CN206060825U - 一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于物联网领域，提供了一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置，通过数字通讯接口模块实现装置与工业设备间进行数据通讯交互；模拟量转换模块采集模拟量数据；处理器模块获取装置定位数据、获取得到设备运行数据、控制装置与物联网云平台间的数据通信方式；也通过通信模块向物联网云平台上报数据、接收从物联网云平台发送过来的控制指令；处理控制指令与获取得到的设备运行数据；GPS模块获取GPS定位数据；通信模块实现装置通过多种联网方式接入物联网云平台。本实用新型通过所述实现多联网方式接入物联网云平台的装置，实现了在保持工业设备原有样貌的基础上实现多种方式接入物联网云平台和工业设备定位功能。

Description

一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置

技术领域

本发明属于物联网领域，尤其涉及一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置。

背景技术

工业物联网是一个非常复杂而庞大的体系，实际上将工业设备“联网”是实现工业物联网的初步阶段。然而，众多不同应用领域的工业设备，如大多数设备控制器、PLC(Programmable Logic Controller，可编程式逻辑控制器)、变频器、空压机、发电机组、充电桩、车身电子等设备，特别是传统的工业设备，仍然不具备联网接入物联网云平台的功能。而且，中国拥有数百万家工厂，工业设备更是多达数十亿台，目前没有一种通用、可靠的方式，让每个具体领域的工业机器在保持设备原有样貌的基础上实现联网。

工业设备物联网进一步所要解决的问题是与设备的交互问题，也就是说，首先要解决的是如何从设备获取运行数据，或者将在物联网云平台上把数据(指令)发给设备，这也就是我们常说的与设备的“交互协议”。针对上述问题，本方案在于提供一种能实现多联网接入物联网云平台的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，能让各种领域的工业设备保持原有样貌，通过加装所述装置，从设备获取运行数据，并提供GSM无线网络、以太网有线网络、以及WIFI连接方式，实现工业设备多种方式接入物联网云平台，并实现云平台与工业设备之间的数据交互。

发明内容

本实用新型提供了一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置，旨在解决现有技术中存在的大多数工业设备无法在保持原有样貌的基础上实现多种方式接入物联网云平台、以及无法实现物联网云平台与工业设备之间的数据交互的问题。

本实用新型一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置，包括处理器模块、数字通讯接口模块、数字信号收发模块、模拟量转换模块、GPS模块、通信模块和供电模块；

所述数字通讯接口模块与数字信号收发模块连接；

所述数字信号收发模块、模拟量转换模块、GPS模块、通信模块和供电模块，分别与处理器模块相连；

其中，

所述数字通讯接口模块，用于实现所述装置与工业设备间进行数据通讯交互；

所述数字信号收发模块，用于通过所述数字通讯接口模块从工业设备上采集数字量数据、并将采集的数据传输至所述处理器模块；

所述模拟量转换模块，用于采集模拟量数据，将所述模拟量数据转换为数字量数据并传输到所述处理器模块；

所述处理器模块，用于分别向与其连接的各个模块发送数据指令，获取装置定位数据、获取得到设备运行数据、控制装置与物联网云平台间的数据通信方式；也能用于通过所述通信模块向物联网云平台上报数据、接收从物联网云平台发送过来的控制指令；用于处理所述控制指令与获取得到的设备运行数据，实现反向控制设备运行、实现工业设备与物联网云平台间的数据交互；并且还用于控制实现装置报警、状态提示功能；

所述GPS模块，用于获取GPS定位数据，实现所述装置定位；

所述供电模块，用于接通外部供电电源，给所述装置的各个模块供电；

所述通信模块，用于实现所述装置通过多种联网方式接入物联网云平台、实现与物联网云平台之间的数据通信；其还分别包括用于通过2G网络实现与物联网云平台联网的GSM模块、用于通过以太网有线方式实现与物联网云平台联网的以太网模块、以及用于通过WIFI方式实现与物联网云平台联网的WIFI模块。

本实用新型提供的技术带来的有益效果有以下几点：

1)解决众多不同应用领域的工业设备仍然不具备联网接入云平台的问题。

2)解决现有工业设备控制器实现联网的方式单一问题。

3)能采集到工业设备的数字量数据和模拟量数据，扩大本发明装置在各具体领域设备上的适用范围，并且解决物联网云平台与工业设备的数据交互问题。

4)实现工业设备定位功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术实用新型，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的一种模块结构图；

图2为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置微处理器模块的端口连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的另一种模块结构图；

