一种双制式数据传输电路和数据传输方法与流程

文档序号:15701773发布日期:2018-10-19 19:57阅读:156来源:国知局

本发明属于领域,特别涉及一种双制式数据传输电路和数据传输方法。



背景技术:

目前,随着2G/3G/4G无线技术的发展,无线数传模块成为了连接现场设备和远程服务器的桥梁,因为大部分现场仪表数据传输量较小的特点,现有的GSM网络因为覆盖广,容量大成为了现有的大部分无线数传模块连接的网络制式,但是随着接入点的增多,2G网络的压力越来越大,这就急切需要一种可以容纳更多接入点的网络模式,NB-IoT网络制式也就此诞生了,NB-IoT网络制式因为部署简单、传输功耗低、连接点数多等特点,迅速受到各大运营商的青睐。

但是,目前尚没有技术方案支持工业仪表与下位机之间的NB-IoT网络制式连接,并同时支持工业仪表与服务器之间的无线数据传输。

因此,本发明提供一种双制式数据传输电路和数据传输方法,能够支持工业仪表与下位机之间的NB-IoT网络制式连接,并同时支持工业仪表与服务器之间的无线数据传输。



技术实现要素:

本发明提出一种双制式数据传输电路和数据传输方法,解决了现有技术中的问题。

本发明的技术方案是这样实现的:

一方面,本发明提供一种双制式数据传输电路,包括:

通讯单元电路,用于通过NB-IoT网络制式与下位机实现数据传输;

无线网络模组电路,用于根据指令进行GSM网络制式参数配置,建立与服务器的通讯通道,并通过GSM网络制式与服务器实现联网流程进行无线数据传输;

核心处理单元电路,用于进行指令控制无线网络模组电路与服务器进行联网流程,并当网络连接正常后,建立无线网络模组电路与服务器的通讯通道;

电源管理电路,用于提供核心处理单元电路进行工作所需的电源。

作为一种优选的实施方式,所述无线网络模组电路还包括:SIM卡电路,用于通过GSM网络制式与服务器实现无线数据传输。

作为一种优选的实施方式,所述核心处理单元电路在SIM卡电路与服务器之间的GSM网络制式联网以及通讯单元电路与下位机之间的NB-IoT网络制式联网采用AT指令切换。

作为一种优选的实施方式,所述通讯单元电路通过工业仪表预留的通讯接口连接电脑RS232和/或RS485通讯接口。

作为一种优选的实施方式,所述核心处理单元电路配置NB-IoT网络制式的APN参数,控制下位机与通讯单元电路的联网流程,并配置GSM网络制式的APN参数,控制SIM卡电路与服务器采用GSM网络制式联网。

作为一种优选的实施方式,所述核心处理单元电路对无线网络模组电路与服务器的联网过程,及通讯单元电路与下位机进行联网过程中出现的错误进行诊断。

作为一种优选的实施方式,所述核心处理单元电路还连接有报警电路,用于根据所述核心处理单元电路对无线网络模组电路与服务器的联网过程,及通讯单元电路与下位机进行联网过程中进行错误诊断的结果进行对应类型的报警提示。

作为一种优选的实施方式,所述报警提示包括长音报警提示和短音报警提示,并根据长音报警提示和短音报警提示的报警次数确实报警类型。

作为一种优选的实施方式,所述核心处理单元电路还连接有看门狗电路,用于当核心处理单元电路出现故障时,对核心处理单元电路进行复位控制。

作为一种优选的实施方式,当核心处理单元电路出现故障时,所述看门狗电路判断核心处理单元电路故障类型,若核心处理单元电路故障类型为目标进程未启动,则看门狗调用目标进程;若核心处理单元电路故障类型为未响应,且特定时间内未响应次数超过一定量,对核心处理单元电路进行复位。

另一方面,本发明还提供一种数据传输方法,包括如下步骤:

a:配置工业仪表及远程服务器之间的GSM网络制式通讯通道和工业仪表与下位机之间的NB-IoT网络制式通讯通道;

b:检测工业仪表现场及远程服务器之间的网络覆盖情况;

c:将通过NB-IoT网络制式接收的来自于下位机的数据通过GSM网络制式传输到远程服务器。

采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:本发明能够支持GSM网络制式及NB-IoT网络制式,可以利用工业仪表预留的RS232或者RS485接口通过NB-IoT网络制式实现与下位机的联网流程,部署更加简单,传输功耗更低而且连接点数多,同时地能够通过SIM卡的形式与远程服务器实现远程的无线连接,本发明能够通过NB-IoT网络制式接收来自下位机的数据,并通过无线方式将数据传输至远程服务器,此外,由于设置有看门狗电路和报警电路,能够在核心处理单元电路出现故障时进行复位并且进行报警,而且使用者可以根据报警提示的不同确定故障类型,方便使用者进行相应的故障维修,提高效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双制式数据传输电路的方框示意图;

