本实用新型属于电子设备领域，尤其涉及一种基于SoC(SystemonChip，系统级芯片)的嵌入式工业智能网关及物联网数据采集监控系统。
背景技术：
：：工业智能网关可以在各种网络协议间进行报文转换，比如PROFIBUS，PROFINET，Ethernet等，也可以实现网关的组网功能。其功能可以通过一块芯片、一个嵌入式设备或板卡、或者是一台独立的设备实现，如PC(PersonalComputer，个人计算机)。随着计算机技术、通信技术和芯片技术的快速发展，作为其中重要环节的智能网关也快速演进。然而现阶段大多数网关获取各种工业环境数据的手段单一，通常只能通过存储媒介或者有线方式进行数据传输，其中存储媒介方式需要人为干预，不仅速度慢，而且浪费人力；有线方式会使得线路繁琐，传输距离不长，且增加成本。在工业控制领域中，各种设备需要进行运行数据的采集和交互，例如下位机需要将数据上传到上位机或者上位机向下位机发送指令数据时，需要网关进行协议转换并完成数据的发送，但现阶段的网关采集下位机的数据时多采用轮询的方式，当数据量较大时，即超过9Mb/s，将会严重影响数据传输的稳定性。技术实现要素：为了解决工业智能网关现有技术中数据传输速度及稳定性的问题，本实用新型提供了一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，其能够实现多台设备的大量数据的并行采集并实时上传到MES(ManufacturingExecutionSystem，制造执行系统)，解决不同网络协议无法兼容的问题，本工业智能网关能够通过WiFi(WirelessFidelity，无线保真)无线网络解决有线布线复杂、成本高、智能化低的问题，并在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，包括：中央处理器模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED(LightEmittingDiode，发光二极管)指示灯、电源模块和存储器。本实用新型的另一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，其特征在于，包括：中央处理器模块、无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED指示灯、电源模块和存储器。进一步的，所述无线通信模块包括WiFi(WirelessFidelity，无线保真)无线网卡，所述WiFi无线网卡通过USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)接口电路与中央处理器模块连接。其中，WiFi无线网卡可采用满足IEEE802.11a/b/g/n及以上无线传输标准的高速无线网卡，提供高速稳定的WiFi无线网络，理论最快速度可以达到300Mbps。进一步的，所述存储器至少为两个不同类型的存储器。进一步的，所述存储器包括两种类型，分别为随机存储器及FLASH存储器。随机存储器采用SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存储器)或者DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机存储器)，为中央处理器模块在处理数据时提供缓存空间。FLASH存储器的作用为：中央处理器模块在处理过程中将数据同步到FLASH存储器中，以防止在掉电情况下数据丢失。进一步的，所述中央处理器模块包括ARM(AdvancedRISCMachine，RISC微处理器)芯片和FPGA(FieldProgrammableGateArrays，现场可编程逻辑门阵列)芯片。其中，ARM可以用于显示界面的设计以及数据采集进度的观察，FPGA利用硬件并行的优势，打破了顺序执行的模式，加速了数据的采集和上传。进一步的，所述监测报警模块包括警示灯和报警器。其中，警示灯和报警器分别从视觉和听觉两个方面对监测到的预警信号进行报警。进一步的，所述以太网模块通过RJ45接口与第三方设备相连。在本实施例中，由于无线通信模块包括WiFi无线网卡，WiFi无线网卡通过USB接口电路与中央处理器模块连接，而且本实用新型的以太网模块通过RJ45接口能够实现数据的远距离传输，通过RJ45接口和USB接口的综合，提高了本网关的适应性，既能解决网关与第三方设备的快速插接问题，又解决了网关与第三方设备、网关与MES之间并行采集和远距离传输问题。本实用新型还提供了一种物联网数据采集监控系统。该物联网数据采集监控系统采用基于SoC的嵌入式工业智能网关，实现了整个物联网数据采集监控系统的数据的并行采集，传输速率高以及能够保证数据的正常采集和传输。本实用新型的一种物联网数据采集监控系统，包上述所述的基于SoC的嵌入式工业智能网关。进一步的，该物联网数据采集监控系统还包括移动终端，所述移动终端通过云端服务器与中央处理器模块相连。本实用新型利用云端服务器使得移动终端与中央处理器模块两者相互通信，实现了物联网数据采集监控系统的实时远程监控的目的。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型的基于SoC的嵌入式工业智能网关中，设置有协议库存储模块，解决了不同网络协议间的不兼容问题。