一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，可方便實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程上位機(jī)的穩(wěn)定傳輸。本網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三部分。數(shù)據(jù)輸入部分包括ZigBee模塊和WiFi模塊。數(shù)據(jù)處理部分包括核心處理器、電源管理模塊、液晶顯示屏和存儲(chǔ)模塊。數(shù)據(jù)輸出部分包括通信接口和通信模塊。通信模塊包括GPRS通信模塊、3G通信模塊、4G通信模塊和WiMax通信模塊。所述通信模塊可插拔，與通信接口相連。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便?？梢粰C(jī)多用，在GPRS/3G/4G/WiMax多種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸和城域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要用于各種低、高速率數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，涉及無(wú)線數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)通信的迅猛發(fā)展，具有廣闊應(yīng)用前景的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WirelessSensor Network，WSN)日益受到人們的廣泛關(guān)注。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成了傳感器、嵌入式處理和無(wú)線通信技術(shù)，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行感知、采集、處理和監(jiān)控，并通過(guò)無(wú)線方式傳送給網(wǎng)絡(luò)終端用戶，將信息世界與物理世界融為一體。
[0003]作為其中的重要部分，網(wǎng)關(guān)所完成的工作包括:通過(guò)微處理器處理來(lái)自前端的采集數(shù)據(jù)，并控制通信模塊經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)至上位機(jī)監(jiān)控中心。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)有的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，功能相對(duì)單一；適用范圍受限，不利于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的方案是:一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，本網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三部分。數(shù)據(jù)輸入部分包括Zigbee模塊和Wifi模塊。Zigbee模塊用于接收通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)；同理Wifi模塊用于接收通過(guò)Wifi網(wǎng)絡(luò)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，將接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理部分的核心處理器。數(shù)據(jù)處理部分包括核心處理器、液晶顯示屏、存儲(chǔ)模塊和電源管理模塊。核心處理器用于接收輸入部分傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和壓縮；液晶顯示屏用于顯示數(shù)據(jù)處理部分的工作狀態(tài)；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)核心處理器壓縮過(guò)的數(shù)據(jù)；電源管理模塊用于管理數(shù)據(jù)處理部分各模塊的工作電壓和電流。數(shù)據(jù)輸出部分包括一個(gè)通信接口和四個(gè)通信模塊。該通信接口兼容四種通信協(xié)議，包括串口轉(zhuǎn)GPRS協(xié)議、串口轉(zhuǎn)3G協(xié)議、串口轉(zhuǎn)4G協(xié)議和串口轉(zhuǎn)WiMax協(xié)議。四個(gè)通信模塊包括GPRS通信模塊、3G通信模塊、4G通信模塊和WiMax通信模塊；四種通信模塊可插拔，以適應(yīng)不同的環(huán)境傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)四種通信模塊其中一種接上通信接口時(shí)，數(shù)據(jù)處理部分的核心處理器可自動(dòng)識(shí)別接入的通信模塊，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]本實(shí)用新型的可插拔式通信模塊的設(shè)計(jì)使得用戶可以根據(jù)不同實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，選擇合適的通信模塊通過(guò)統(tǒng)一的通信接口與核心處理器對(duì)接。該設(shè)計(jì)使得本網(wǎng)關(guān)體積小、靈活便攜，能實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線通信協(xié)議的融合，有效地克服使用單一通信技術(shù)所存在的局限和缺點(diǎn)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，可一機(jī)多用，在GPRS/3G/4G/WiMax多種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入，適用于各種環(huán)境下的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸和城域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，可以大規(guī)模推廣應(yīng)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型提供的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)的模塊框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0010]如附圖1所示，本網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出三部分。