无线网关设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无线网关设备，设备包括：无线数据收发模块，用于接收无线传输数据；数据存储模块，用于存储数据参数；数据处理模块，用于调用所述数据存储模块存储的所述数据参数，并根据所述数据参数进行初始化处理，并且用于接收所述无线数据收发模块发送的所述无线传输数据，并将所述无线传输数据处理为数据帧；设备还包括串口转以太网模块和拨码电路模块。本发明采用433MHZ的无线免费频段，具有低功耗、穿透性强、传送距离远等特点，而且在设备无需数据通信时，可以直接关闭通信功能，最大程度上的降低了电能的消耗。
【专利说明】无线网关设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线网关设备。
【背景技术】
[0002]随着通信技术和计算机技术的迅速发展，无线网关应运而生。一般来讲，广义上的网关是指一个网络连接到另一个网络的接口。网关实现了将使用不同的通信协议、数据格式或语言甚至体系完全不同的系统之间进行互连。
[0003]无线网关是指集成有简单路由功能的无线接入点(AP，Access Ponit)，即无线网关通过设置可完成无线网桥和无线路由的功能，也可以直接连接外部网络。现有技术中的无线网关设备主要采用的是频率为2.4GHZ或者是GPRS的无线传输；采用2.4GHZ相对于433MHZ主要存在的问题是在传输同等的距离时功耗较大，而且采用频率为2.4GHZ的无线时穿透障碍物的能力比采用433MHZ时无线的穿透能力相对较弱。采用GPRS无线传输需要向对应的运营商缴纳流量费用，而且在地理位置比较偏远的地方，基站覆盖少，信号差，数据传输不稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述问题，提供了一种采用频率为433MHZ的无线工业传感网络的无线网关设备。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种无线网关设备，所述设备包括:
[0006]无线数据收发模块，用于接收无线传输数据；
[0007]数据存储模块，用于存储数据参数；
[0008]数据处理模块，用于调用所述数据存储模块存储的所述数据参数，并根据所述数据参数进行初始化处理，并且用于接收所述无线数据收发模块发送的所述无线传输数据，并将所述无线传输数据处理为数据帧；
[0009]串口转以太网模块，用于接收所述数据帧，并将所述数据帧处理为网口输出信息；
[0010]拨码电路模块，所述拨码电路模块与所述数据处理模块和数据存储模块相连接，用于设置系统的工作模式。
[0011]优选地，所述设备还包括电源模块，所述电源模块与所述无线收发模块相连接，用于将外部接入电源电压转换为系统所需电源电压。
[0012]优选地，所述设备还包括按键电路模块，所述按键电路模块与所述串口转以太网模块相连接，用于通过网络对所述设备进行配置。
[0013]优选地，所述设备还包括通信模块，所述通信模块包括RS232和RS485。
[0014]优选地，所述设备采用频率为433MHZ的无线进行通信。
[0015]本发明带来的有益效果是:本发明采用433MHZ的无线免费频段，具有低功耗、穿透性强、传送距离远等特点，而且在设备无需数据通信时，可以直接关闭通信功能，最大程度上的降低了电能的消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明无线网关设备的原理示意图；
[0017]图2为本发明一实施例图1中无线网关设备的单片机最小系统电路图；
[0018]图3是本发明一实施例中所对应图1中电源模块108的电路图；
[0019]图4为本发明一实施例中所对应图1中通信模块106中RS485的电路图；
[0020]图5为本发明一实施例中所对应图1中通信模块106中RS232的电路图；
[0021]图6为本发明一实施例中所对应图1中数据存储模块102的电路图；
[0022]图7为本发明一实施例中所提供的网络模块接口电路图；
[0023]图8为本发明一实施例中所提供的以太网端口电路图；
[0024]图9为本发明一实施例中对应图1中的按键电路图；
[0025]图10为本发明一实施例中所提供的无线接口电路图；
