一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，包括工業(yè)級(jí)ARM處理器、存儲(chǔ)器模塊、復(fù)位電路、電源管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述存儲(chǔ)器模塊包括閃存FLASH、MicroSD卡，所述存儲(chǔ)器模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，所述復(fù)位電路與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，所述電源管理模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器和數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與ARM處器模塊連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊支持GPRS/CDMA、WIFI、RJ45接口；智能終端通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊與PLC、工控機(jī)和CNC等數(shù)控設(shè)備相連；本實(shí)用新型主要用于采集和傳輸數(shù)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工讀取、手工錄入方式，降低人工成本，提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和高效性。
【專利說(shuō)明】一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集及傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)制造、化工、環(huán)保、醫(yī)療設(shè)備和智能小區(qū)等很多領(lǐng)域中都需要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)測(cè)，以便隨時(shí)了解和掌握設(shè)備的各種參數(shù)和運(yùn)行狀況，保障設(shè)備可靠安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]傳統(tǒng)的本地監(jiān)測(cè)是現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤，實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)流程各個(gè)環(huán)節(jié)中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理報(bào)警信息；控制人員需要監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)各個(gè)重要參數(shù)，評(píng)估控制系統(tǒng)性能；生產(chǎn)管理者需要制定生產(chǎn)策略，實(shí)時(shí)方便地獲得產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度、狀態(tài)等。隨著當(dāng)代新技術(shù)的發(fā)展，這種傳統(tǒng)的本地監(jiān)測(cè)方式由于缺乏與數(shù)據(jù)中心、云、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的聯(lián)結(jié)，往往無(wú)法在實(shí)際應(yīng)用中做出快速反應(yīng)，不足日益突顯。
[0004]隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用到工業(yè)控制領(lǐng)域。相對(duì)傳統(tǒng)桌面系統(tǒng)而言的，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過(guò)裁剪，具有功耗低、體積小、安全穩(wěn)定、高效等優(yōu)點(diǎn)；此外嵌入式系統(tǒng)將應(yīng)用軟件固化在系統(tǒng)ROM中，無(wú)需人工干預(yù)和交互。正是這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使得嵌入式數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備得到大力的推廣和應(yīng)用。
[0005]傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸方式多基于企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)局域網(wǎng)受限于地理、環(huán)境等多種因素，建設(shè)成本高昂，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)技術(shù)也得到了大量的應(yīng)用。GPRS是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，這一特點(diǎn)非常適合工業(yè)設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集的遠(yuǎn)程傳輸，目前在電力、能源、環(huán)境等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、智能終端技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，提出一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端。實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備運(yùn)行的分布式移動(dòng)監(jiān)測(cè)，也兼顧智能終端的便捷性、通用性。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，與傳統(tǒng)的工控機(jī)相比具有運(yùn)行更穩(wěn)定、能耗更低、體積更小、成本更少，更能適應(yīng)惡劣工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，所述智能終端包括工業(yè)級(jí)ARM處理器、存儲(chǔ)器模塊、復(fù)位電路、電源管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中:
[0009]存儲(chǔ)器模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，復(fù)位電路與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，電源管理模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器和數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊與ARM處器模塊連接，智能終端通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊與PLC、工控機(jī)和CNC等數(shù)控設(shè)備相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述的智能終端提供下列接口中的一個(gè)或多個(gè):USB接口、標(biāo)準(zhǔn)異步串口、以太網(wǎng)接口、16位GP1接口、ISA擴(kuò)展總線接口，或MicroSD插座。
[0011]進(jìn)一步地，所述工業(yè)級(jí)ARM處理器，采用工業(yè)級(jí)32位ARM9系列處理器，所述處理器包含CPU、DDR2系統(tǒng)內(nèi)存。
[0012]進(jìn)一步地，所述存儲(chǔ)器模塊包括閃存FLASH或者M(jìn)icroSD卡。
[0013]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于與PLC、工控機(jī)或CNC數(shù)控設(shè)備相連；所述接口，支持高速和低速多種串口，波特率范圍為3Mbps及1200bps - 19200bps，數(shù)據(jù)位為8-bit，支持奇偶校驗(yàn)，其中低速適合作為RS485接口使用。
[0014]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口。
[0015]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用MC37i GPRS/CDMA無(wú)線模塊。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:工業(yè)級(jí)的嵌入式采集設(shè)備方便安裝在惡劣數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)加工環(huán)境；支持多種數(shù)控設(shè)備連接和采集方式；支持有線、無(wú)線及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信；取代人工巡檢管理。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型智能終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型智能終端在網(wǎng)絡(luò)中的工作過(guò)程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0020]圖1所示，為本實(shí)用新型智能終端的結(jié)構(gòu)示意圖，所述智能終端包括工業(yè)級(jí)ARM處理器、存儲(chǔ)器模塊、復(fù)位電路、電源管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中:
