一种网关设备和无线传输系统的制作方法

本实用新型涉及数据监测传输领域，具体而言，涉及一种网关设备和无线传输系统。

背景技术：

目前，在矿井内需要对矿井的状况进行实时的监测，以保证井下的安全施工，因此就需要将监测设备监测到的数据传输至服务器进行数据的分析处理，能够及时的了解矿井内的情况并及时做出调整。由此看来，监测数据的传输在整个监测过程中起到了至关重要的作用。

相关技术中，现有控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线监测设备，一般通过网络RJ45口转CAN接口来实现的，或者就地通过CAN总线硬件接线实现监测。

在实际操作过程中，矿井下的状况比较复杂，在矿井下接线具有一定的难度，并且在需要移动进行监测的条件下，不能满足移动的需求，给矿井下的监测带来了很大的制约。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种网关设备和无线传输系统，以实现通过WiFi将监测数据传输到远端服务器和/或移动终端，满足需要移动监测的需求，给矿井下的监测带来了极大的便利。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种网关设备，所述设备包括：CAN收发器、微控制单元和WiFi模块；

所述微控制单元分别与所述CAN收发器和所述WiFi模块连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述设备还包括：无线通信装置；

所述无线通信装置与所述微控制单元连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述无线通信装置包括：无线传输单元和备用无线传输单元；

所述无线传输单元和所述备用无线传输单元分别与所述微控制单元连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述无线传输单元包括：移动通信基带处理芯片、模数转换模块、移动通信射频芯片和移动通信天线；

所述移动通信基带处理芯片分别与所述微控制单元和所述模数转换模块连接；所述模数转换模块与所述移动通信射频芯片连接，所述移动通信射频芯片和所述移动通信天线连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述备用无线传输单元包括：卫星导航系统基带处理芯片、模数转换子单元、卫星导航系统射频芯片和卫星导航系统天线；

所述卫星导航系统基带处理芯片分别与所述微控制单元和模数转换子单元连接，所述模数转换子单元和所述卫星导航系统射频芯片连接，所述卫星导航系统射频芯片和所述卫星导航系统天线连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述设备还包括：RS232转RS485模块；

所述RS232转RS485模块与所述微控制单元连接；

所述RS232转RS485模块，用于接收所述微控制单元分析处理后的监测数据，通过RS485总线将所述监测数据发送给远端服务器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述微控制单元包括：STM32单片机；

所述STM32单片机分别与所述CAN收发器和所述WiFi模块连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述WiFi模块包括：ESP8266芯片；

所述ESP8266芯片与所述微控制单元连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种无线传输系统，所述系统包括：上述的网关设备和远端服务器。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述系统包括：上述的网关设备和移动终端。

本实用新型实施例提供的一种网关设备和无线传输系统，通过设置CAN收发器、微控制单元和WiFi模块，将CAN总线监测到的监测数据通过CAN收发器传输给微控制单元，经过该微控制单元对监测数据的分析和处理，将处理后的监测数据通过WiFi模块设置的AP模式发送给远端服务器和/或移动终端，与现有技术通过总线进行监测数据的传输相比，该网关设备可以更好的适应矿井下在监测环境比较复杂时的移动监测，保证监测数据的有效传输，给矿井下的监测带来了极大的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种网关设备的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种无线传输系统的结构示意图。

附图1中，各标号所代表的部件列表如下：

10：CAN收发器， 11：微控制单元，

12：无线通信装置， 13：无线传输单元，

14：备用无线传输单元， 15：WiFi模块，

16：RS232转RS485模块， 130：移动通信基带处理芯片，

131：模数转换模块， 132：移动通信射频芯片，

133：移动通信天线， 140：卫星导航系统基带处理芯片，

141：模数转换子单元， 142：卫星导航系统射频芯片，

143：卫星导航系统天线。

附图2中，各标号所代表的部件列表如下：

1：网关设备， 2：远端服务器，

3：移动终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

考虑到相关技术中，现有控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线监测设备，一般通过网络RJ45口转CAN接口来实现的，或者就地通过CAN总线硬件接线实现监测。在实际操作过程中，矿井下的状况比较复杂，在矿井下接线具有一定的难度，并且在需要移动进行监测的条件下，不能满足移动的需求，给矿井下的监测带来了很大的制约。基于此，本实用新型实施例提供了一种网关设备和无线传输系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