數(shù)據(jù)輸入部分包括Zigbee模塊和Wifi模塊；數(shù)據(jù)處理部分包括核心處理器、液晶顯示屏、存儲(chǔ)模塊和電源管理模塊；數(shù)據(jù)輸出部分包括一個(gè)通信接口和四種通信模塊，分別是GPRS通信模塊、3G通信模塊、4G通信模塊和WiMax通信模塊；這四種通信模塊可插拔，以適應(yīng)不同的環(huán)境傳輸數(shù)據(jù)。
[0011]WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯(lián)接入。它是一項(xiàng)新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，也是一種城域網(wǎng)技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km，相比于WiFi，在高數(shù)據(jù)傳輸率的前提下，無(wú)線覆蓋面大大提高，足以覆蓋城市范圍，能實(shí)現(xiàn)城市區(qū)域內(nèi)高速數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。
[0012]本實(shí)用新型GPRS/3G/4G/WiMax通信模塊使用統(tǒng)一的串口與數(shù)據(jù)處理部分的處理器連接。方便實(shí)現(xiàn)多種環(huán)境下無(wú)線接入的同時(shí)，硬件更換方便靈活。其中GPRS/3G/4G通信模塊，只用簡(jiǎn)單將SIM卡插入，便可在GPRS/3G/4G三種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。
[0013]本實(shí)用新型的工作過(guò)程為:
[0014]前端采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)輸入部分的Zigbee模塊或Wifi模塊接收并傳輸給數(shù)據(jù)處理部分的核心處理器，經(jīng)過(guò)處理、壓縮后選擇合適的通信模塊，通過(guò)統(tǒng)一的通信接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)端上位機(jī)監(jiān)控中心。
[0015]本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三部分，其特征在于，數(shù)據(jù)輸入部分包括ZigBee模塊和WiFi模塊；數(shù)據(jù)處理部分包括核心處理器、電源管理模塊、液晶顯示屏和存儲(chǔ)模塊；數(shù)據(jù)輸出部分包括通信接口和通信模塊；通信模塊包括GPRS通信模塊、3G通信模塊、4G通信模塊和WiMax通信模塊；所述通信模塊可插拔，與通信接口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)輸入部分的Zigbee模塊和Wifi模塊分別用于接收前端通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)和Wifi網(wǎng)絡(luò)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)；將Zigbee和Wifi結(jié)合使用，克服了僅用其一的缺點(diǎn)，使得各種低、高速率數(shù)據(jù)都能穩(wěn)定采集和傳輸；Zigbee模塊和Wifi模塊分別采用CC2530芯片和8686芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理部分的核心處理器為整個(gè)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)處理核心，接收、存儲(chǔ)、處理來(lái)自前端數(shù)據(jù)輸入部分傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)通信模塊將數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；核心處理器采用S3C6410 芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理部分的電源管理模塊給各功能模塊供電，并對(duì)電壓電流進(jìn)行管理；供電電池分為主電池和備用電池，主電池為太陽(yáng)能電池，備用電池為充電式鋰電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，各通信模塊使用統(tǒng)一的通信接口 ；該通信接口兼容四種通信協(xié)議，包括串口轉(zhuǎn)GPRS、串口轉(zhuǎn)3G、串口轉(zhuǎn)4G和串口轉(zhuǎn)WiMax協(xié)議；對(duì)應(yīng)的GPRS、3G、4G和WiMax四種通信模塊均可插拔，以適應(yīng)不同的環(huán)境傳輸數(shù)據(jù)；當(dāng)四種通信模塊其中一種接上通用接口時(shí)，數(shù)據(jù)處理部分的核心處理器可自動(dòng)識(shí)別所接入的通信模塊，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可插拔式統(tǒng)一接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述GPRS通信模塊采用SM900A芯片；所述3G通信模塊采用華為公司的EM770W芯片。
【文檔編號(hào)】H04W88/16GK204168495SQ201420519326
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】陳侃松, 黃平, 蔣碧波, 張丹, 盧磊, 邵沖, 陳珂, 劉偉洋 申請(qǐng)人:湖北大學(xué)