多功能气象观测系统无线Mesh网关装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，包括主控板和通信控制端口，主控板包括微处理器MCU、电源供电模块、LCD显示模块、晶振电路、存储模块；通信控制端口包括ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口以及现场总线接口。本实用信息能够将气象观测真正实现语音化、可视化，实现了同时支持，多种技术标准的接口电路,支持，多重异构网络有效融合，实现了应急救援通信系统快速自组织无线网络、无线链路自愈和无线Mesh多跳路由传输,且其信号的稳定性使其对环境的适应能力更强，不易受到环境的干扰,相对于其他传输方式,其传输距离更长,更方便于产品的安装与布置。
【专利说明】多功能气象观测系统无线Mesh网关装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气象观测装置，特别涉及一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置。
【背景技术】
[0002]我国自然灾害时常发生，为了便于每日的气象观测，避免自然灾害和重特大等安全生产事故发生和灾害事故发生时可快速组织应急抢险力量和做出搜救等指挥决策，研制用于气象观测无线通信装备具有十分重大而紧迫的现实意义。网关是一种应用于网络互联的设备，其对于两个不同的通信协议、数据格式或语言、甚至体系结构不同的两种系统之间，充当一个翻译器，实现数据通信。随着物联网的兴起，无线网关在物联网系统中扮演着重要的角色，通过信息传感设备，以约定的协议，把物品与互联网相连接进行信息的交流与通信，实现职能化识别、定位、跟踪、监控和管理。现有的各种气象观测通信网关设备功能单一，无线传输功耗、传输带宽和传输距离指标均受到相互的制约，不能很好支持多媒体通信业务的实时可靠传输。现有的地面WiFi无线Mesh网络虽然具有支持IP互联技术、高带宽、多跳传输、网络自组织、动态路由及其自学习等优点，但是又受到野外气象观测供电方式以及电源容量的限制。所以迫切需要一种多功能气象观测无线Mesh网关装置，要求支持多种通信网络的融合，能够满足多媒体通信业务实时可靠传输，并且能够适应野外气象观测供电方式和电源容量的限制。
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型公开了一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，包括主控板和通信控制端口，所述的主控板包括微处理器MCU、电源供电模块、LCD显示模块、晶振电路、存储模块，所述的电源供电模块、LCD显示模块、晶振电路、存储模块分别与所述的微处理器MCU相连接；所述的通信控制端口包括ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口以及现场总线接口，所述的ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口分别与所述的微处理器MCU相连接。
[0005]作为本实用新型的一种改进，所述的ZigBee通信模块配置有第一高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述的WiFi模块配置有第二高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ或5.8GHZ。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述的微处理器MCU通过第零串口端与所述的ZigBee通信模块连接。
[0008]作为本实用新型的一种改进，所述的现场总线接口通过接口通过转换模块与微处理器MCU的第三串口端相连接。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述的北斗卫星模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第一串口端相连接。
[0010]作为本实用新型的一种改进，所述的GPRS通信模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第二串口端相连接。
[0011]作为本实用新型的一种改进，所述的工业以太网接口通过RJ45接口电路与微处理器MCU相连。
[0012]作为本实用新型的一种改进，所述的WiFi模块通过PCI与微处理器MCU的第四串口端相连接。
[0013]作为本实用新型的一种改进，所述的存储模块采用FLASH存储器。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0015](I)支持语言、视频等WIFi无线终端接入，实现了基于多跳网络的多媒体业务接入和无线Mesh路由传输平台，将气象观测真正实现语音化、可视化。
[0016](2)实现了同时支持WIFi无线Mesh网络和ZigBee无线Mesh网络、工业以太网和现场总线等多种技术标准的接口电路，支持工业以太网、RFID/传感器现场总线网络以及WIFi无线局域网等多重异构网络有效融合。
[0017](3)装置通过ZigBee通信模块和WIFi无线Mesh系统板实现了应急救援通信系统快速自组织无线网络、无线链路自愈和无线Mesh多跳路由传输。
[0018](4)装置支持系统在2.4GHZ/5.8GHZ两种微波工作频段，支持选配全向高增益外置天线和气象观测区域无线网络连续覆盖。
[0019](5)其无线数据传送模块采用GPRS或北斗卫星传送，其信号的稳定性使其对环境的适应能力更强，不易受到环境的干扰，相对于其他传输方式，其传输距离更长，更方便于产品的安装与布置。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为多功能气象观测系统无线Mesh网关装置结构框图。
