CN209462409U - 一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置 - Google Patents
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Abstract
用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，属于信息控制领域。现有监测系架构以现场工业总线为基础的采集传输***存在***扩展性差、布线复杂、维护不方便。一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，STM32F107VC微处理器模块（4）的第一个数据信号输出输入端与以太网模块（2）的数据信号输入输出相连，STM32F107VC微处理器模块（4）的第二个数据信号输出输入端与无线传输模块（1）的数据信号输入输出相连。本实用新型的***通用性强，通过无线方式连接，免去布线的繁琐，维护简单方便，使***更加灵活，节省成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置。
背景技术
随着1999年物联网的概念的提出，与物联网的相关技术已经成为当今研究的热点，且发展非常迅速。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。传感网是物联网诸多相关技术中较关键的技术。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。
无线传感器网络技术是传感网的重要组成部分，是一种本世纪初新兴的，面向设备间短程，低速率信息交互的无线通信技术，适合在恶劣的工业现场环境使用，具有很强的抗干扰能力、超低能耗、实时通信等技术特征。随着工业无线技术进入工业自动化领域，各级制造厂商及终端用户开始把无线技术引入市场，进行更深入的监视和控制整个物理世界。
无线传感器网络技术基于短程无线通信IEEE 802.15.4标准，使用符合中国无委会规定的自由频带，解决工厂环境下遍布的各种大型器械、金属管道等对无线信号的反射、散射造成的多径效应，以及马达、器械运转时产生电磁噪声对无线通信的干扰，提供能够满足工业应用需求的高可靠、实时无线通信服务。
将无线传感器网络技术应用于监测领域，其在监测准确度和监测灵活性等方面都具有传统监控手段难以比拟的优势，不仅可以提供更大的灵活性、流动性、省去花在综合布线上的费用和精力，而且通过自适应的组网和无线通信技术使得整个无线传感器节点之间通过分布式协作，实现统计采样、数据融合、查询式监控和动态功能升级等先进的监测措施。现有监测系架构在监测现场的数据采集到传输还是采用有线的方式传输到监控中心，这种以现场工业总线为基础的采集传输***在***扩展性、布线复杂度、维护方便性上都有不足之处。
OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有监测系架构以现场工业总线为基础的采集传输***存在***扩展性差、布线复杂、维护不方便。而提出一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置。
本实用新型提供的一种LoRaWAN和远程管理***方便连接的中间协议转换装置，LoRaWAN针对通信距离几百米至几公里、传输速率低于250kbps、单个节点功耗小于10mW的双向无线监测，使***更加灵活，节省成本；以太网则针对工业的特殊需要，设计标准的Modbus TCP协议，通过该协议以及管理中心机器上的OPC服务器，可以提供标准的控制接口给组态软件。
OPC全称是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，***集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。
一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，其组成包括LoRaWAN模块、以太网模块、STM32F107VC微处理器模块；STM32F107VC微处理器模块的第一个数据信号输出输入端与以太网模块的数据信号输入输出相连，STM32F107VC微处理器模块的第二个数据信号输出输入端与LoRaWAN模块的数据信号输入输出相连；其中，LoRaWAN模块采用SX1268芯片。
优选地，所述的转换装置还具有FLASH/SD卡模块，FLASH/SD卡模块的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块的第三数据信号输入输出端相连；以方便读取FLASH/SD存储卡，增强***的兼容性。
优选地，所述的转换装置还具有液晶显示模块，液晶显示模块的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块的第三数据信号输入输出端相连；通过液晶显示模块进行测量数据的显示。
优选地，所述的转换装置还具有键盘接口模块；键盘接口模块的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块的第三数据信号输入输出端相连。
本实用新型的有益效果为：
1. 本实用新型的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，无线数据传输模块符合LoRaWAN标准，通过ModeBus协议与上位机的OPC服务器通信，这样，现在流行的组态软件都可以很方便的与无线基站通信，增加了***的通用性。
2. 本实用新型的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置通过无线方式连接，免去布线的繁琐，维护简单方便。
3. 本实用新型的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置可以部分代替目前监测***中所使用的RS485、CAN、工业以太网等组成的***，由于其无线的特性，使***更加灵活，节省成本。
附图说明
图1为本实用新型涉及的电源模块电路图；
图2为本实用新型涉及的微处理器模块电路图；
图3为本实用新型涉及的以太网模块电路图；
图4为本实用新型涉及的LoRaWAN模块电路图；
图5为本实用新型涉及的液晶显示模块的电路图；
