一种基于AIot技术的智能分布式网关的制作方法

一种基于aiot技术的智能分布式网关
技术领域
1.本实用新型涉及网关领域，尤其涉及一种基于aiot技术的智能分布式网关。


背景技术：

2.现有的同类产品，分布式控制器方面主流产品为塑料注塑机壳型产品，部分产品使用铝合金型材挤压机壳，部分产品使用钣金件折弯焊接制成，几乎所有的网关产品都作为信息转发的节点设备，产品有采用上位机集中控制的架构，一体统筹全局建网。
3.在工业应用场合，现有技术存在以下的问题：
4.射频需求表现与控制器本体为一体，没有考虑不同射频需求的兼容性，现有控制器出于成本考虑只选择一种特定的控制器设计方案导致没法兼容不同频段；
5.只有基于开关量的信号控制机理，没有考虑离散传感器读取信号的采集和发送，对于其他基于模拟量采集的传感器和数字量输出的控制方案支持较少；
6.产品多为塑料机壳，强度，高温特性，emc，emi特性不突出，甚至一次性设计，产品无法检修；
7.有部分产品采用铝合金型材挤压成型，但连接的部位是螺丝紧固，电路板插装于型材的槽体内，这种产品在受外力或老化的前提下产品连接缝隙会增大导致防水性能下降而提前报废；
8.钣金制造的产品精度较低，在性能特色上与铝合金挤压产品有部分相同的处境，但钣金件多采用spcc需要表面处理，环保要求较高；
9.所有的网关产品只作为信息的中转站而存在，基本不执行操作指令和动作，需要和下行链路的模块共同组网才能正常工作，导致系统开销和成本较大。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种基于aiot技术的智能分布式网关。
11.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
12.一种基于aiot技术的智能分布式网关，其特征在于，所述网关为一体金属压铸成型，它包括上下依次设置的外壳体和底壳，所述外壳体的底槽中设有电源gpio接口、指示灯、开关按键和电源线接口，所述电源gpio接口包括两组航空插头，所述外壳体的后端通过底壳密封，所述底壳包括内盖和外盖，所述内盖和外盖上下依次设置，所述内盖和外盖沿周向设有对应的螺孔，所述螺孔贯穿设有螺栓，所述外壳体后端的一侧设有葫芦孔，所述内盖的上端设有安装钣金，所述安装钣金的一侧设有与葫芦孔相配合的钣金葫芦孔，所述安装钣金的另一侧设有与内盖和外盖配合的螺孔；
13.所述外壳体内设有pcba总成，所述pcba总成上设有射频插座，所述射频插座设有sma接口，所述sma接口安装至少两组射频天线，所述射频天线与sma接口旋转连接，其中一组射频天线与云端服务器连接，另一组射频天线与aiot智能分布式控制器连接；
14.进一步地，所述外盖后端的中部设有标签槽，所述标签槽容纳标签。
15.进一步地，所述外壳体内沿前后方向设有若干后盖连接柱，所述后盖连接柱的中央设有后盖连接孔，所述后盖连接孔与内盖以及外盖的螺孔通过螺栓配合连接。
16.进一步地，所述pcba总成的外缘设有若干固定孔，所述外壳体内沿前后方向设有若干pcba连接柱，所述pcba连接柱的中央设有pcba连接孔，所述pcba连接孔与固定孔通过螺栓配合连接。
17.进一步地，所述pcba总成上还设有防水rj45接口，所述防水rj45接口连接有stp双绞线。
18.本实用新型通过在sma接口设置多个射频天线，同时具有上行链路和下行链路的联系中转控制能力，在上行链路联系不到云服务器时，可以当边缘计算和边缘服务器单独存在，不会导致下行链路及自己控制的相关设备失去控制而出现系统瘫痪；使用模块化的设计方案，将机体强度和电气方案隔离开，提供最大的电气操作空间，为迭代升级及部署不同的射频方案提供支持。
附图说明
19.图1为本实用新型整体结构拆解示意图；
20.图2为本实用新型外壳体、pcba总成和底壳的一拆解示意图；
21.图3为本实用新型外壳体、pcba总成和底壳的另一拆解示意图；
22.图4为本实用新型的组装示意图。
23.附图标记：
24.1外壳体、2底壳、3电源gpio接口、4指示灯、5开关按键、
25.6航空插头、7 pcba总成、8电源线接口、9内盖、10外盖、
26.11葫芦孔、12安装钣金、13螺孔、14射频插座、15钣金葫芦孔、
27.16射频天线、17标签槽、18后盖连接柱、19后盖连接孔、20螺栓、
28.21固定孔、22 pcba连接柱、23 pcba连接孔、24防水rj45接口、
29.25备用锂电池、26开关电源模组、27电源插座、28 gpio接头、
30.29继电器、30 rj45模块、31晶体管输出组、32开关指示灯插座。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.本实用新型公开了一种基于aiot技术的智能分布式网关，如图1所示，所述网关为一体金属压铸成型，它包括上下依次设置的外壳体1和底壳2，所述外壳体1的底槽中设有电源gpio接口3、指示灯4、开关按键5和电源线接口8，所述电源gpio接口3包括两组航空插头6，所述外壳体1的后端通过底壳2密封，所述底壳2包括内盖9和外盖10，所述内盖9和外盖10上下依次设置，所述内盖9和外盖10沿周向设有对应的螺孔13，所述螺孔13贯穿设有螺栓20。