(2)本实用新型的基于SoC的嵌入式工业智能网关，利用由ARM和FPGA组成的中央处理器，能够实现多台设备的并行数据采集，并实时上传数据，加快了数据的采集和传输速率。(3)本实用新型的基于SoC的嵌入式工业智能网关，还通过无线通信模块解决有线布线繁琐、成本高、智能化低的问题，并在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。(4)本实用新型的以太网模块通过RJ45接口能够实现数据的远距离传输，通过RJ45接口和USB接口的综合，提高了本网关的适应性，既能解决网关与第三方设备的快速插接问题，又解决了网关与第三方设备、网关与MES之间并行采集和远距离传输问题。(5)本实用新型的物联网数据采集监控系统，采用基于SoC的嵌入式工业智能网关，实现了整个物联网数据采集监控系统的数据的并行采集，传输速率高以及能够保证数据的正常采集和传输。(6)本实用新型的物联网数据采集监控系统，利用云端服务器使得移动终端与中央处理器模块两者相互通信，实现了物联网数据采集监控系统的实时远程监控的目的。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关的实施例一结构示意图。图2为本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关的实施例二结构示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
技术领域：
：的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例1图1为本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关的实施例一结构示意图。如图1所示，本实施例的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，包括：中央处理器模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED指示灯、电源模块和存储器。其中，主机通讯协议接口中存储有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI(NetBiosEnhancedUserInterface，NetBIOS用户扩展接口)协议等。TCP/IP协议，是TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。IPX(InternetworkPacketExchange，互联网络数据包交换)是一个专用的协议簇，它主要由NovellNetWare操作系统使用。IPX是IPX协议簇中的第三层协议。SPX(SequencedPacketExchangeprotocol，序列分组交换协议)是Novell早期传输层协议，为NovellNetWare网络提供分组发送服务。第三方通讯协议接口中存储有CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)协议、Profibus(ProcessFieldBus，过程现场总线)协议、LonWork协议、工业以太网等。电源模块为中央处理器模块工作提供稳定的工作电源。在本实施例中，存储器至少为两个不同类型的存储器。在具体实施中，存储器包括两种类型，分别为随机存储器及FLASH存储器。随机存储器采用SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存储器)或者DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机存储器)，为中央处理器模块在处理数据时提供缓存空间。FLASH存储器的作用为：中央处理器模块在处理过程中将数据同步到FLASH存储器中，以防止在掉电情况下数据丢失。在本实施例中，中央处理器模块包括ARM芯片和FPGA芯片。其中，ARM可以用于显示界面的设计以及数据采集进度的观察，FPGA利用硬件并行的优势，打破了顺序执行的模式，加速了数据的采集和上传。在本实施例中，监测报警模块包括警示灯和报警器。其中，警示灯和报警器分别从视觉和听觉两个方面对监测到的预警信号进行报警，通知工作人员及时处理。在本实施例中，以太网模块通过RJ45接口与第三方设备相连。本实用新型利用RJ45接口将以太网模块与第三方设备相互通信，提高了数据传输的可靠性及稳定性。以太网模块通过RJ45接口能够实现数据的远距离传输，通过RJ45接口和USB接口的综合，提高了本网关的适应性，既能解决网关与第三方设备的快速插接问题，又解决了网关与第三方设备、网关与MES或上位机之间并行采集和远距离传输问题。本实施例的基于SoC的嵌入式工业智能网关中，设置有协议库存储模块，解决了不同网络协议间的不兼容问题。本实施例的基于SoC的嵌入式工业智能网关，利用由ARM和FPGA组成的中央处理器，能够实现多台设备的并行数据采集，并实时上传数据，加快了数据的采集和传输速率。实施例2图2为本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关的实施例二结构示意图。如图2所示，本实施例的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，包括：中央处理器模块、无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED指示灯、电源模块和存储器。