为了能够实现远程的监测数据传输和满足移动监测的需求。本实施例提供一种网关设备1，设备包括：CAN收发器10、微控制单元11和WiFi模块15；

微控制单元11分别与CAN收发器10和WiFi模块15连接；

CAN收发器10，用于接收CAN总线传输的监测数据，并将监测数据发送到微控制单元11；

微控制单元11，用于接收CAN收发器10发送的CAN总线的监测数据，并对监测数据进行分析处理，并将分析处理后的监测数据发送到WiFi模块15；

WiFi模块15，用于接收微控制单元11分析处理后的监测数据，并设置无线接入点AP，将分析处理后的监测数据通过设置为无线接入点的WiFi模块15发送至远端服务器2和/或移动终端3。

其中，微控制单元11分(Microcontroller Unit，MCU)为芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

为了在超出WiFi模块15的传输距离时，仍然能够采用无线传输的方式进行监测数据的传输。本实施例提供一种网关设备1，该设备还包括：无线通信装置12；

无线通信装置12与微控制单元11连接。

无线通信装置12包括：无线传输单元13和备用无线传输单元14；

无线传输单元13和备用无线传输单元14分别与微控制单元11连接。

无线传输单元13包括：移动通信基带处理芯片130、模数转换模块131、移动通信射频芯片132和移动通信天线133；

移动通信基带处理芯片130分别与微控制单元11和模数转换模块131连接；模数转换模块131与移动通信射频芯片132连接，移动通信射频芯片132和移动通信天线133连接；

移动通信基带处理芯片130，用于对数据进行调制处理，将进行完调制处理后的数据发送给模数转换模块131，调制后的数据，在移动通信网络中被传输。

模数转换模块131，用于对数据进行数模转换，并将数模转换完毕的数据发送给移动通信射频芯片132；

其中，模数转换模块131，用于将携带数据的信号从数字信号转换为模拟信号，使得数据可以在移动通信网络中进行传输。

移动通信射频芯片132，用于将数模转换完毕的数据通过移动通信天线133传输至远端服务器2和/或移动终端3。

其中，移动通信基带处理芯片130、模数转换模块131、与移动通信射频芯片132、移动通信天线133均可采用现有的任何可以实现相应功能的芯片或者电路，这里不再一一赘述。

当无法通过无线传输单元13进行监测数据的传输时。本实施例提供一种网关设备1，还包括备用无线传输单元14包括：卫星导航系统基带处理芯片140、模数转换子单元141、卫星导航系统射频芯片142和卫星导航系统天线143；

卫星导航系统基带处理芯片140分别与微控制单元11和模数转换子单元141连接，模数转换子单元141和卫星导航系统射频芯片142连接，卫星导航系统射频芯片142和卫星导航系统天线143连接；

卫星导航系统基带处理芯片140，用于对数据进行调制处理，将进行完调制处理后的数据发送给模数转换子单元141，使得调制后的数据，在卫星通信网络中被传输；

模数转换子单元141，用于对数据进行数模转换，并将数模转换完毕的数据发送给卫星导航系统射频芯片142；

其中，模数转换子单元141，用于将携带数据的信号从数字信号转换为模拟信号，使得数据可以在卫星通信网络中进行传输。

卫星导航系统射频芯片142，用于将数模转换完毕的数据通过卫星导航系统天线143传输至远端服务器2和/或移动终端3。

为了能够WiFi模块15对数据的接收和与远端服务器2和/或移动终端3进行连接。本实施例提供一种网关设备1，WiFi模块15包括：

第一监测数据接收单元，用于接收分析处理后的监测数据；

无线接入点设置单元，用于将WiFi模块15设置为无线接入点；

连接指令接收单元，用于接收远端服务器2和/或移动终端3发送的连接指令，连接指令携带有远端服务器2和/或移动终端3的用户标识和预先设置的用户密码；

身份验证单元，用于通过连接指令中携带的用户标识和预先设置的用户密码，对远端服务器2和/或移动终端3进行身份验证；

连接单元，用于远端服务器2和/或移动终端3身份验证通过时，将分析处理后的监测数据通过设置为无线接入点的WiFi模块15发送至远端服务器2和/或移动终端3。

通过以上实施例可以看出，第一监测数据接收单元接收微控制单元11分析处理后的监测数据，同时将WiFi模块15设置为无线接入点，将通过连接指令接收单元接收携带远端服务器2和/或移动终端3的用户标识和预先设置的用户密码，通过身份验证单元对远端服务器2和/或移动终端3进行身份验证，通过验证后将监测数据通过WiFi模块15发送至远端服务器2和/或移动终端3。