33.所述外壳体1后端的一侧设有葫芦孔11，所述内盖9的上端设有安装钣金12，所述
安装钣金12的一侧设有与葫芦孔11相配合的钣金葫芦孔15，所述安装钣金12的另一侧设有与内盖9和外盖10配合的螺孔13。
34.所述外壳体1内设有pcba总成7，所述pcba总成7上设有射频插座14，所述射频插座14设有sma接口，所述sma接口安装至少两组射频天线16，所述射频天线16与sma接口旋转连接，其中一组射频天线16与云端服务器连接，另一组射频天线16与aiot智能分布式控制器连接。
35.所述外盖10后端的中部设有标签槽17，所述标签槽17容纳标签，所述外壳体1内沿前后方向设有若干后盖连接柱18，所述后盖连接柱18的中央设有后盖连接孔19，所述后盖连接孔19与内盖9以及外盖10的螺孔13通过螺栓20配合连接。
36.所述pcba总成7的外缘设有若干固定孔21，所述外壳体1内沿前后方向设有若干pcba连接柱22，所述pcba连接柱22的中央设有pcba连接孔23，所述pcba连接孔23与固定孔21通过螺栓20配合连接。
37.所述pcba总成7上设有防水rj45接口24，所述防水rj45接口24连接有stp双绞线，允许使用超六类stp双绞线有线连接，作为无线链路的备份使用，在重要的工业场合防止出现通讯故障，以提高系统可靠性。
38.所述pcba总成7的上端集成设置备用锂电池25、开关电源模组26、电源插座27、gpio接头28、若干继电器29、rj45模块30、晶体管输出组31和开关指示灯插座32，备用锂电池25为pcba总成7供电，开关电源模组26与开关按键5对应连接，gpio接头28与电源gpio接口3对应连接，rj45模块30与rj45接口24对应连接，开关指示灯插座32与开关按键5对应连接。
39.本实用新型的智能分布式网关配合云端后台系统、移动端app和控制器下部控制具体设备。
40.以铁路隧道智能减振器为例，在减振器端使用免费的2.4g zigbee协议，一组数量在256个以内的智能减振器群组通过下行链路连接到aiot智能分布式网关本身，而后在网关端通过4g\nbiot连接到云服务器端，通过web端或移动app端监测实时的减振器状态及故障指示。
41.以铁路照明中的智能分布式控制为例，本智能网关安装在led照明灯具上时，除了直接能根据时间、天气、环境、特殊事件需求来开启关闭led灯具，还具备监测灯具电流，电压，功率功能，内部基础温湿度传感器随时监测自身的温湿度处境，在此基础上还有pwm，模数/数模转换器，也可根据端口数量集成485或can芯片来对下进行总线监测和控制。
42.以上的数据在成本不敏感，实时性要求较高，部署量较少时可以采用4g\nbiot等频段直接发送至服务器端进行web或移动端app监测控制；
43.在成本敏感部署量交大时采用一台有4g功能aiot智能分布式网关，以4g作为上行链路连接服务器，以315m、433m、2.4g、5.8g作为下行链路，使用zigbee，lora，wifi协议或技术免费部署，一个网关根据开销和链路环境挂载不低于200个的下行链路节点设备。
44.具体实施时，以铁路或隧道照明为例，包括以下步骤：
45.1）当链路使用使用的是免费工业频段时，添加aiot智能分布式网关，在网关添加成功后，登录网关，从网关端搜索下行链路的设备，在搜索完成后添加或登录网关，使用手机app移动端的app应用直接扫码，或在app端输入isd序列号，绑定安装；
46.当链路使用的是4g/nbiot/gprs付费公网链路时，通过web端或app端登陆后台，直接后台添加isd序列号，在使用rj45连接时，找到mac地址设置绑定。
47.2）在网关和后台及下行链路控制器端信号打通后，发射测试信号，根据具体控制器设备的类型，分别监测几路继电器的吸合动断，如果反复听到相应的继电器吸合声，则说明开关量良好。
48.3）在输入端以mos管和晶体管作为输出时，监测输出电压和电流的正常范围，确定输出正常后，此功能调试正常。
49.4）使用pwm、模数/数模转换器信号输出功能时，在移动端app输出输入相关信号，并接载正常的执行和监测传感器，在测试正常后保持参数状态。
50.5）在温湿度监测功能中，更换温湿度环境以备监测参数的跳变，来观察监测的灵敏度和精确度。
51.6）以上调试正常完成后，将aiot智能分布式控制器安装在灯具上，并调试天线位置角度来达到更好的信号状态。
52.以轨道浮置板智能减振器为例，包括以下步骤：
53.1）使用前，先通过web端或app端登陆后台，在链路使用的是4g/nbiot/gprs付费公网链路时，后台添加isd序列号，在使用rj45连接时，找到mac地址设置绑定。
54.2）使用智能减振器的移动app登录注册后，以管理员身份添加网关isd号码并绑定，而后使用app扫描智能减振器的二维码添加或输入智能减振器的isd序列号并标号路段和减振器身份号码，并记录好初始数据保存于云端。
55.3）在加载非智能标尺减振器时，登录网关并标注好路段、减振器身份号码，记录好初始数值和初始时间保存于云端。
56.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。