一种支持多协议网关设备的制作方法

本实用新型专利属于仪器仪表技术领域，具体涉及用于构建物联网的一种支持多协议网关设备。

背景技术：

互联网时代，工业信息化发展迅速，ipv6地址的启用、工业4.0、物联网以及5g技术等网络基层设备的完善和建立，让万物互联成为现实。对于已安装布局且不带网络功能的设备，如何将数据上传至互联网平台进行数据的收集和分析成为现目前串口服务器解决热点。但是通过对串口服务器的使用发现，设备的布设存在很大技术难点。首先不同的现场通讯协议需要选取不同的串口服务器通讯模块，对与现场通讯协议较多的场所，硬件投入增加。其次串口服务器网络配置繁琐，需要设置设备参数，寄存器参数、网络参数等对于非专业人士配置很难完成。最后完成数据的网络上传，需要对外网路由器进行端口映射，对于普通非固定ip用户还需要支付一定的虚拟服务器租赁费用。在先目前的技术背景下，既能方便的配置，且支持各种通讯协议，现场安装又简便的网关设备是很好的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型所需要解决的技术问题是：对于以前没有上网功能的现场设备，通过该专利设备对于普通的使用者均能够完成配置任务，方便快捷的实现现有设备的物联网功能。方便数据的传输、存储和分析。为手机客户端提供丰富有用的数据资源，在某一领域或行业设备中形成大数据资源。对于原有投产设备加装可以提高现场的技术服务水平，能够做到实时全面的监控设备的运行情况。

本实用新型专利通过下述技术方案实现

一种支持多协议网关设备是具有多种数据协议转换模块，包括通讯硬件接口、程序可编程接口、网络通讯接口三个部分构成。与此同时该设备的配置工作既可以通过现场的程序可编程接口进行配置更新，也可以通过网络接口下载配置参数，因此每台设备都有固定的设备id。对于后期网络维护，数据上传配置都能方便快捷的付诸实施。

进一步地，其中硬件接口通过pcb设计嵌入多种常用串口专用通讯芯片，为多协议数据链路的接入提供硬件支撑，并且通过pcb合理设计布线，减少电磁干扰，可并行完成多协议的转换工作。pcb将终端电阻设计在电路板上且配置有终端电阻拨码开关，对于长距离通讯提供可靠的数据链路，提供灵活的配置方式。硬件接口的数据线接口采用螺钉式压紧端子，能够非常牢固的固定住通讯线缆。

进一步地，程序可编程接口设计对于某些产品出于商业利益考虑的私有通讯协议，以及将繁琐的寄存器配置工作在设计阶段考虑进去，通过编译程序烧录至该设备。串口数据的链路数据具有固定的编码格式，通过对通讯协议的编码格式的解析，能够提取串口通讯中的数据信息，通过再次打包成标准的网络通讯帧,这是该网关设备完成的主要任务。在此过程中编程寄存器工作具有灵活性，可以很好的解决读取哪些寄存器，传输哪些数据的配置工作。

进一步地，网络通讯接口设计有wifi模块配置、gprs移动数据、以太网硬件接口，由于现场安装环境复杂多样，用户能够提供的网络环境也各不相同，wifi网络配置减少了网线的布设工作量，通过手机查找相应wifi热点输入密码即可完成设备的网络配置。gprs移动数据主要对于没有布设网络的环境进行数据的上传，需要向移动数据服务商支付一定的费用。以太网硬件接口能够减少网络帧的丢包情况。所以本实用新型专利让用户根据自身的情况灵活选择不同网络接入方式。

进一步地，网络配置完成后，该设备通过授时服务器获取标准的时间标签，对于数据的上传的准确性至关重要。然后根据配置的网络服务器上传数据参数。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的所有复杂配置工作由远端服务工程师解决，为客户提供良好的使用体验；

2、本实用新型建立有配套的数据库服务器和配置服务器，提供成套的解决方案；

3、本实用新型极大的简化了现场设备管理人员的负担，并提供了方便快捷的排查工具。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

在附图中：

图1为本实用新型的工作流程图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-现场数据总线(can)，2-现场数据总线(modbus)，3-现场数据总线(profibus)，4-私有通讯协议(bms)，5-硬件接口，6-数据链路，7-程序编程口，8-编译器，9-程序编译，10-网络帧，11-网络接口，12-grrs物联网卡，13-网络硬件接口，14-wifi硬件接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚吗明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及说明仅用于解释本实用新型，并不作为对实用新型的限定。

如图1所示，现场未联网设备的数据链路包括诸多现场总线，其中较为常见的以西门子为例常用的有2-现场数据总线(modbus)，3-现场数据总线(profibus)，为了提取上述设备的内容通过5-硬件接口将通信线a、b端子对应接入到一种支持多协议网关设备的接线端子上，将2-现场数据总线(modbus)，3-现场数据总线(profibus)设备设置成从站模式，通过6-数据链路该设备发送读取指令，寄存器的起始地址和寄存器数量通过该设备的配置进行读取。从站设备将会发送指定的寄存器内容，通过6-数据链路应答，该设备对获取的数据链路数据进行解析，进一步通过7-程序编程口的内核将数据打包成含有服务器地址的10-网络帧，在通过用户选择的联网方式12-grrs物联网卡，13-网络硬件接口，14-wifi硬件接口其中一种，将数据上传至互联网云端实现数据的收集工作。

进一步地，数据请求数据链路的格式通过8-编译器根据标准的协议格式编辑，再通过9-程序编译对7-程序编程口进行烧录操作。值得注意的是为达到同样的目的，服务工程师可以通过远端配置服务器参数配置界面对7-程序编程口进行参数修改工作。这样很好的解决了现场服务的工程问题。

进一步地，如图1所示，4-私有通讯协议(bms)是基于assiic码的串口通讯协议，通过对数据格式的解析分析其具体含义，或者设备厂家提供的协议数据手册，制定相应6-数据链路相下面的设备获取寄存器数据，唯一不同的是电气工程师将这部分工作提前完成，并在8-编译器中编辑好，通过9-程序编译烧录至7-程序编程口的内核中。减轻现场配置人员的工作量。

本发明的一种支持多协议网关设备的工作原理如下：

本发明支持多协议网关设备，下面直接称“该设备”，首先根据需要配置上网功能的不同装置，设定好协议解析程序。现场安装人员将设备设置在网络布设和现场设备兼顾的较为理想的场所，通过gprs、wifi、网络接口的任一方式与互联网完成对接，数据链路侧通过多协议并行端口与现场总线设备进行通讯线缆连接，然后将现场需要上网的装置设置成从站模式，该设备自动根据程序设定读取下面装置的特征属性，然后解析打包成网络通讯帧进行数据上传服务器数据库工作，每一个设备对应的id号建立了固定格式的数据表格，完成对设备数据的收集整理工作，经过长时间的积累，形成的大量数据可以对设备的运行状态和特性进行研究分析，与此同时还可以利用网络服务器实时响应app终端的数据服务请求，实时查看设备状态信息。更多设备的数据交互又可以产生更多具有重要意义的数据信息。且对于现场人员能够方便快捷的实现上述功能。该设备提供了全面的技术支持。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。