一种敏捷网关的制作方法

文档序号:15686427发布日期:2018-10-16 21:06阅读:258来源:国知局

本实用新型涉及控制器技术领域,更具体地,涉及一种用于数据通讯的敏捷网关。



背景技术:

敏捷网关是业界首次将客户通用需求与行业个性化需求有机融合的革命性产品。提供了灵活的数据远程传输通道,包括Ethernet以太网和基于无线运营商的4G网络。提供了多样化的数据采集接口,包括RS485/MBUS等多种硬件通讯接口,并可扩展其他通讯接口。

敏捷网关通过电磁兼容性整体设计,满足用户对应用场所的低噪音、低电磁干扰的环保要求。适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力,极大提高产品可靠性。

现有技术CN 206023820U公开了一种网关,包括处理器,用于提供接口,并对连接到上述接口上的无线通信模块进行控制,其中,上述接口兼容两种及两种以上无线通讯方式;接口适配器,用于将上述无线通信模块连接到上述处理器的提供的接口上,上述无线通信模块,用于在上述处理器的控制下进行无线通信。该技术方案解决了相关技术中工业网关通信方式单一的技术问题。

该技术提供了一种无线通讯模块的控制网关,但是工业设备的通讯稳定性不佳,无线通信信号会收到干扰和削弱。故而,提供一种有线的通讯控制网关就显得极为必要和实用。



技术实现要素:

本实用新型设计目的是:提供一种用于数据通讯的有线敏捷网关,使用微处理器单片机和专用控制程序,实现了多样化的数据采集、多种硬件通讯、可扩展其他通讯等功能。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种敏捷网关,包括箱体、RS485通讯接口、RJ45接口、USB接口、指示灯和复位按钮 SW1,以及设于箱体内的控制单片机MOD1、电源接入电路、RS485通讯电路、RJ45网络通讯电路、USB数据通讯电路、状态指示电路和复位电路。

所述箱体为敏捷网关的载体;

所述RS485通讯接口设在所述箱体左侧,为2个四线制组成,共设有8只引针,采用RS485 串行总线标准,所述引针设有+5V和GND两只电源引进接口,为设备供电,其余6只引脚依次连接A1、B1、G1、A2、B2和G2,构成网关设备与外数据通讯的连接端口,与所述RS485 通讯接口连接有电源接入电路和RS485通讯电路,所述电源接入电路包括多级并联电容和滤波器L1,所述多级并联电容构成电源滤波电路,与所述RS485通讯接口的+5V引针和GND引针连接,所述RS485通讯电路分为2路隔离通讯模块,包括第一路通讯模块和第二路通讯模块,所述第一路通讯模块包括反相器IC3A、单片机IC1、二极管D1和分压保护电阻,所述第二路通讯模块包括反相器IC3B、单片机IC2、二极管D2和分压保护电阻,所述RS485通讯电路设的单片机IC1和单片机IC2均设有RXD1引脚、TXD1引脚,分别于所述控制单片机MOD1 的RXD1引脚、TXD1引脚连接;

所述RJ45接口为网络通讯接口,接线类型为EIA/TIA568B标准,通信速率10M/100M自适应,设在所述箱体的右侧下部,与RJ45接口连接有RJ45网络通讯电路,所述RJ45网络通讯电路与所述控制单片机MOD1连接,实现网络数据云端存储和数据同步;

所述USB接口为数据上传/下载接口,接线类型为USB OTG标准,与所述控制单片机MOD1 直接连接,实现多种硬件通讯、可扩展其他通讯的兼容调试功能;

所述指示灯设在所述箱体的上部,包括运行状态指示灯、网络状态指示灯和电源指示灯,所述指示灯均为发光二极管,与所述指示灯连接有状态指示电路,所述运行状态指示灯和网络状态指示灯分别于反相器IC1A、反相器IC1B串联,所述反相器IC1A输入引脚LINK与所述控制单片机MOD1的LINK引脚连接,所述反相器IC1B输入引脚RUN与所述控制单片机 MOD1的RUN引脚连接;

所述复位按钮设在所述箱体中部,为箱内隐藏式触点按钮,与所述复位电路连接,所述复位电路包括复位按钮、分压保护电阻和并联电容C5,所述并联电容用以保护复位稳压操作, RST节点与所述控制单片机MOD1的RST引脚连接。

进一步地,所述二极管D1、D2为双向击穿二极管。

进一步地,所述反相器IC3A、反相器IC3B为同型号元件,高电平位为+3.3V,低电平位为GND。

进一步地,所述状态指示电路串联有排阻,所述排阻内3块电阻依次分别与3块所述发光二极管串联。

进一步地,所述第一路通讯模块和第二路通讯模块与所述控制单片机MOD1之间设有排针,保证信号传输稳定高效。

进一步地,所述电源接入电路与所述控制单片机MOD1之间连接有排针。

实施本实用新型的敏捷网关,具有以下有益效果:

该敏捷网关不间断地查询所有其连接的设备,将采集到的数据根据设备各自的数据格式缓存至网关的存储器中,这些数据称作实时数据,实时数据可以由上层服务器通过DDIOT方式上传,具备了多样化的数据采集、多种硬件通讯、可扩展其他通讯等功能。

敏捷网关会自动将实时数据加系统时间戳和其他的一些参数储于本地存储器,这些数据称作历史数据。如果由于网络原因或服务原因引起的数据上传失败时,敏捷网关会将设备数据加系统时间戳存储于本地存储器,待系统恢复后可以将本地存储的历史数据按存储时间上发到上层服务器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型敏捷网关的立体图;

