CN215264443U - 一种多功能物联网关装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多功能物联网关装置，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与核心电路板连接；多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接；设备控制器用于控制与多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；核心电路板用于解析适用于多种外部设备的通信协议。本申请通过多种无线连接方式和多种有线连接方式与外部设备连接，来实现设备之间的信息交互，适应多变的环境，可以节约时间和经济成本，减少人力物力的浪费。

Description

一种多功能物联网关装置

技术领域

本申请属于物联网技术领域，具体涉及一种多功能物联网关装置。

背景技术

随着网络技术的快速发展，信息的交换与通信已由人与人之间，逐渐扩展到了物与物之间，由此产生了物联网这一概念。

在日常生活中，利用网关装置就可以实现终端与各种设备之间的互联，但是，在一些复杂场景下，比如水电站与发电厂，由于厂房的设备众多，而这些设备多数为型号不一的传感器，导致接口型号较为复杂。同时，设备之间的交互程度也更加多样化，厂房中大量的传感器不仅需要与一些机器设备进行信息交互，以执行自动化生产，而且需要与一些终端设备建立联系，方便终端设备实时查看传感器的信息。

现有技术在上述复杂场景下，一般采用几台服务器分别去控制这些外接可控设备，然而，服务器可能缺乏相关接口，而采用转接口又影响了通信的稳定性。同时，多台服务器仅仅为了控制这些外接可控设备，造成了设备浪费，也占用了大量的空间。

实用新型内容

为了解决目前的网关装置连接端口种类少，导致通信效率低的问题，本申请通过以下实施例公开了一种多功能物联网关装置。

本申请公开了一种多功能物联网关装置，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与所述核心电路板连接；

所述多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；所述多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接；

所述电源用于为所述核心电路板提供电力；所述设备控制器用于控制与所述多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；所述核心电路板用于解析适用于所述多种外部设备的通信协议。

可选的，所述多种通信电路包括5G电路、4G电路、GPS电路、WiFi电路、蓝牙电路和LoRa电路。

可选的，所述多种通信电路还包括接口防护电路，所述接口防护电路用于防止静电。

可选的，所述多种通信端口包括RJ45端口、RS485端口、RS232端口和CAN端口。

可选的，所述电源包括电源转换模块、直流稳压电源和网关主电源，所述电源转换模块、网关主电源分别与所述直流稳压电源连接；

所述电源转换模块用于为所述直流稳压电源提供两路电能；

所述直流稳压电源用于将所述两路电能转换成适用于所述网关主电源的直流电；

所述网关主电源与所述核心电路板连接，用于为所述核心电路板提供直流电。

可选的，所述两路电能为电压为220V，频率为50HZ的交流电，以及电压为220V，频率为50HZ的不间断电。

可选的，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述设备控制器连接；

所述显示屏用于提供用户交互界面，所述用户交互界面用于查看所述多种外部设备的状态。

可选的，所述设备控制器还设置有逻辑控制电路、定时模块和存储模块，所述定时模块和存储模块分别与所述逻辑控制电路相连接；

所述定时器用于使得所述逻辑控制电路定时获取所述多种外部设备的操作数据；所述存储器用于存储所述多种外部设备的操作数据。

可选的，所述装置还包括报警器，所述报警器与所述存储模块连接；所述报警器用于当所述存储模块的存储数据超出预设的阈值时，发出警报。

本申请公开了一种多功能物联网关装置，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与所述核心电路板连接；所述多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；所述多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接；所述电源用于为所述核心电路板提供电力；所述设备控制器用于控制与所述多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；所述核心电路板用于解析所述多种外部设备传输的通信协议。

本申请提供多种连接方式，既可以通过多种无线连接方式连接外部设备，也可以在信号弱或没有信号的地方，通过多种有线连接方式与外部设备连接，来实现设备之间的信息交互。本申请适应多变的环境，可以节约时间和经济成本，减少人力物力的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例公开的一种多功能物联网关装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决目前的网关装置连接端口种类少，导致通信效率低的问题，本申请通过以下实施例公开了一种多功能物联网关装置。

本申请公开了一种多功能物联网关装置，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与所述核心电路板连接。

所述多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；所述多种通信电路包括5G电路、4G电路、GPS电路、WiFi电路、蓝牙电路和LoRa电路。通过多种通信电路，所述网关设备与外部设备可以通过5G连接、4G连接、GPS连接、WiFi连接、蓝牙连接和LoRa方式连接，本申请可以根据现场环境的实际情况，选择最优的无线连接方式，实现稳定的、快速的通信，提高通信效率。