其中，主机通讯协议接口中存储有TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。第三方通讯协议接口中存储有CAN协议、Profibus协议、LonWork协议、工业以太网等。电源模块为中央处理器模块工作提供稳定的工作电源。本实用新型采用无线通信模块使得中央处理器模块与外界其他设备通过无线网络进行数据通信，为整个网络提供网络支持。其中，无线通信模块包括WiFi无线网卡，所述WiFi无线网卡通过USB接口电路与中央处理器模块连接。在具体实施中，WiFi无线网卡采用的是满足IEEE802.11a/b/g/n及以上无线传输标准的高速无线网卡，提供高速稳定的WiFi无线网络，理论最快速度可以达到300Mbps，为整个网络提供网络支持。所述的满足IEEE802.11a/b/g/n及以上无线传输标准的高速无线网卡是通过USB接口电路与中央处理器模块连接。所述无线通讯模块保证了在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。在本实施例中，存储器至少为两个不同类型的存储器。在具体实施中，存储器包括两种类型，分别为随机存储器及FLASH存储器。随机存储器采用SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存储器)或者DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机存储器)，为中央处理器模块在处理数据时提供缓存空间。FLASH存储器的作用为：中央处理器模块在处理过程中将数据同步到FLASH存储器中，以防止在掉电情况下数据丢失。在本实施例中，中央处理器模块包括ARM芯片和FPGA芯片。其中，ARM可以用于显示界面的设计以及数据采集进度的观察，FPGA利用硬件并行的优势，打破了顺序执行的模式，加速了数据的采集和上传。在本实施例中，监测报警模块包括警示灯和报警器。其中，警示灯和报警器分别从视觉和听觉两个方面对监测到的预警信号进行报警。在本实施例中，以太网模块通过RJ45接口与第三方设备相连。本实用新型利用RJ45接口将以太网模块与第三方设备相互通信，提高了数据传输的可靠性及稳定性。在本实施例中，由于无线通信模块包括WiFi无线网卡，WiFi无线网卡通过USB接口电路与中央处理器模块连接，而且本实用新型的以太网模块通过RJ45接口能够实现数据的远距离传输，通过RJ45接口和USB接口的综合，提高了本网关的适应性，既能解决网关与第三方设备的快速插接问题，又解决了网关与第三方设备、网关与MES之间并行采集和远距离传输问题。本实施例的基于SoC的嵌入式工业智能网关，利用由ARM和FPGA组成的中央处理器，能够实现多台设备的并行数据采集，并实时上传数据，加快了数据的采集和传输速率。本实施例的基于SoC的嵌入式工业智能网关，还通过无线通信模块解决有线布线繁琐、成本高、智能化低的问题，并在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。实施例3该实施例的物联网数据采集监控系统，以图1所示的基于SoC的嵌入式工业智能网关为基础，而构成的物联网数据采集监控系统。该物联网数据采集监控系统采用基于SoC的嵌入式工业智能网关，实现了整个物联网数据采集监控系统的数据的并行采集，传输速率高以及能够保证数据的正常采集和传输。实施例4该实施例的物联网数据采集监控系统，以图2所示的基于SoC的嵌入式工业智能网关为基础，而构成的物联网数据采集监控系统。该物联网数据采集监控系统采用基于SoC的嵌入式工业智能网关，实现了整个物联网数据采集监控系统的数据的并行采集，传输速率高以及能够保证数据的正常采集和传输；还通过无线通信模块解决有线布线繁琐、成本高、智能化低的问题，并在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。实施例5该实施例的物联网数据采集监控系统，以图1所示的基于SoC的嵌入式工业智能网关为基础，而且该物联网数据采集监控系统还包括移动终端，所述移动终端通过云端服务器与中央处理器模块相连。其中，移动终端可选择智能手机、电脑或Pad(portableandroiddevice，平板电脑)。本实用新型利用云端服务器使得移动终端与中央处理器模块两者相互通信，实现了物联网数据采集监控系统的实时远程监控的目的。实施例6该实施例的物联网数据采集监控系统，以图2所示的基于SoC的嵌入式工业智能网关为基础，而且该物联网数据采集监控系统还包括移动终端，所述移动终端通过云端服务器与中央处理器模块相连。其中，移动终端可选择智能手机、电脑或Pad(portableandroiddevice，平板电脑)。本实用新型利用云端服务器使得移动终端与中央处理器模块两者相互通信，实现了物联网数据采集监控系统的实时远程监控的目的。本实施例的物联网数据采集监控系统，采用基于SoC的嵌入式工业智能网关，实现了整个物联网数据采集监控系统的数据的并行采集，传输速率高以及能够保证数据的正常采集和传输。本实施例的物联网数据采集监控系统，利用云端服务器使得移动终端与中央处理器模块两者相互通信，实现了物联网数据采集监控系统的实时远程监控的目的。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3