智能通讯网关和智能通讯系统的制作方法

本实用新型实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种智能通讯网关和智能通讯系统。

背景技术：

随着计算机技术、信息通信技术的不断进步，已经从人与人的通信发展到人与物以及物与物的通信，并趋向于从局部物物相连过渡到横向的跨应用、跨地域的物联网。

智能通讯网关把小范围内的设备或传感器通过节点连入互联网，实现不同类型网络设备之间的协议转换，既可以实现广域网互联，还具有设备管理功能，通过网络管理各节点相关信息，实现远程控制。作为网络区域内，重要的通信设备，不同的工作现场情况会产生不同情况。

当网关或网络出现异常时，网络区域内设备无法正常工作，而用户也无法及时了解相关异常状态，想了解网关当前运行状态，用户必须主动查看，才能获取实时监控信息，这样导致异常无法及时处理。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种智能通讯网关和智能通讯系统，以实现智能通讯网关的自动报警功能和/或现场设备的监控。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能通讯网关，包括：

所述电源模块与所述主芯片连接，用于为所述主芯片提供工作电压；

所述主芯片，用于检测智能通讯网关的工作状态，且在工作状态异常时自动报警，和/或用于对工业现场设备进行监控；

所述通信模块与所述主芯片通信连接，用于在所述现场设备和/或智能通讯网关出现异常时进行短信推送。

进一步的，所述主芯片工作频率为800Mhz，且集成至少1个物理地址MAC、至少1个多路串口和至少1个USB接口，支持Linux高级操作系统。

进一步的，所述通信模块包括无线通信模块；

所述无线通信模块为Me909s-821模块，与所述主芯片使用USB通信连接，用于通过操作SIM卡，实现移动网络连接与数据通信，实现短信收发功能。

进一步的，所述通信模块包括有线通信模块；

所述有线通信模块通过以太网接口与上位机配置工具或应用层软件通信连接，用于实现以太网数据通信。

进一步的，还包括：存储模块；

所述存储模块与所述主芯片通信连接。

进一步的，所述存储模块包括以下至少一种模块：内存模块、闪存模块和SD卡数据存储模块。

进一步的，所述主芯片包含MMC控制器；

所述MMC控制器内置于所述主芯片中，所述SD卡数据存储模块与所述MMC控制器通信连接，用于读写MMC卡或SD卡中的数据并保存。

进一步的，还包括：双网络接口和/或串口接口；

所述双网络接口和/或串口接口与所述主芯片通信连接。

进一步的，所述串口接口为RS232接口和/或RS485。

进一步的，还包括：按键和/或LED指示灯；

所述按键和/或LED指示灯与所述主芯片通信连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种智能通讯系统，包括第一方面任一项所述的智能通讯网关。

进一步的，还包括：上位机和/交换机；

所述上位机通过网口与所述智能通讯网关连接；

所述交换机通过网口与所述智能通讯网关连接。

进一步的，还包括：终端设备；

所述终端设备与所述智能通讯网关通信连接。

进一步的，所述智能通讯网关和交换机位于网络传输层、上位机位于应用层、所述终端设备位于设备层。

本实用新型实施例通过在智能通讯网关中设置通信模块和主芯片，并将通信模块与所述主芯片通信连接，使智能通讯网关能够跟据自身工作状态自动进行报警，用户就无需担心网关工作情况，使用户在任何地方都可以了解网关异常状态，并能够采集到工业现场设备的异常信息，将信息发送给用户，使用户能够迅速了解采集现场设备的异常信息，便于及时进行处理。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种智能通讯网关的结构图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种智能通讯系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种智能通讯网关的结构图，如图1所示，具体包括：主芯片11、通信模块12和电源模块13；

所述电源模块13与所述主芯片11连接，用于为所述主芯片11提供工作电压；其中，所述电源模块13为外接电源插头，用于连接外接电源插口。

所述主芯片11用于检测智能通讯网关的工作状态，且在工作状态异常时自动报警，和/或用于对工业现场设备进行监控；

所述通信模块12与所述主芯片11通信连接，用于在所述现场设备和/或智能通讯网关出现异常时进行短信推送。

其中，终端设备包括但不限于移动终端、平板电脑、智能电表和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)设备等。

本实施例通过在智能通讯网关中设置通信模块和主芯片，并将通信模块与所述主芯片通信连接，使智能通讯网关能够跟据自身工作状态自动进行故障报警，并能够采集到工业现场设备的异常信息，将信息发送给用户，用户就无需担心网关工作情况，使用户在任何地方都可以了解网关异常状态，并能使用户迅速了解采集现场设备的异常信息，便于及时进行处理。

在上述实施例的基础上，所述主芯片11的工作频率可以为但不限于800Mhz，且集成至少1个物理地址MAC、至少1个多路串口和至少1个USB接口，支持Linux高级操作系统。

具体的，所述主芯片11可优选为TI Cotex A8系统芯片，工作频率可以为800Mhz，内集成优选2个MAC，多路串口、USB等外设，支持Linux高级操作系统。

在上述实施例的基础上，所述通信模块12包括无线通信模块121；

所述无线通信模块121为Me909s-821模块，与所述主芯片11使用USB(例如，USB2.0)通信连接，用于通过操作SIM卡，实现移动网络连接与数据通信，实现短信收发功能。