具体的，4G适用于低频段通信，性能好，覆盖面广，若出现使用的人多，数据传输出现拥窄的现象时，可以选择5G连接方式进行通信，5G使用的是高频段，可以提供更高的速率、更低的延时、更多的接连数、更快的移动速率、更高的安全性以及灵活的业务部署能力。

连接GPS电路可以实现设备定位功能，帮助操作人员快速定位到需要查看或维修的设备，提高工作效率。WiFi和蓝牙适用于短距离通信，WiFi通信的传输速率高，传播距离远，WiFi半径达100米，适用于多人连接的情况。蓝牙主要是进行点对点通信，覆盖15米以内，速度不仅快而且可靠性高，适用于近距离数据传输或信号弱的地方。LoRa通信适用于远距离通信，城镇可达2-5Km，郊外可达15Km。

所述多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接。所述多种通信端口包括RJ45端口、RS485端口、RS232端口与CAN端口。

具体的，所述RJ45端口属于常见端口，用于连接数据电缆，可以连接以太网网卡、路由器以太网接口等数据终端设备，也可以连接类似交换机的数字通信设备。所述RS485端口适用于低速率和小数据量的通信。所述RS232端口就是通常所说的串口，普及率高，是PC电脑的标配端口，可以与打印机连接。

所述CAN端口适用于大数据量短距离通信或长距离小数据量通信，所述CAN是控制局域的简称，是国际上应用最广泛的现场总线之一，广泛用于汽车行业、自动控制、航空航天、过程工业、机械工业、机器人、医疗器械、传感器等领域，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN总线传输介质可以是双绞线或同轴电缆。

所述电源用于为所述核心电路板提供电力；所述设备控制器用于控制与所述多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；所述核心电路板用于解析适用于所述多种外部设备的通信协议。

本申请可以解析多种通信协议，如101规约、104规约、DL/T698.45规约、MQTT协议、DL/T698.44规约、DL/T645规约、Q/GDW1376.2规约、Modbus规约等，可以适用于不同的通信方式。

本申请公开了一种多功能物联网关装置，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与所述核心电路板连接；所述多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；所述多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接；所述设备控制器用于控制与所述多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；所述核心电路板用于解析所述多种外部设备传输的通信协议。

本申请提供多种连接方式，既可以通过多种无线连接方式连接外部设备，也可以在信号弱或没有信号的地方，通过多种端口与外部设备进行有线连接，来实现设备之间的信息交互。本申请适应多变的环境，可以节约时间和经济成本，减少人力物力的浪费。

进一步的，所述多种通信电路还包括接口防护电路，所述接口防护电路用于防止静电。

进一步的，所述电源包括电源转换模块、直流稳压电源和网关主电源，所述电源转换模块、网关主电源分别与所述直流稳压电源连接。

所述电源转换模块用于为所述直流稳压电源提供两路电能。

所述直流稳压电源用于将所述两路电能转换成适用于所述网关主电源的直流电。所述两路电能为电压为220V，频率为50HZ的交流电，以及电压为220V，频率为50HZ的不间断电。

所述网关主电源与所述核心电路板连接，用于为所述核心电路板提供直流电。

具体的，为了适应不同的环境，所述电源转化模块提供两路电能，一路为220V-50Hz的交流电，通过市电正常供电；另一路是220V-50Hz的不间断电，是为了适应室外条件较差的环境，如出现市电不稳定或者停电的情况，将两路电能传输至所述直流稳压电源中。

在所述直流稳压电源将两路电能转换为适用于网关主电源的直流电时，同样需要电力支持，在户外没有市电的情况下，所述直流稳压电源可以外接锂电池，通过所述锂电池为所述直流稳压电源提供电力。

进一步的，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述设备控制器连接。

所述显示屏用于提供用户交互界面，所述用户交互界面用于查看所述多种外部设备的状态。通过显示屏可以清楚的看出与所述网关设备相连接的外部设备的工作状态，便于现场施工人员实时监督，防止外部设备出现故障。

