一種云智能無線網(wǎng)關模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種云智能無線網(wǎng)關模塊，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、無線網(wǎng)絡管理的模塊，屬于土木施工安全監(jiān)測行業(yè)領域。
【背景技術】
[0002]目前在土木自動化監(jiān)測領域，隨著系統(tǒng)集成程度高、工況復雜的使用環(huán)境，對應的監(jiān)測方法也隨之而優(yōu)化，其中以無線傳輸、工業(yè)總線、網(wǎng)絡通信的普遍化為自動話監(jiān)測行業(yè)的快速實現(xiàn)提供技術支持。
[0003]為滿足各種測量對象的數(shù)據(jù)測量，自動化監(jiān)測系統(tǒng)往往同時設計有各種通信接口方式，例如RS485、RS232、以太網(wǎng)、USB串行通信等，以及有線電纜、無線通信等不同形式的通信方式的不同，難以統(tǒng)一一種設備進行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理，存在一定局限性。傳統(tǒng)解決方式是采用計算機、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、無線協(xié)調(diào)器等裝置，對接口協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。
[0004]上述傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)存在以下的不足:
[0005]首先傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)復雜程度較高，因為協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊功能單一，按照功能拼湊進行實現(xiàn)。且由于協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊往往使用不同廠家的產(chǎn)品，兼容性也存在差異，進一步增加了系統(tǒng)的復雜程度和維護成本。
[0006]其次由于傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)需要，如系統(tǒng)供電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫?，需要使用電纜、光纖、網(wǎng)線等有線方式進行布設，施工難度較大，且增加一定材料成本。
[0007]綜上所述，傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、多參數(shù)測量等方面，在功能單一、系統(tǒng)復雜、成本高等方面存在一定的局限性，難以滿足特定工況下的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本實用新型要解決的技術問題就在于以下幾點:
[0009](I)實現(xiàn)多種接口協(xié)議轉(zhuǎn)換，即一個智能模塊同時實現(xiàn)RS485、RS232、以太網(wǎng)、USB、ZIGBEE無線等多種數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)采集功能；
[0010](2)實現(xiàn)無線網(wǎng)關管理，可實現(xiàn)網(wǎng)關角色管理無線網(wǎng)絡，避免現(xiàn)場無線維護的難度和降低成本；
[0011](3)實現(xiàn)直流供電、鋰電池供電切換，避免因短時間斷電導致系統(tǒng)無法工作的問題；
[0012](4)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時采集和內(nèi)部存儲；
[0013](5)可實現(xiàn)噪聲采集功能。
[0014]為解決上述技術問題，本設計采用的以下技術方案。
[0015]一種云智能無線網(wǎng)關模塊，模塊內(nèi)設計一個微處理器；
[0016]模塊內(nèi)包括直流電源供電、鋰電池作為備用電源的模塊，直流電源、鋰電池通過電源切換電路與微處理器連接；云智能無線網(wǎng)關模塊電源設計方案是，使用直流電源作為主電源，并設計鋰電池充電控制電路。兩路電源經(jīng)過切換電路后，作為系統(tǒng)電源。當直流電路供電正常時，系統(tǒng)靠直流電源供電工作，當直流供電異常時。例如斷電等，切換電路可自動切換到鋰電池供電，以維持系統(tǒng)的正常工作。
[0017]為滿足無線網(wǎng)關的要求，本設計采用的方案是:通信網(wǎng)關模塊與微處理器連接。網(wǎng)關模塊可自主通過對無線局域網(wǎng)內(nèi)的子無線節(jié)點進行管理、配置、數(shù)據(jù)收發(fā)功能。
[0018]作為主控制器，管理和驅(qū)動系統(tǒng)各接口模塊，同時完成數(shù)據(jù)解析、管理、傳輸，其主要工作相當于一個多種數(shù)據(jù)語言輸入，一種標準語言輸出的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換器裝置。