[0021 ] 存儲(chǔ)器模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，復(fù)位電路與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，電源管理模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器和數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊與ARM處器模塊連接，智能終端通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊與PLC、工控機(jī)和CNC數(shù)控設(shè)備相連。
[0022]具體工作中，所述復(fù)位電路用于實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守下智能終端的異常復(fù)位功能，或智能終端自動(dòng)升級(jí)后的復(fù)位功能。
[0023]所述的智能終端提供下列接口中的一個(gè)或多個(gè):USB接口、標(biāo)準(zhǔn)異步串口、以太網(wǎng)接口、16位GP1接P、ISA擴(kuò)展總線接P，或MicroSD插座。
[0024]所述工業(yè)級(jí)ARM處理器，采用工業(yè)級(jí)32位ARM9系列處理器，所述處理器包含CPU、DDR2系統(tǒng)內(nèi)存。
[0025]所述存儲(chǔ)器模塊包括閃存FLASH或者M(jìn)icroSD卡。
[0026]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集數(shù)據(jù)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于與PLC、工控機(jī)或CNC數(shù)控設(shè)備相連；所述接口，支持高速和低速多種串口，波特率范圍為3Mbps及1200bps - 19200bps，數(shù)據(jù)位為
8-bit，支持奇偶校驗(yàn)，其中低速適合作為RS485接口使用。
[0027]數(shù)據(jù)采集模塊提供RS232、RS485、RJ45 接口，支持 ModBus、Prof ibus、TCP/IP、PP1、MPI等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議，譬如現(xiàn)在PLC采用較多的PPI協(xié)議，通過(guò)RS232轉(zhuǎn)RS485連接，對(duì)采集地址以PPI協(xié)議進(jìn)行編碼，采集返回值以PPI協(xié)議解碼；采集數(shù)據(jù)由ARM處理器處理后提交給數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0028]所述數(shù)據(jù)采集模塊支持參數(shù)定義功能，可以從數(shù)據(jù)中心自動(dòng)下載智能終端配置表，確定被采集設(shè)備型號(hào)，確定采集頻率、采集方式、采集參數(shù)(如波特率)、采集地址等等，根據(jù)被采集設(shè)備型號(hào)，建立與被采集設(shè)備連接，同時(shí)，根據(jù)采集參數(shù)如頻率、地址、類型智能分配采集通道，提取被采集設(shè)備實(shí)時(shí)信息，接受的信息實(shí)時(shí)傳遞到通訊模塊；采集線程根據(jù)米集頻率進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)米集；
[0029]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口，數(shù)據(jù)傳輸模塊用于提供智能終端和數(shù)據(jù)中心連接通道，采用自有傳輸協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)Socket通信，支持Tcp/Udp多種通信協(xié)議，智能終端定時(shí)向數(shù)據(jù)中心發(fā)送心跳包，保持連接；數(shù)據(jù)傳輸線程能實(shí)時(shí)處理定時(shí)采集數(shù)據(jù)、設(shè)備操作命令、設(shè)備更新操作等功能。例如，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用MC37iGPRS/CDMA 無(wú)線模塊。
[0030]如圖2所示，為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中智能終端在網(wǎng)絡(luò)中的工作過(guò)程示意圖，所述智能終端通過(guò)RS232/RS485接口與數(shù)據(jù)設(shè)備(CNC)或工業(yè)設(shè)備(PLC、工控機(jī)、DCS、RTU和DTU等)相連，采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)ARM處理器處理后，通過(guò)GPRS/CDMA/3G傳輸模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)中心或云服務(wù)器中。
[0031]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于，所述智能終端包括工業(yè)級(jí)ARM處理器、存儲(chǔ)器模塊、復(fù)位電路、電源管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)傳輸豐吳塊，其中: 存儲(chǔ)器模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，復(fù)位電路與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，電源管理模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器和數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與工業(yè)級(jí)ARM處理器連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊與ARM處器模塊連接，智能終端通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊與PLC、工控機(jī)和CNC數(shù)控設(shè)備相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于，所述的智能終端提供下列接口中的一個(gè)或多個(gè):USB接口、標(biāo)準(zhǔn)異步串口、以太網(wǎng)接口、16位GP1接P、ISA擴(kuò)展總線接P，或MicroSD插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于:所述工業(yè)級(jí)ARM處理器，采用工業(yè)級(jí)32位ARM9系列處理器，所述處理器包含CPU、DDR2系統(tǒng)內(nèi)存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于:所述存儲(chǔ)器模塊包括閃存FLASH或者M(jìn)icroSD卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊支持RS232/RS485接口以及RJ45接口，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于與PLC、工控機(jī)或CNC數(shù)控設(shè)備相連；所述接口，支持高速和低速多種串口，波特率范圍為3Mbps及1200bps- 19200bps，數(shù)據(jù)位為8_bit，支持奇偶校驗(yàn)，其中低速適合作為RS485接口使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊支持GPRS/CDMA、WIFI或者RJ45接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集及傳輸智能終端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用MC37i GPRS/CDMA無(wú)線模塊。
【文檔編號(hào)】G08C19/00GK204190758SQ201420618813
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉千國(guó), 劉競(jìng), 鐘紹輝 申請(qǐng)人:武漢華大優(yōu)能信息有限公司, 劉千國(guó), 劉競(jìng), 鐘紹輝