为了实现与远端服务器2建立连接。本实施例提供一种网关设备1，连接单元包括：服务器IP设置子单元、第一TCP连接建立子单元和第一WiFi发送子单元；

服务器IP设置子单元与第一TCP连接建立子单元连接；

第一TCP连接建立子单元与第一WiFi发送子单元连接；

服务器IP设置子单元，用于设置服务器的IP和端口；

第一TCP连接建立子单元，用于与远端服务器2建立TCP连接，并判断与远端服务器2建立TCP连接是否成功；

第一WiFi发送子单元，用于当第一TCP连接建立子单元确定与远端服务器2建立TCP连接时，通过设置的IP和端口将监测数据发送到远端服务器2。

通过以上实施例可以看出，通过服务器IP设置子单元进行服务器IP和端口的设置，通过函数来实现断开回调和接收回调，通过第一TCP连接建立子单元与远端服务器2建立TCP连接，与TCP建立连接后启动定时器接收监测数据，将监测数据通过第一WiFi发送子单元发送至远端服务器2。

为了实现与移动终端3建立连接。本实施例提供一种网关设备1，连接单元还包括：第二TCP连接建立子单元和第二WiFi发送子单元；

第二TCP连接建立子单元与第二WiFi发送子单元连接；

第二TCP连接建立子单元，用于实时监听是否有移动终端3与第二TCP连接建立子单元建立TCP连接；

第二WiFi发送子单元，用于在接收到监测数据时，将监测数据发送到移动终端3。

通过以上实施例可以看出，通过第二TCP连接建立子单元实时监听移动终端3是否与WiFi模块15建立TCP连接，当移动终端3与WiFi模块15建立TCP连接关系时，通过第二WiFi发送子单元将监测数据发送至移动终端3。

为了实现监测数据的有效传输。本实施例提供一种网关设备1，设备还包括：RS232转RS485模块16；

RS232转RS485模块16与微控制单元11连接；

RS232转RS485模块16，用于接收微控制单元11分析处理后的监测数据，通过RS485总线将监测数据发送给远端服务器2。

其中，RS232接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接，RS232转RS485模块16能够实现这一电平的转化，同时扩大了接口数量和传输距离，使监测数据能够更加有效的传输至远端服务器2。

为了能够实时接收CAN总线的监测数据。本实施例提供一种网关设备1，CAN收发器10包括：第二监测数据接收单元和监测数据发送单元；

第二监测数据接收单元分别与CAN总线和监测数据发送单元连接；

第二监测数据接收单元，用于接收CAN总线传输的监测数据，并将监测数据发送到监测数据发送单元；

监测数据发送单元，用于接收第二监测数据接收单元发送的监测数据，并将监测数据发送至微控制单元11。

通过以上实施例可以看出，CAN总线将监测数据发送至第二监测数据接收单元，通过监测数据发送单元将监测数据发送至微控制单元11，对监测数据进行处理。

为了实现对监测数据的实时分析和处理。本实施例提供一种网关设备1，微控制单元11包括：STM32单片机；

STM32单片机分别与CAN收发器10和WiFi模块15连接。

其中，STM32单片机为一款高性能、低成本和低能耗的单片机，使用ARM最新的、先进架构的Contex-M3内核，能够满足对监测数据的处理要求，对监测数据进行实时的分析和处理。

为了能够将监测数据实时的传输给远端服务器2和/或移动终端3。本实施例提供一种网关设备1，WiFi模块15包括：ESP8266芯片；

ESP8266芯片与微控制单元11连接。

其中，ESP8266芯片的使用，能够大大减少WiFi模块15的能耗，具有体积小，传输效率高等优点，能够保证讲监测数据实时发送至远端服务器2和/或移动终端3，实现数据的有效传输。

为了能够实现对监测数据的发送和接收。本实施例提供一种无线传输系统，系统包括：上述的网关设备1和远端服务器2。

该系统还包括：上述的网关设备1和移动终端3。

通过以上实施例可以看出，网关设备1实现对数据的实时监测处理和传输，将监测数据实时传输至远端服务器2和/或移动中端，实现数据的有效传输，在矿井条件复杂的情况下可以满足移动监测的需求，方便了矿井下的数据的监测。

综上所述，本实施例提供的一种网关设备和无线传输系统，通过设置CAN收发器、微控制单元和WiFi模块15，将CAN总线监测到的监测数据通过CAN收发器传输给微控制单元，经过该微控制单元对监测数据的分析和处理，将处理后的监测数据通过WiFi模块15设置的AP模式发送给远端服务器和/或移动终端，与现有技术通过总线进行监测数据的传输相比，该网关设备可以更好的适应矿井下在监测环境比较复杂时的移动监测，保证监测数据的有效传输，给矿井下的监测带来了极大的方便。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。