图2为本实用新型敏捷网关的控制原理图;

图3为本实用新型控制单片机MOD1的电路示意图;

图4为本实用新型电源接入电路示意图;

图5为本实用新型电源接入电路中的滤波电路示意图;

图6为本实用新型第一路通讯模块和第二路通讯模块电路示意图;

图7为本实用新型数据传输、电源接入插座排针示意图;

图8为本实用新型第一路通讯模块和第二路通讯模块隔离电源电路示意图;

图9为本实用新型状态指示电路示意图;

图10为本实用新型复位电路示意图;

其中,1-RS485接口,2-RJ45接口,3-USB接口,4-复位按钮,5-指示灯,6-箱体;

特别地:MOD1-控制单片机,L1-滤波器,D1、D2-二极管,SW1-复位按钮。

具体实施方式

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。

实施例:

如图1,本实用新型提出的一种敏捷网关,包括箱体6、RS485通讯接口1、RJ45接口2、 USB接口3、指示灯5和复位按钮4,以及设于箱体6内的控制单片机MOD1、电源接入电路、 RS485通讯电路、RJ45网络通讯电路、USB数据通讯电路、状态指示电路和复位电路。

所述箱体6为敏捷网关的载体。

所述RS485通讯接口1设在所述箱体6左侧,为2个四线制组成,共设有8只引针,采用RS485串行总线标准,所述引针设有+5V和GND两只电源引进接口,为设备供电,其余6 只引脚依次连接A1、B1、G1、A2、B2和G2,构成网关设备与外数据通讯的连接端口,与所述RS485通讯接口连接有电源接入电路和RS485通讯电路,所述电源接入电路包括多级并联电容和滤波器L1,所述多级并联电容构成电源滤波电路,与所述RS485通讯接口的+5V引针和GND引针连接,所述RS485通讯电路分为2路隔离通讯模块,包括第一路通讯模块和第二路通讯模块,所述第一路通讯模块包括反相器IC3A、单片机IC1、二极管D1和分压保护电阻,所述第二路通讯模块包括反相器IC3B、单片机IC2、二极管D2和分压保护电阻,所述RS485 通讯电路设的单片机IC1和单片机IC2均设有RXD1引脚、TXD1引脚,分别于所述控制单片机MOD1的RXD1引脚、TXD1引脚连接。

所述RJ45接口2为网络通讯接口,接线类型为EIA/TIA568B标准,通信速率10M/100M 自适应,设在所述箱体6的右侧下部,与RJ45接口连接有RJ45网络通讯电路,所述RJ45网络通讯电路与所述控制单片机MOD1连接,实现网络数据云端存储和数据同步。

所述USB接口3为数据上传/下载接口,类型为USB OTG标准,与所述控制单片机MOD1 直接连接,实现多种硬件通讯、可扩展其他通讯的兼容调试功能。

所述指示灯5设在所述箱体的上部,包括运行状态指示灯、网络状态指示灯和电源指示灯,所述指示灯均为发光二极管,与所述指示灯连接有状态指示电路,所述状态指示电路串联有排阻,所述排阻内每个电阻分别与所述发光二极管串联,所述运行状态指示灯和网络状态指示灯分别于反相器IC1A、反相器IC1B串联,所述反相器IC1A输入引脚LINK与所述控制单片机MOD1的LINK引脚连接,所述反相器IC1B输入引脚RUN与所述控制单片机MOD1 的RUN引脚连接。

所述复位按钮4设在所述箱体中部,为箱内隐藏式触点按钮,与所述复位电路连接,所述复位电路包括复位按钮SW1、分压保护电阻和并联电容C5,所述并联电容用以保护复位稳压操作,所述RST节点与所述控制单片机MOD1的RST引脚连接。

参数配置有设备参数配置和网关参数配置2种。

设备参数配置是指把设备的类型、地址和说明下发至敏捷网关,敏捷网关根据这些数据来查询配置的设备。当敏捷网关成功与设备通信时认作设备是在线状态,而敏捷网关连续3 次和设备通信失败时认作设备是离线状态。

优选的,所述二极管D1、D2为双向击穿二极管。

优选的,所述反相器IC3A、反相器IC3B为同型号元件,高电平位为+3.3V,低电平位为 GND。

优选的,所述状态指示电路串联有排阻,所述排阻内3块电阻依次分别与3块所述发光二极管串联。

优选的,所述第一路通讯模块和第二路通讯模块与所述控制单片机MOD1之间设有排针,保证信号传输稳定高效。

优选的,所述电源接入电路与所述控制单片机MOD1之间连接有排针。

敏捷网关所连接的设备的数据格式可以上传至服务器。

敏捷网关的参数配置如下表:

实施本实用新型的敏捷网关,具有以下有益效果:

该敏捷网关不间断地查询所有其连接的设备,将采集到的数据根据设备各自的数据格式缓存至网关的存储器中,这些数据称作实时数据,实时数据可以由上层服务器通过DDIOT方式上传,具备了多样化的数据采集、多种硬件通讯、可扩展其他通讯等功能。

敏捷网关会自动将实时数据加系统时间戳和其他的一些参数储于本地存储器,这些数据称作历史数据。如果由于网络原因或服务原因引起的数据上传失败时,敏捷网关会将设备数据加系统时间戳存储于本地存储器,待系统恢复后可以将本地存储的历史数据按存储时间上发到上层服务器。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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