[0021]图2为多功能气象观测系统无线Mesh网关装置连接图。
【具体实施方式】
[0022]以下将结合具体实施例对本实用新型提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0023]如图1和图2所示的一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，包括主控板和通信控制端口，主控板包括微处理器MCU、电源供电模块、IXD显示模块、晶振电路、存储模块，所述的电源供电模块、LCD显示模块、晶振电路、存储模块分别与所述的微处理器MCU相连接。电源供电模块采用市电或其他供电方式，LCD显示模块采用LCD显示屏或者可触控的IXD显示屏，用于显示处理器处理的状态信息，存储模块选用存储效率高的FLASH存储器，晶振电路用于向处理器提供时间信息，使处理器采集的信号与时间匹配。
[0024]所述的通信控制端口包括ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口以及现场总线接口，微处理器MCU通过第零串口端与所述的ZigBee通信模块连接；现场总线接口通过接口通过转换模块与微处理器MCU的第三串口端相连接；北斗卫星模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第一串口端相连接；GPRS通信模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第二串口端相连接；工业以太网接口通过RJ45接口电路与微处理器MCU相连；WiFi模块通过PCI与微处理器MCU的第四串口端相连接。
[0025]ZigBee通信模块配置有第一高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ;用于ZigBee网络接入和业务数据收发，为手持定位设备和其他ZigBee传感器终端数据业务提供了一个无线Mesh网络通信平台。WiFi模块配置有第二高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ或5.8GHZ。用于负责WiFi音、视频等业务终端的接入和数据收发。采用多个RF天线独立处理ZigBee无线Mesh网络和WIFi无线Mesh网络的业务数据，系统通信稳定性和可靠性更高，采用高增益全向RF天线，简化了 RF天线的安装步骤，增强了气象观测的监测能力。现场总线接口主要用于连接各种气象观测RFID手持定位设备，将采集到的数据传到主控板内，通过主控板进行协议和数据帧格式转换，最后使得数据能够在ZigBee无线Mesh网络中路由和传输。另外，可以使用网线连接本实用新型和控制中心且此连接为活动连接，在不使用以太网接口时不用插网线，也可以固定连接。最后，本装置接收到数据后，通过GPRS通信模块或北斗卫星通信系统进入远程数据传输网络，通过远程传输把数据送到监控中心，这样就可以坐在办公室的计算机前实施实时的气象观测任务。
[0026]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:包括主控板和通信控制端口，所述的主控板包括微处理器MCU、电源供电模块、IXD显示模块、晶振电路、存储模块，所述的电源供电模块、LCD显示模块、晶振电路、存储模块分别与所述的微处理器MCU相连接；所述的通信控制端口包括ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口以及现场总线接口，所述的ZigBee通信模块、WiFi模块、GPRS通信模块、北斗通信模块、工业以太网接口分别与所述的微处理器MCU相连接。
2.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的ZigBee通信模块配置有第一高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ。
3.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的WiFi模块配置有第二高增益全向RF天线，其工作频段为2.4GHZ或5.8GHZ。
4.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的微处理器MCU通过第零串口端与所述的ZigBee通信模块连接。
5.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的现场总线接口通过接口通过转换模块与微处理器MCU的第三串口端相连接。
6.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的北斗卫星模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第一串口端相连接。
7.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的GPRS通信模块通过USB接口转换器与微处理器MCU的第二串口端相连接。
8.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的工业以太网接口通过RJ45接口电路与微处理器MCU相连。
9.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的WiFi模块通过PCI与微处理器MCU的第四串口端相连接。
10.根据权利要求1所述的多功能气象观测系统无线Mesh网关装置，其特征在于:所述的存储模块采用FLASH存储器。
【文档编号】H04W88/16GK203827372SQ201420163202
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】周杰, 姚雷 申请人:南京信息工程大学