图4为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的另一种模块结构图；

图5为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的另一种模块结构图；

图6为本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的另一种模块结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本实用新型实施例提供的实现多联网方式接入物联网云平台的装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

实现多联网方式接入物联网云平台的装置，包括处理器模块01、数字通讯接口模块02、数字信号收发模块03、模拟量转换模块04、GPS模块05、通信模块06和供电模块07。

其中，数字通讯接口模块02与数字信号收发模块03连接；数字信号收发模块03、模拟量转换模块04、GPS模块05、通信模块06和供电模块07，分别与处理器模块01相连。

数字通讯接口模块02，用于实现装置与工业设备间进行数据通讯交互。

数字信号收发模块03，用于通过数字通讯接口模块02从工业设备上采集数字量数据、并将采集的数据传输至处理器模块01。

模拟量转换模块04，用于采集模拟量数据，将模拟量数据转换为数字量数据并传输到处理器模块01。其中，模拟量转换模块04可以为模拟量采集器。

处理器模块01，用于分别向与其连接的各个模块发送数据指令，获取装置定位数据、获取得到设备运行数据、控制装置与物联网云平台间的数据通信方式；也能用于通过通信模块06向物联网云平台上报数据、接收从物联网云平台发送过来的控制指令；用于处理控制指令与获取得到的设备运行数据，实现反向控制设备运行、实现工业设备与物联网云平台间的数据交互；并且还用于控制实现装置报警、状态提示功能；处理器模块01为STM32405或STM32 407；

GPS模块05，用于获取GPS定位数据，实现装置定位。GPS模块05与处理器模块01的IIC接口连接。

供电模块07，用于接通外部供电电源，给装置的各个模块供电。供电模块07可以包括相互连接的电源插座和电源单元，通过电源插座接通外部输入电源。其中，电源单元优选DCDC电源模块，外部输入电源可以为AC/9～24V、DC/9～24V、AC/36V、DC/30V以及AC/220V电源。

通信模块06，用于实现装置通过多种联网方式接入物联网云平台、实现与物联网云平台之间的数据通信；其还分别包括用于通过2G网络实现与物联网云平台联网的GSM模块061、用于通过以太网有线方式实现与物联网云平台联网的以太网模块062、以及用于通过WIFI方式实现与物联网云平台联网的WIFI模块063。

以太网模块062，包括相互连接的以太网芯片和以太网接口；WIFI模块063，包括相互连接的WIFI芯片和WIFI天线；GSM模块061，包括相互连接的GSM芯片和GSM天线；GPS模块05，包括相互连接的GPS芯片和GPS天线。

其中，GSM芯片可以为型号为SIM800C的GSM数据收发器。GSM模块061还能实现蓝牙功能。WIFI芯片可以为型号为ESP8266的WIFI数据收发器，WIFI天线可以为2.5G天线。同时，通过将网线***以太网接口，使处理器模块01通过有线方式联网，与物联网云平台连接通讯。其中，以太网芯片可以为型号为LAN8720的以太网数据收发器、以太网接口可以为RJ45接口。

数字通讯接口模块02可以为多个数据通信接口的组合；数据通信接口为CAN总线接口、RS485接口、RS232接口。当数据通信接口为RS-232C接口、RS-485接口时，工业通讯协议为ModBus通讯协议；当数据通信接口为CAN接口时，工业通讯协议为CAN总线协议。

数字通讯接口模块02可以包括1个CAN总线接口、2个RS485接口、1个RS232接口。CAN总线接口、RS485接口、RS232接口可以分别一一对应的TJA1040芯片、MAX485芯片和MAX232芯片。

数字信号收发模块03，还用于采用与数据通信接口对应的工业通讯协议，以串行传输方式从工业设备上采集数字量数据；还用于对采集到的数据进行处理生成处理器模块01能够接受的数据格式；还用于接收从处理器模块01上发送过来的数据指令，并采用对应的工业通讯协议将数据指令通过数据通信接口传送至工业设备。

如图2所示，微处理器模块01的第一通用数据输入输出端与数字信号收发模块03连接，微处理器模块01的第一通用数据输入端与模拟量转换模块04连接，微处理器模块01的第二通用数据输入输出端与GSM模块061连接，微处理器模块01的第三通用数据输入输出端与以太网模块062连接，微处理器模块01的第四通用数据输入输出端与WIFI模块063连接，微处理器模块01的第二通用数据输入端与GPS模块05连接。

如图3所示，实现多联网方式接入物联网云平台的装置还包括：存储模块08，与处理器模块01连接，用于存储程序代码或者数据；调试接口模块09，与处理器模块01连接，用于外部接入调试设备，向装置进行软件调试、软件升级、下载程序或固件扩展更新。