[0026]图11为本发明提供的无线网关设备对应图1中设备运行的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0028]图1是本发明无线网关设备的原理示意图。
[0029]如图1所示，本发明提供的无线网关设备包括:
[0030]无线数据收发模块101，用于接收无线传输数据。具体的，在一实施例中本发明提供的无线数据收发模块101用于与外部无线设备的数据通信，在实施例中，本发明采用的无线数据收发模块101优选433MHZ的工业无线频段。433MHZ的工业无线频段具有低功耗、穿透性强及传送距离远等特点，而且在设备不需要进行数据通信时，无线数据收发模块101可以直接关闭，以最大程度降低电能的消耗。
[0031]数据存储模块102，用于存储数据参数。具体的，在一实施例中，本发明提供的数据存储模块102用于存储系统与现实设置好的参数值，当系统的配置参数发生变化时，数据存储模块102存储新的系统配置参数。
[0032]数据处理模块103，用于调用数据存储模块存储的数据参数，并根据数据参数进行初始化处理，并且用于接收无线数据收发模块发送的所述无线传输数据，并将无线传输数据处理为远端中心服务端可以识别的数据帧。具体的，在一实施例中，本发明提供的数据处理模块103通过SPI 口接收无线数据收发模块101发送的数据，并将接收到的数据转化为远端服务器中心端可以识别的数据帧。本发明提供的数据处理模块103优选型号为增强版51单片机STC12LE5A60S2。当系统上电时，数据处理单元103对系统中的模块进行初始化，并且从数据存储模块102中读取系统设定的参数值。当系统运行后，数据处理模块102对系统中的各个模块之间进行数据处理。
[0033]串口转以太网模块104，用于接收数据帧，并将所述数据帧处理为网口输出信息。具体的，在一实施例中，本发明提供的串口转以太网模块104具有使用简单、方便的特点，用户只需使用网线即可对网关模块进行配置，使数据发送到用户所设定的目标。
[0034]拨码电路模块105与所述数据处理模块103和数据存储模块102相连接，用于设置系统的工作模式。具体的，本发明提供的拨码电路模块105用于设备工作模式的选择，在一实施例中，设备的工作模式分为配置模式和数据传输模式。
[0035]在又一实施例中，本发明提供的无线网关设备还包括:
[0036]通信模块106，实施例中本发明提供的通信模块106包括RS232和RS485通信模块，用于网关设备与外部设备的的有限数据通信，包括用于传送网关设备和外部设备数据帧及整改设备的有线配置。本发明实施例中无线网关设备的配置主要由电脑的配置软件与RS232和RS485通信方式完成。当本发明提供的实施例中无线网关设备工作在数据传输模式时，RS232和RS485通信模块进行正常传输数据，当设备切换至配置模式时，RS232和RS485通信模块停止传输数据，串口端处于接收模式，用于设备的配置。
[0037]按键107用于串口转以太网模块104的配置，当用户不方便由网线配置串口转以太网模块104配置时使用。
[0038]电源模块108用于将外部的输入电压转化为系统各个模块工作所需的电压。电源模块108端口采用防反接设计方式，以防止因用户反接外部电源而导致整个设备发生故障。
[0039]在本发明提供的其他实施例中，给出了图1中对应的部分具体电路图。
[0040]图2为本发明一实施例图1中无线网关设备的单片机最小系统电路图。如图2所示，单片机最小系统用于协调各个模块之间的工作及设备配置数据的处理。
[0041]图3是本发明一实施例中所对应图1中电源模块108的电路图。如图3所示，电源模块108将外部接入的5V直流电源转换为3.3V电源进行输入。在本发明提供的实施例中，电源端口采用两种接入方式:HT3.96接口和DC-005插口，以便满足用户的不同选择。
[0042]图4为本发明一实施例中所对应图1中通信模块106中RS485的电路图。如图4所示，RS485优选数据自动流向控制，不需要IO端口，RS485芯片将TTL电平转换为RS485电平。
[0043]图5为本发明一实施例中所对应图1中通信模块106中RS232的电路图。如图5所示，本发明提供的RS232所采用的的接口为DB9串口母口。
[0044]图6为本发明一实施例中所对应图1中数据存储模块102的电路图。如图6所示，本发明实施例中优选大小为2K的EPROM用于存储数据。数据储存模块102以Pl.5和Pl.6口与单片机进行数据通信，将单片机传送的数据上传到互联网。
