一种新型工业物联网网关的制作方法

本实用新型涉及一种网关，更具体的说，尤其涉及一种新型工业物联网网关。

背景技术：

物联网网关是连接感知网络和传统通信网络之间的纽带，作为网关设备可以实现感知网络与通信网络以及不同类型感知网络之间的协议转换，即可以实现广域互联也可以实现局域互联。目前的物联网网关设备主要特点是针对网关与现场主控制器，一般是可编程逻辑控制器之间的通讯展开研发，为了适应工业现场品牌繁多的控制器，研发支持多种主站协议的网关产品。

如果出现一种新的控制器就需要研发对应协议的网关产品，导致网关产品的成本高、灵活性不足。采集的数据经过主控制器与现场传感器之间传输、主控制器与网关产品之间传输，由于多个通讯环节的存在必然导致采集的数据实时性方面有所欠缺。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种新型工业物联网网关。

本实用新型的新型工业物联网网关，其特别之处在于：包括中央处理器及与其相连接的电源模块、3G模块、WiFi模块、4G模块、信号隔离模块、以太网模块、ZigBee模块和GPRS模块，电源模块给中央处理器和各模块提供工作所需电压，中央处理器经WiFi模块、以太网模块和/或ZigBee模块实现与工业现场设备的自组网，以实现与现场设备的通信，经3G模块、4G模块或GPRS模块实现与远端设备的无线通信，以实现所采集数据的无线上传及接收远端设备的控制指令；现场传感器经信号隔离模块与现场主控制器相连接，以实现中央处理器对现场传感器信号的隔离采集，以及现场主控制器对现场传感器信号的实时采集。

本实用新型的新型工业物联网网关，包括云服务器，中央处理器经3G模块、4G模块或GPRS模块与云服务器相通信，以便将采集现场工业数据上传至云服务器，云服务器对接收的工业数据进行处理和存储，并发送相应的控制信息至中央处理器。

本实用新型的新型工业物联网网关，所述中央处理器采用AM335X系列的微控制器，ZigBee模块采用型号为TICC2530的芯片。

本实用新型的新型工业物联网网关，所述的信号隔离模块由信号隔离电路和A/D转换电路组成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的物联网网关，通过将现场传感器与信号隔离模块相连接，不仅实现了中央处理器对现场传感器的信号采集，而且现场传感器经信号隔离模块的隔离、转换后上传至现场主控制器，在不改变原有传感器以及主控制器的条件下实现了系统数据采集的需求，在实现系统网络化的过程中避免了原有传感器的更换，且现有的控制系统保持不变，节约了成本，节省了系统升级时间。

本实用新型的物联网网关，中央处理器经WiFi模块、以太网模块和ZigBee模块可实现与现场设备的自组网，可直接采集现场传感器的数据信号，避免了通过现场控制器通讯采集，提高了数据采集的实时性。中央处理器经3G模块、4G模块和GPRS模块可实现与云服务器的通信，以便将采集的现场数据实时上传，以及接收云服务器下发的控制指令，保证了数据采集和控制的实时性。

附图说明

图1为本实用新型的新型工业物联网网关的电路原理图；

图2为本实用新型的新型工业物联网网关的使用原理图；

图3为本实用新型的新型工业物联网网关的电路图。

图中：1中央处理器，2电源模块，3 3G模块，4 WiFi模块，5 4G模块，6信号隔离模块，7以太网模块，8 ZigBee模块，9 GPRS模块；10工业物联网网关，11现场传感器，12现场主控制器，13云服务器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图3所示，分别给出了本实用新型的新型工业物联网网关电路原理图和电路图，其由中央处理器1及与其相连接的电源模块2、3G模块3、WiFi模块4、4G模块5、信号隔离模块6、以太网模块7、ZigBee模块8和GPRS模块9组成，中央处理器1具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，电源模块2给中央处理器1和各模块的正常工作提供稳定的直流电压。中央处理器1经WiFi模块4、以太网模块7和ZigBee模块8实现与工业现场设备的自组网，以采集工业现场设备的数据。

所示的中央处理器1经3G模块3、4G模块5和GPRS模块9实现与远端设备的无线通信，以便将采集的工业现场数据传输至远端设备，并可接收远端设备发送的控制信息，以实现对现场设备的控制。

如图2所示，给出了本实用新型的新型工业物联网网关的使用原理图，所示的现场传感器11与信号隔离模块6相连接，这样，中央处理器1不仅可通过信号隔离模块6采集现场传感器11的数据，而且现场传感器11的数据还可经信号隔离模块6的隔离、转换处理后实时地传输至现场主控制器12中，在实现系统网络化的过程中避免了原有传感器的更换，且现有的控制系统保持不变。所示的工业物联网网关10经3G模块3、4G模块5或GPRS模块9与云服务器13相通信，以便将采集现场工业数据上传至云服务器13，云服务器13对接收的工业数据进行处理和存储，并发送相应的控制信息至工业物联网网关10，再经工业物联网网关10下发至相应的现场设备中，实现对现场设备的控制。

中央微处理器1采用TI Cortex-A8架构的AM335X系列作为主控制器，运行速度最大可达1GHz，支持1个10/100M自适应工业以太网接口、2个RS232/485串行通讯接口、1个GPRS/3G/4G接口、大容量SD存储等，可提供强的运算能力和灵活多变的通讯模式。内置远程运行维护管理模块，可以对远程设备进行调试、跟踪等操作。内置MQTT协议可无缝对接阿里云、百度云等主流MQTT平台或MQTT服务器。

ZigBee模块8采用型号为TI CC2530的芯片，该芯片内部集成了8051单片机及无线收发器，并适用于与ZigBee设计及2.4GHz IEEE 802.15.4协议。工业物联网网关微控制器通过串口与CC2530芯片进行数据交互。信号隔离模块6由信号隔离电路和A/D转换电路组成。

本实用新型的新型工业物联网网关，直接采集现场传感器的数据信号，避免了通过现场控制器通讯采集，提高了数据采集的实时性。本实用新型的新型工业物联网网关集成了信号隔离器，可以直接连接现场的现有传感器设备，同时将采集的传感器信号输出给现有的主控制器，在实现系统网络化的过程中避免了原有传感器的更换，且现有的控制系统保持不变，节约了成本，节省了系统升级时间。