图6为本实用新型原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，如图1所示，其组成包括LoRaWAN模块1、以太网模块2、STM32F107VC微处理器模块4；如图2所示，STM32F107VC微处理器模块4的第一个数据信号输出输入端与以太网模块2的数据信号输入输出相连，STM32F107VC微处理器模块4的第二个数据信号输出输入端与LoRaWAN模块1的数据信号输入输出相连；其中，LoRaWAN模块1采用SX1268芯片；LoRaWAN模块1的电路图如图4所示，以太网模块2的电路图如图3所示。
具体实施方式二：
与具体实施方式一不同的是，本实施方式的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，如图1所示，所述的转换装置还具有FLASH/SD卡模块6，FLASH/SD卡模块6的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块4的第三数据信号输入输出端相连；以方便读取FLASH/SD存储卡，增强***的兼容性。
具体实施方式三：
与具体实施方式三不同的是，本实施方式的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，如图1所示，所述的转换装置还具有液晶显示模块5，液晶显示模块5的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块4的第三数据信号输入输出端相连；通过液晶显示模块5进行测量数据的显示。
具体实施方式四：
与具体实施方式三不同的是，本实施方式的用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，如图1所示，所述的转换装置还具有键盘接口模块3；键盘接口模块3的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块4的第三数据信号输入输出端相连。
工作原理：
本实用新型的工作过程：LoRaWAN网络监测到的监测数据通过无线方式送到STM32F107VC微处理器模块进行数据处理，然后通过通过以太网传输给OPC服务器；数据也可由相反的方向进行传输。图1中的可用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置通过无线传输模块接收无线中继节点或无线监测节点发送来的数据，通过以太网模块传送给OPC服务器进行远程管理，通过显示模块进行测量数据的显示；可用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置可以通过远程网络和控制面板发出控制命令给无线中继节点和无线监测节点。本实用新型可广泛应用于监测领域，并解决实际工程中布线困难、功耗高等问题。
Claims (4)
1.一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，其特征在于：其组成包括LoRaWAN模块（1）、以太网模块（2）、STM32F107VC微处理器模块（4）；STM32F107VC微处理器模块（4）的第一个数据信号输出输入端与以太网模块（2）的数据信号输入输出相连，STM32F107VC微处理器模块（4）的第二个数据信号输出输入端与LoRaWAN模块（1）的数据信号输入输出相连；其中，LoRaWAN模块（1）采用SX1268芯片。
2.根据权利要求1所述用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，其特征在于：所述的转换装置还具有FLASH/SD卡模块（6），FLASH/SD卡模块（6）的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块（4）的第三数据信号输入输出端相连。
3.根据权利要求2所述用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，其特征在于：所述的转换装置还具有液晶显示模块（5），液晶显示模块（5）的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块（4）的第三数据信号输入输出端相连。
4.根据权利要求3所述用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置，其特征在于：所述的转换装置还具有键盘接口模块（3）；键盘接口模块（3）的数据信号输出输入端与STM32F107VC微处理器模块（4）的第三数据信号输入输出端相连。
Priority Applications (1)
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| CN201822079207.9U CN209462409U (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 一种用于工业控制的LoRaWAN与以太网协议转换装置 |
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| CN (1) | CN209462409U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113126532A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 上海辰竹仪表有限公司 | 基于LoRaWAN技术的工业防爆安全接口及*** |
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2018
- 2018-12-12 CN CN201822079207.9U patent/CN209462409U/zh active Active
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| CN113126532A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 上海辰竹仪表有限公司 | 基于LoRaWAN技术的工业防爆安全接口及*** |
| CN113126532B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-05-28 | 上海辰竹仪表有限公司 | 基于LoRaWAN技术的工业防爆安全接口及*** |
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