图2为根据一个实施例提供的电源管理电路的具体电路图;

图3为根据一个实施例提供的看门狗电路的具体电路图;

图4为根据一个实施例提供的通讯单元电路的具体电路图;

图5为根据一个实施例提供的无线网络模组的具体电路图。

图6为本双制式数据传输方法的流程示意图。

图中,1.电源管理电路;2.看门狗电路;3.报警电路;4.核心处理单元电路;5.通讯单元电路;6.无线网络模组电路;7.SIM卡电路;D3.第三二极管;C10.第十电容;C13.第十三电容;D5.第五二极管;R12.第十二电阻;L1.第一电感;R15.第十五电阻;C11.第十一电容;C12.第十二电容;D4.第四二极管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,本双制式数据传输电路,包括:

通讯单元电路5,用于通过NB-IoT网络制式与下位机实现数据传输;

无线网络模组电路6,用于根据指令进行GSM网络制式参数配置,建立与服务器的通讯通道,并通过GSM网络制式与服务器实现联网流程进行无线数据传输;

核心处理单元电路4,用于进行指令控制无线网络模组电路6与服务器进行联网流程,并当网络连接正常后,建立无线网络模组电路6与服务器的通讯通道;

电源管理电路1,用于提供核心处理单元电路4进行工作所需的电源。

基于上述技术方案,本发明能够支持GSM网络制式及NB-IoT网络制式,可以利用工业仪表预留的RS232或者RS485接口通过NB-IoT网络制式实现与下位机的联网流程,接收来自于下位机的数据,部署更加简单,传输功耗更低而且连接点数多,同时地能够通过GSM网络制式与远程服务器实现远程的无线连接,将数据通过无线的方式传输至远程服务器。

在一实施例中,具体的结合图2,电源管理电路1包括一降压电源管理芯片LM2596S,降压电源管理芯片的输入端通过第三二极管D3连接电源,利用第三二极管D3进行防反,避免断电时电流倒灌,在降压电源管理芯片的输入端及接地端之间设置有并联的第十电容C10和第十三电容C13,构成滤波电路,第十电容C10和第十三电容C13一个大电容一个小电容,其中小电容滤除电源中的高于工频数倍的杂波,大电容对中低频的电压脉动提供滤波的直流分量,提供基准的输出电压,降压电源管理芯片的输入端还通过反接的第五二极管D5接地;降压电源管理芯片的输出端通过第一电感L1和第十二电阻R12输出,第一电感L1使电源断开后还能延迟输出电流,第十二电阻R12则可以降流保护后续电路,降压电源管理芯片的输出端还通过串联的第十四电阻和第十五电阻R15接地,降压电源管理芯片的输出端还通过并联的第十一电容C11和第十二电容C12接地,降压电源管理芯片的输出端还通过反接的第四二极管D4接地,其余辅助电路不再赘述。

在一个实施例中,所述无线网络模组电路6还包括:SIM卡电路7,用于通过GSM网络制式与服务器实现无线数据传输。更进一步的,所述SIM卡电路7还连接有SIM卡保护电路,用于保证SIM卡电路7的平稳运行。

在一个实施例中,所述核心处理单元电路4在SIM卡电路7与服务器之间的GSM网络制式联网以及通讯单元电路5与下位机之间的NB-IoT网络制式联网采用AT指令切换。

在一个实施例中,所述通讯单元电路5通过工业仪表预留的通讯接口连接电脑RS232和/或RS485通讯接口,根据本实施例,请结合图4,通讯单元电路5包括一通讯芯片MAX3232及外围辅助电路,利用MAX3232及外围辅助电路,实现与下位机的联网,其余辅助电路不再赘述。

在一个实施例中,请参照图5,无线网络模组电路6及SIM卡电路7包括一芯片SIM7000C和辅助电路(具体元件不做赘述),利用SIM7000C实现核心处理单元电路4与服务器之时的GSM网络制式联网及数据传输。

在一个实施例中,所述核心处理单元电路4配置NB-IoT网络制式的APN参数,控制下位机与通讯单元电路5的联网流程,并配置GSM网络制式的APN参数,控制SIM卡电路7与服务器采用GSM网络制式联网。

在一个实施例中,所述核心处理单元电路4对无线网络模组电路6与服务器的联网过程,及通讯单元电路5与下位机进行联网过程中出现的错误进行诊断。

在一个实施例中,所述核心处理单元电路4还连接有报警电路3,用于根据所述核心处理单元电路4对无线网络模组电路6与服务器的联网过程,及通讯单元电路5与下位机进行联网过程中进行错误诊断的结果进行对应类型的报警提示。