进一步的，所述设备控制器还设置有逻辑控制电路、定时模块和存储模块，所述定时模块和存储模块分别与所述逻辑控制电路相连接。

所述定时器用于使得所述逻辑控制电路定时获取所述多种外部设备的操作数据；所述存储器用于存储所述多种外部设备的操作数据。

进一步的，所述装置还包括报警器，所述报警器与所述存储模块连接；所述报警器用于当所述存储模块的存储数据超出预设的阈值时，发出警报。

以水电厂为例，本装置可以和水电厂中的多个设备进行信息交互，如：

将本装置的RS485端口连接水位检测器，通过显示屏操作，设置水位阈值；使用过程中，本装置定时接收和存储水位监测器传输的数据，当水位检测器传输的数据超出阈值区间时，装置的报警器发出警报。

由于只有水位达到一定的高度，才能控制水闸门打开，所以可以将本装置的RS232端口连接液压泵，通过显示屏获取液压泵可连接的所有设备，将液压泵与水位检测器绑定，并设置水位的阈值，同时，存储器存储液压泵和水位检测器的绑定关系以及设定的水位阈值，装置检测接收到的传输数据是否超出阈值区间，并向液压泵发出打开或关闭水闸门的指令。

还可以将本装置的CAN端口连接温度测量器，RS485端口连接水轮机上的转速测量器，通过显示屏设置监控频率，来定时接收温度测量器和转速测量器传输的数据，并且可以设置温度测量器和转速测量器的阈值范围，当传输的数据超出阈值区间时，报警器发出警报。

由于转速过快或者温度过高都会损毁水轮机，需要液压泵控制水闸门的开合度，所以可以通过显示屏将液压泵与温度测量器、转速测量器分别绑定，并分别设置温度测量器和转速测量器的阈值区间，装置定时接收温度测量器和转速测量器传输的数据，判断是否超出阈值区间，从而向水闸门发出增大或减小开合度的指令。

还可以将本装置的RS485端口连接压力监测器，通过显示屏设置监控频率和压力阈值，以便于定时接收和存储压力监测器传输的数据，并判断数据是否超出阈值区间，若超出，则报警器发出警报。

本装置还可以在需要IPAD等终端设备查看各个检测器的数值时，将终端设备连接4G电路或WIFI电路。

本装置还可以设置权限或白名单，以便对终端设备进行筛选，相关设备只能获取权限内的设备数据。

以上结合具体实施方式和实施例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种多功能物联网关装置，其特征在于，包括：电源、多种通信电路、多种通信端口、设备控制器和核心电路板，所述电源、多种通信电路、多种通信端口和设备控制器分别与所述核心电路板连接；

所述多种通信电路分别用于与外部设备通过不同无线连接方式相连接；所述多种通信端口分别用于与外部设备的不同种类接口相连接；

所述电源用于为所述核心电路板提供电力；所述设备控制器用于控制与所述多种通信电路、所述多种通信端口相连接的多种外部设备；所述核心电路板用于解析适用于所述多种外部设备的通信协议。

2.根据权利要求1所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述多种通信电路包括5G电路、4G电路、GPS电路、WiFi电路、蓝牙电路和LoRa电路。

3.根据权利要求2所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述多种通信电路还包括接口防护电路，所述接口防护电路用于防止静电。

4.根据权利要求1所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述多种通信端口包括RJ45端口、RS485端口、RS232端口和CAN端口。

5.根据权利要求1所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述电源包括电源转换模块、直流稳压电源和网关主电源，所述电源转换模块、网关主电源分别与所述直流稳压电源连接；

所述电源转换模块用于为所述直流稳压电源提供两路电能；

所述直流稳压电源用于将所述两路电能转换成适用于所述网关主电源的直流电；

所述网关主电源与所述核心电路板连接，用于为所述核心电路板提供直流电。

6.根据权利要求5所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述两路电能为电压为220V，频率为50HZ的交流电，以及电压为220V，频率为50HZ的不间断电。

7.根据权利要求1所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述设备控制器连接；

所述显示屏用于提供用户交互界面，所述用户交互界面用于查看所述多种外部设备的状态。

8.根据权利要求1所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述设备控制器还设置有逻辑控制电路、定时模块和存储模块，所述定时模块和存储模块分别与所述逻辑控制电路相连接；

所述定时模块用于使得所述逻辑控制电路定时获取所述多种外部设备的操作数据；所述存储模块用于存储所述多种外部设备的操作数据。

9.根据权利要求8所述的一种多功能物联网关装置，其特征在于，所述装置还包括报警器，所述报警器与所述存储模块连接；所述报警器用于当所述存储模块的存储数据超出预设的阈值时，发出警报。

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