具体的，所述无线通信模块121可优选为无线3G/4G通信模块或wi-fi通信模块。例如，可采用华为3G/4G模块即Me909s-821模块，应用接口可采用52-Pin Mini PCIe接口，与主芯片11使用USB 2.0通信，支持AT命令，通过操作SIM卡，实现移动网络连接与数据通信，实现短信收发功能。例如，当应用程序出现通讯异常或出现智能通讯网关操作SD卡等外设异常时，智能通讯网关自动推送软、硬件故障信息至配置手机。

在上述实施例的基础上，所述通信模块12包括有线通信模块122；

所述有线通信模块122通过以太网接口与上位机配置工具或应用层软件通信连接，用于实现以太网数据通信。

具体的，所述有线通信模块122可采用主芯片MAC+以太网PHY(DP83848)方式实现，并外接RJ45接口实现以太网数据通信，通过以太网接口，可以接上位机配置工具或应用层软件，也可以采集具有网络接口的设备数据。例如，当运行的智能通讯网关检测到设备或自身异常时，可以通过有线网络给指定地址发送邮件，达到提醒远程用户了解详细信息，及时进行相关处理。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯网关还包括存储模块14；

所述存储模块14与所述主芯片11通信连接。

优选的，所述存储模块14包括以下至少一种模块：内存模块、闪存模块和SD卡数据存储模块。

其中，所述内存模块可优选为DDR3 512M内存，所述闪存模块可优选为NAND Flash 512M闪存。

在上述实施例的基础上，所述主芯片11包含MMC控制器111；

所述MMC控制器111内置于所述主芯片11中，所述SD卡数据存储模块与所述MMC控制器通信连接，用于读写MMC卡或SD卡中的数据并保存。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯网关还包括双网络接口15和/或串口接口16；

所述双网络接口15和/或串口接口16与所述主芯片通信连接。

具体的，所述智能通讯网关采用Linux操作系统与相关应用程序实现数据通信。其中，应用程序包括双网口之间数据通信进程、串口与网口数据转换进程、SD卡数据存储进程、短信报警信息处理进程等。

其中，串口接口16可以为RS232接口和/或RS485接口。具体的，所述智能通讯网关可优选包括4个RS485接口，2个RS232接口，通过该接口，可以连接到智能电表、PLC设备、变频器等具有RS485/RS232接口设备。

例如，应用程序通过串口接口通信读取串口设备数据时，当配置的该地址的数据不在设定范围内时，网关立及向指定手机号推送相关信息。当双网络接口之间少量数据通信出现配置的关键词信息时，网关监控网络数据，实现数据提取，通过无线通信模块推送短信信息。并通过多任务之间数据通信，提取终端设备信息与网关信息，将信息推送至已配置的手机，实现短信报警，以使达到用户快速了解网关网络区域内运行异常情况。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯网关还包括按键17和/或LED指示灯18；

所述按键17和/或LED指示灯18与所述主芯片11通信连接。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种智能通讯系统的结构图，如图2所示，包括实施例一提供的智能通讯网关21。该智能通讯网关21可优选具有4个RS485接口，2个RS232接口。

本实施例的智能通讯系统包含智能通讯网关，能够实现智能通讯网关的自动报警功能，并对工业现场设备进行监控，在所述现场设备出现异常时短信推送给用户，用户就无需担心网关工作情况，使用户在任何地方都可以了解网关异常状态。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯系统还包括上位机22和/交换机23；

所述上位机22通过网口与所述智能通讯网关21连接；

所述交换机23通过网口与所述智能通讯网关21连接。

所述上位机22用于配置需要监控的串口设备的地址及该地址数据范围(基于某种协议例如Modbus RTU)，配置需要监控的基于某种网络通信协议(例如Modubs TCP)的地址及该地址数据范围。

并且，所述上位机22可配置网络连接个数，当网络连接数量出现改变时，通过无线通信模块将网络连接个数与状态信息内容短信推送提醒。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯系统还包括终端设备24；

所述终端设备24与所述智能通讯网关21通信连接。

所述终端设备24包括但不限于移动终端、平板电脑、智能电表和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)设备等。

在上述实施例的基础上，所述智能通讯网关21和所述交换机23位于网络传输层、所述上位机22位于应用层、所述终端设备24位于设备层。

具体的，如图2所示，智能通讯网关21通过一个网口连接到交换机23，另一个网口连接到上位机22SCADA系统，形成网络数据采集，该智能通讯网关同时还具有4个RS485接口，2个RS232接口，通过该接口，可以连接到终端设备，例如智能电表、PLC、变频器等具有RS485/RS232接口设备，通过上位机配置，可将运行中关键数据或异常数据通过短信推送配置手机号，实现远程了解现场设备运行状态，及时做出相关决策。

本实施例提供的智能通讯系统的工作原理为，上位机通过配置工具配置串口设备监控地址及地址数据范围，并配置网络通信监控地址及地址数据范围。通过文件(例如，XML格式)写入智能通讯网关，智能通讯网关更新内部需监控地址数据及数据范围，在网络与网络之间数据转换、串口与网络之间数据转换时，智能通讯网关检测配置的地址的数据值是否超过规定的数据范围，当检测到通讯有效数据不在配置的数据范围内，则通过无线通信模块推送故障信息至手机。或者，当智能通讯网关检测网络连接数量出现改变或网络连接异常、硬件故障时，通过无线通信模块推送故障信息至手机。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。