进一步的,所述报警提示包括长音报警提示和短音报警提示,并根据长音报警提示和短音报警提示的报警次数确实报警类型。

在一个实施例中,所述核心处理单元电路4还连接有看门狗电路2,用于当核心处理单元电路4出现故障时,对核心处理单元电路4进行复位控制。

进一步的,当核心处理单元电路4出现故障时,所述看门狗电路2判断核心处理单元电路4故障类型,若核心处理单元电路4故障类型为目标进程未启动,则看门狗调用目标进程;若核心处理单元电路4故障类型为未响应,且特定时间内未响应次数超过一定量,对核心处理单元电路4进行复位。

根据本实施例,提供一种具体的看门狗电器,请参照图3,包括一看门狗芯片CAT1161,CAT1161的RST引脚通过第四电阻连接核心处理单元电路4的RST管脚,当核心处理单元电路4出现故障时,看门狗芯片根据故障诊断的错误类型,进行复位,通过看门狗芯片的RST引脚发送一个复位信号到核心处理单元电路4的RST管脚,实现复位,其余辅助电路不再赘述。

基于此,本双制式数据传输电路,通过通讯单元电路5连接电脑RS232通讯口,对无线网络模组电路6内部通讯参数进行配置,配置完成后,断开配置电路,然后核心处理电源电路开始控制无线网络模组电路6进行连网流程,当网络连接正常后,此时建立了通讯单元电路5与服务器TCP端口的通讯通道。当由于现场干扰导致核心处理电源电路4死机时,看门狗电路2立刻进行复位控制。

另一方面,本发明提供一种双制式数据传输方法,包括如下步骤:

a:配置工业仪表及远程服务器之间的GSM网络制式通讯通道和工业仪表与下位机之间的NB-IoT网络制式通讯通道;

b:检测工业仪表现场及远程服务器之间的网络覆盖情况;

c:通过NB-IoT网络制式与下位机进行联网,通过GSM网络制式与远程服务器进行联网,并在完成联网后,将通过NB-IoT网络制式接收的来自于下位机的数据通过GSM网络制式传输到远程服务器。

进一步的,步骤a中,配置NB-IoT网络制式通讯通道包括通过工业仪表预留的通讯接口连接电脑RS232和/或RS485通讯接口,RS232和RS485接口,作为常见的工业通讯口方式接,具有较强的普适性,能够适应大部分的使用环境。

进一步的,步骤c中,还包括在与服务器之间的GSM网络制式联网和与下位机之间的NB-IoT网络制式联网之间采用AT指令切换。

进一步的,步骤c中,包括确定配置与服务器之间的GSM网络制式和与下位机之间的NB-IoT网络制式的APN参数,并在完成参数配置后,利用GSM网络制式与服务器采用GSM网络制式联网。

进一步的,步骤c中,在通过NB-IoT网络制式与下位机进行联网及通过GSM网络制式与远程服务器进行联网过程中,对采用GSM网络制式与远程服务器之间的联网流程和/或者采用NB-IoT网络制式与下位机之间的联网流程中出现的错误进行诊断,利用核心处理单元电路对控制无线网络模组电路及通讯单元电路联网的过程中出现的错误进行诊断,确定错误的类型。

进一步的,利用核心处理单元电路对控制无线网络模组电路及通讯单元电路联网的过程中出现的错误进行诊断,确定错误类型,若错误类型为目标进程未启动,则调用目标进行;若错误类型为未响应,且特定时间内未响应次数超过一定量,则进行复位。

进一步的,对确定错误的类型进行对应类型的报警提示。

更进一步的,报警提示包括长音报警提示和短音报警提示,并根据长音报警提示和短音报警提示的报警次数确实报警类型,由于设置有看门狗电路和报警电路,能够在核心处理单元电路出现故障时进行复位并且进行报警,而且使用者可以根据报警提示的不同确定故障类型。

该双制式数据传输方法能够支持GSM网络制式与远程服务器之间联网,可以利用工业仪表预留的RS232或者RS485接口实现NB-IoT网络制式与下位机的联网流程,部署更加简单,传输功耗更低而且连接点数多,同时地能够通过SIM卡的形式与远程服务器实现远程的无线连接,避免了某些使用环境下,无法直接通过NB-IoT网络制式与远程服务器联网的问题;此外,由于能够在通过GSM网络制式或者NB-IoT网络制式行联网过程中进行故障诊断,并在诊断出故障时进行复位并且进行报警,而且使用者可以根据报警提示的不同确定故障类型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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