调试接口模块09包括JTAG接口、UART接口和USB接口；JTAG接口、UART接口分别连接处理器模块01，USB接口连接GSM模块061；JTAG接口，用于通过C语言调试或安装处理器模块01的底层代码；UART接口，用于通过MC语言调试或安装处理器模块01的上层代码，用于调用UART接口函数、下载程序，完成个性化开发；USB接口，用于对GSM模块061进行调试或升级，以及对装置进行底层扩展或固件更新。例如，在GSM模块061***接入扬声器时，需进行GSM模块061的功能扩展。

JTAG接口用于供测试人员使用，测试人员可以对处理器模块01进行调试、下载程序，主要用于通过C语言调试或安装处理器模块01的底层代码；UART接口供用户使用，实现多联网方式接入物联网云平台的装置提供LUA脚本语言，用户可以通过MC语言调试或安装处理器模块01的上层代码，用于调用UART接口函数、下载程序，完成个性化开发。

存储模块08可以包括16MB SPI FLASH，其具有兼容性高的优点。

如图4所示，实现多联网方式接入物联网云平台的装置还包括分别与处理器模块01的引脚分别连接的按键10和多个LED指示灯11；按键10，用于接收用户操作实现装置复位功能、报警功能；LED指示灯，用于指示装置所处状态；装置所处状态是指装置的定位信号是否正常、装置的通信信号是否正常、装置供电是否正常、以及装置从工业设备上采集数据是否正常。

按键10可以包括一个SOS按键和一个复位按键，SOS按键用于实现多联网方式接入物联网云平台的装置上电启动时候，微处理器复位后保持短按，进入lua的下载流程；正常运行的短按可以作为紧急拨号按键。例如，当工业设备运行现场发现异常，用户短按SOS按键可以定向向预定的手机或者固话拨号。复位按键，用于初始化，使用“凹槽”设计，用户需要用针形物去按，***复位后，装置会重新启动，进行各项自检和初始化并加载运行程序。

多个LED指示灯11可以包括红、绿、蓝、黄四个发光二极管，包括常亮、慢闪(每秒一次)和快闪(每秒2次以上)，分别表示对应功能不同的工作状态。

例如，红色指示灯，用于根据电源状态信号显示供电和***状态。常亮表示供电和APRUS***工作正常；慢闪表示***状态异常；快闪表示设备供电停止，转为后援锂电池供电。绿色指示灯，为GSM信号指示灯。常亮表示GSM信号正常，GSM模块工作正常；慢闪表示GSM信号弱或者无信号；快闪表示GSM工作异常；指示灯不亮表示GSM停止工作(如无SIM卡等等)。蓝色指示灯，为GPS信号指示灯。常亮表示GPS模块工作正常；慢闪表示GPS无信号或信号弱，没有正常定位；快闪表示GPS模块05工作异常。黄色指示灯，提供给用户自定义指示灯。指示灯的常亮或闪烁，用户在处理器模块01的程序中可以自行定义。例如，用慢闪表示正在发送数据，用快闪表示正在接受数据等。

如图5所示，实现多联网方式接入物联网云平台的还包括与GSM芯片连接的SIM卡插槽12、扬声器13和麦克风14。由此可见，多联网方式接入物联网云平台的装置实现了短信功能和通话功能。

如图6所示，实现多联网方式接入物联网云平台的装置还可以包括传感接口模块14；其中，传感接口模块14与处理器模块01连接。传感接口模块14将传感器数据转发至处理器模块01，处理器模块01、GSM模块061、以太网模块062以及WIFI模块063还将传感器数据转发至物联网云平台。传感接口模块14包括IIC、SPI等常用的设备接口，可以接入用户需求的传感器，扩展本装置采集的数据规模，更方便物联网云平台对工业设备现场情况监控及数据管理。

综上所述，本实用新型实施例通过数字通讯接口模块实现所述装置与工业设备间进行数据通讯交互；数字信号收发模块通过数字通讯接口模块从工业设备上采集数字量数据、并将采集的数据传输至处理器模块；模拟量转换模块采集模拟量数据，将模拟量数据转换为数字量数据并传输到处理器模块；处理器模块向与其连接的各个模块发送数据指令，获取装置定位数据、获取得到设备运行数据、控制装置与物联网云平台间的数据通信方式；也能用于通过通信模块向物联网云平台上报数据、接收从物联网云平台发送过来的控制指令；用于处理控制指令与获取得到的设备运行数据，实现反向控制设备运行、实现工业设备与物联网云平台间的数据交互；GPS模块获取GPS定位数据，实现装置定位；通信模块实现装置通过多种联网方式接入物联网云平台、实现与物联网云平台之间的数据通信；在保持工业设备原有样貌的基础上实现多种方式接入物联网云平台和工业设备定位功能。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，包括处理器模块、数字通讯接口模块、数字信号收发模块、模拟量转换模块、GPS模块、通信模块和供电模块；