[0045]图7为本发明一实施例中所提供的网络模块接口电路图。如图7所示，网络模块通过串口与单片机进行数据通信，将单片机传送的数据上传到互联网。
[0046]图8为本发明一实施例中所提供的以太网端口电路图。如图8所示，以太网端口作为本发明提供的无线网关设备与互联网连接的端口，以太网端口与网络模块相连接进行数据传输。
[0047]图9为本发明一实施例中对应图1中的按键电路图。如图9所示，本发明提供的按键用于对互联网模块的按键配置。
[0048]图10为本发明一实施例中所提供的无线接口电路图。如图10所示，本发明提供的无线接口以SPI通信接口的方式与单片机最小系统进行通信，当有数据传输时，P3.2检测到中断信号时，系统进入中断服务程序。
[0049]图11为本发明提供的无线网关设备对应图1中设备运行的流程图。[0050]如图11所示，当系统上电时，设备初始化设备中的各个模块。具体的，各个模块包括:通信模块、数据存储模块、无线模块、网络模块、定时器、中断的初始化。在系统完成一系列的初始化后，设备开始读取存储在数据存储模块中的设备ID号。读取设备的ID号用于接收对应本ID号的无线数据，当读取完ID号后，系统开始扫描在线的无线设备。系统扫描获取到目前在线的设备ID号后，打开定时器开始定时发送数据。无线网关设备向无线设备发送数据时，对应的设备会返回相对应的数据值，使得网关设备产生中断，系统通过循环检测外部中断接收数据。系统将接收到的无线数据发送到数据处理模块中，数据处理模块通过对数据做相应的处理把数据发送到串口转以太网和RS232、RS485接口输出。当拨码开关将系统设置为配置模式时，通过RS232、RS485通信模块对系统进行设置，系统通过串口中断的检测，数据处理模块从接收到的数据帧中获取设定参数并存入存储模块。
[0051]综上所述，本发明提供的无线网关设备包括了多种通信方式，为用户预留出了多种数据通信接口，用户只需将自己要上传的数据处理成相对应的数据帧即可把自己的数据传入互联网，实现了无线数据至远端服务中心的传输功能。为用户实现无线数据传送提供了简单、可靠的服务。
[0052]专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0053]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM),电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或【技术领域】内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0054]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无线网关设备，其特征在于，所述设备包括: 无线数据收发模块，用于接收无线传输数据； 数据存储模块，用于存储数据参数； 数据处理模块，用于调用所述数据存储模块存储的所述数据参数，并根据所述数据参数进行初始化处理，并且用于接收所述无线数据收发模块发送的所述无线传输数据，并将所述无线传输数据处理为数据帧； 串口转以太网模块，用于接收所述数据帧，并将所述数据帧处理为网口输出信息； 拨码电路模块，所述拨码电路模块与所述数据处理模块和数据存储模块相连接，用于设置系统的工作模式。
2.如权利要求1所述的无线网关设备，其特征在于，所述设备还包括电源模块，所述电源模块与所述无线收发模块相连接，用于将外部接入电源电压转换为系统所需电源电压。
3.如权利要求1所述的无线网关设备，其特征在于，所述设备还包括按键电路模块，所述按键电路模块与所述串口转以太网模块相连接，用于通过网络对所述设备进行配置。
4.如权利要求1所述的无线网关设备，其特征在于，所述设备还包括通信模块，所述通信模块包括RS232和RS485。
5.如权利要求1所述的无线网关设备，其特征在于，所述设备采用频率为433MHZ的无线进行通信。
【文档编号】H04L12/66GK103945571SQ201410137090
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】曹杰, 徐宝才, 毛波, 王赟, 李新福, 王有权, 陶海成 申请人:南京理工大学, 南京卓润环保科技有限公司