RS485接口电路，其基于型号为TI vp3082的芯片实现，采用3.3VDC供电，波特率可以达到115200bps。RS485接口电路通过所述微处理器的I路USART接口与所述微处理器连接，通过上述芯片实现TTL电平到RS485信号电平的转换。
[0035]图5所示为RS232接口电路，其基于型号为ADM3232的芯片实现，通过所述微处理器的I路USART接口与所述微处理器连接，通过上述芯片完成TTL电平到CMOS电平的转化。
[0036]图6所示为以太网接口电路，其由型号为8710A的高性能低功耗以太网收发器芯片实现RMII (简单媒体独立接口)接口，支持10兆和100兆的总线接口速度。以太网接口电路通过普通I/O接口与所述微处理器的以太网10/1OOMAC模块连接。
[0037]所述数据传输装置的工作过程为，接口单元接收所述工控设备的数据并传输至处理单元，处理单元对所述数据进行处理后再传输至GSM通信单元，GSM通信单元通过GPRS无线网络将所述数据发送至远端数据中心的服务器。
[0038]所述数据传输装置采用两级传输模式，利用现有的覆盖面巨大的GPRS无线网络，摆脱地理位置的限制，省去了有线通信方式的布线安装网络及维护的成本，具有操作简单灵活、可扩展性强、成本低、效率高和可靠性高等优点。
[0039]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.用于传输工控设备的数据的数据传输装置，其特征是，包括处理单元、接口单元、无线通信单元和存储单元，接口单元、无线通信单元和存储单元分别与处理单元连接，接口单元接收所述工控设备的数据并传输至处理单元，处理单元对所述数据进行处理后再传输至无线通信单元，无线通信单元采用无线传输方式将所述数据发送至远端数据中心的服务器。
2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征是，无线通信单元为GSM通信单元、WCDMA通信单元、CDMA通信单元、TD-SCDMA通信单元或LTE通信单元。
3.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征是，接口单元包括RS485接口电路、RS232接口电路和以太网接口电路，RS485接口电路、RS232接口电路和以太网接口电路均与处理单元连接。
4.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征是，还包括用于供电的电源调理单元，电源调理单元对输入的电源进行变换后向本数据传输装置的其他单元供电。
5.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征是，还包括用于指示本数据传输装置的工作状态的状态指示单元，状态指示单元设有至少一个指示灯。
6.工控设备，其特征是，包括权利要求1-5任意一项所述的数据传输装置。
【专利摘要】工控设备及用于传输其数据的数据传输装置，涉及工控设备的数据传输技术领域，所述工控设备设有，数据传输装置，该数据传输装置包括处理单元、接口单元、无线通信单元和存储单元，接口单元、无线通信单元和存储单元分别与处理单元连接，接口单元接收所述工控设备的数据并传输至处理单元，处理单元对所述数据进行处理后再传输至无线通信单元，无线通信单元采用无线传输方式将所述数据发送至远端数据中心的服务器。
【IPC分类】G08C17-02
【公开号】CN204390463
【申请号】CN201520066985
【发明人】陈锐
【申请人】广东易事特电源股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月30日