所述数字通讯接口模块与数字信号收发模块连接；

所述数字信号收发模块、模拟量转换模块、GPS模块、通信模块和供电模块，分别与处理器模块相连；

其中，

所述数字通讯接口模块，用于实现所述装置与工业设备间进行数据通讯交互；

所述数字信号收发模块，用于通过所述数字通讯接口模块从工业设备上采集数字量数据、并将采集的数据传输至所述处理器模块；

所述模拟量转换模块，用于采集模拟量数据，将所述模拟量数据转换为数字量数据并传输到所述处理器模块；

所述处理器模块，用于分别向与其连接的各个模块发送数据指令，获取装置定位数据、获取得到设备运行数据、控制装置与物联网云平台间的数据通信方式；也能用于通过所述通信模块向物联网云平台上报数据、接收从物联网云平台发送过来的控制指令；用于处理所述控制指令与获取得到的设备运行数据，实现反向控制设备运行、实现工业设备与物联网云平台间的数据交互；并且还用于控制实现装置报警、状态提示功能；

所述GPS模块，用于获取GPS定位数据，实现所述装置定位；

所述供电模块，用于接通外部供电电源，给所述装置的各个模块供电；

所述通信模块，用于实现所述装置通过多种联网方式接入物联网云平台、实现与物联网云平台之间的数据通信；其还分别包括用于通过2G网络实现与物联网云平台联网的GSM模块、用于通过以太网有线方式实现与物联网云平台联网的以太网模块、以及用于通过WIFI方式实现与物联网云平台联网的WIFI模块。

2.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述装置还包括：

存储模块，与处理器模块连接，用于存储程序代码或者数据；

调试接口模块，与处理器模块连接，用于外部接入调试设备，向所述装置进行软件调试、软件升级、下载程序或固件扩展更新。

3.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述装置还包括分别与所述处理器模块的引脚分别连接的按键和多个LED指示灯；

所述按键，用于接收用户操作实现装置复位功能、报警功能；

所述LED指示灯，用于指示装置所处状态；

所述装置所处状态是指装置的定位信号是否正常、装置的通信信号是否正常、装置供电是否正常、以及装置从工业设备上采集数据是否正常。

4.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述数字通讯接口模块可以为多个数据通信接口的组合；

所述数据通信接口为CAN总线接口、RS485接口、RS232接口。

5.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述数字信号收发模块，

还用于采用与所述数据通信接口对应的工业通讯协议，以串行传输方式从工业设备上采集数字量数据；

还用于对采集到的数据进行处理生成所述处理器模块能够接受的数据格式；

还用于接收从处理器模块上发送过来的数据指令，并采用对应的工业通讯协议将数据指令通过所述数据通信接口传送至工业设备。

6.如权利要求5所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，当所述数据通信接口为RS-232C接口、RS-485接口时，所述工业通讯协议为ModBus通讯协议；当所述数据通信接口为CAN接口时，所述工业通讯协议为CAN总线协议。

7.如权利要求2所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述调试接口模块包括JTAG接口、UART接口和USB接口；所述JTAG接口、UART接口分别连接处理器模块，USB接口连接GSM模块；

所述JTAG接口，用于通过C语言调试或安装处理器模块的底层代码；

所述UART接口，用于通过MC语言调试或安装处理器模块的上层代码，用于调用UART接口函数、下载程序，完成个性化开发；

所述USB接口，用于对GSM模块进行调试或升级，以及对所述装置进行底层扩展或固件更新。

8.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，

所述以太网模块，包括相互连接的以太网芯片和以太网接口；

所述WIFI模块，包括相互连接的WIFI芯片和WIFI天线；

所述GSM模块，包括相互连接的GSM芯片和GSM天线；

所述GPS模块，包括相互连接的GPS芯片和GPS天线。

9.如权利要求8所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述GSM芯片连接的SIM卡插槽、扬声器和麦克风。

10.如权利要求1所述的实现多联网方式接入物联网云平台的装置，其特征在于，

所述处理器模块为STM32 405或STM32 407；

所述数字通讯接口模块包括1个CAN总线接口、2个RS485接口、1个RS232接口。