[0019]所述微處理器為AS微處理器。
[0020]所述無線通信網(wǎng)關協(xié)調(diào)器為ZIGBEE通信網(wǎng)關模塊。
[0021]實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信及協(xié)議轉(zhuǎn)換的電路設計方案是:模塊內(nèi)設計有網(wǎng)絡通信電路，網(wǎng)絡通信電路與微處理器連接。當微控制器檢測到網(wǎng)絡設備接入系統(tǒng)時，按照標準協(xié)議進行驅(qū)動，采集數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)協(xié)議進行傳輸。
[0022]實現(xiàn)USB數(shù)據(jù)通信及協(xié)議轉(zhuǎn)換的電路設計方案是:模塊內(nèi)設計有USB通信電路，USB通信電路與微處理器連接。當微控制器檢測到USB設備接入系統(tǒng)時，按照標準協(xié)議進行驅(qū)動，采集數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)協(xié)議進行傳輸。
[0023]實現(xiàn)RS485數(shù)據(jù)通信及協(xié)議轉(zhuǎn)換的電路設計方案是:模塊內(nèi)設計有RS485通信電路，RS485通信電路與微處理器連接。當微控制器檢測到RS485設備接入系統(tǒng)時，自動驅(qū)動RS485電路，并采集數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)協(xié)議進行傳輸。
[0024]實現(xiàn)RS232數(shù)據(jù)通信及協(xié)議轉(zhuǎn)換的電路設計方案是:模塊內(nèi)設計有RS232通信電路，RS232通信電路與微處理器連接。當微控制器檢測到RS232設備接入系統(tǒng)時，自動驅(qū)動RS232電路，并采集數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)協(xié)議進行傳輸。
[0025]實現(xiàn)噪聲采集功能的電路設計方案是:模塊內(nèi)設計有噪聲采集電路，噪聲采集電路與微處理器連接。通過麥克風將境聲音信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓信號經(jīng)過不同增益的放大電路，自動根據(jù)噪聲的大小選擇匹配的增益進行放大。放大后的電壓信號經(jīng)過帶通濾波器進行濾波后，再進入到全波整流電路并輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中進行數(shù)值化采集，微控制器對數(shù)值化數(shù)據(jù)進行計算，得到實際噪聲值。
[0026]模塊內(nèi)設計有實時時鐘電路，實時時鐘部分由紐扣電池作為備用電源，實時時鐘電路、紐扣電池與微處理器連接。
[0027]模塊內(nèi)設計有數(shù)據(jù)存儲器電路，實數(shù)據(jù)存儲器電路與微處理器(5)連接。
[0028]本實用新型的有益效果:
[0029]綜上所述，云智能無線網(wǎng)關模塊內(nèi)部設計有RS485、RS232、USB、以太網(wǎng)等多種通信接口、ZIGBBEE網(wǎng)關、實時時鐘、存儲器等，通過微型控制器的自動控制，可實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換、噪聲采集功能，并通過無線進行傳輸，且系統(tǒng)是雙電源供電的裝置，因此可實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換、無線網(wǎng)絡管理、智能采集的功能，彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中不足。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型的結(jié)構框圖；
[0031]圖2是本實用新型的實際安裝示意圖。
[0032]圖2中:21是ZIGBEE天線；22是噪聲測量探頭；23是云智能無線網(wǎng)關模塊的外殼；24是安裝固定孔；25是網(wǎng)絡接口； 26是RS232接口； 27是RS485接口 ；28是USB接口； 29是直流電源輸入接口。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖1、2對本實用新型進行詳細描述:
[0034]圖1為本實用新型的結(jié)構框圖:
[0035]一種云智能無線網(wǎng)關模塊，模塊內(nèi)設計一個微處理器5 ;
[0036]模塊內(nèi)包括直流電源I供電、鋰電池7作為備用電源的模塊，直流電源1、鋰電池7通過電源切換電路2與微處理器5連接；
[0037]通信網(wǎng)關模塊4與微處理器5連接。
[0038]所述微處理器5為AS微處理器。
[0039]所述無線通信網(wǎng)關協(xié)調(diào)器4為ZIGBEE通信網(wǎng)關模塊。
[0040]模塊內(nèi)設計有網(wǎng)絡通信電路9，網(wǎng)絡通信電路9與微處理器5連接。
[0041]模塊內(nèi)設計有USB通信電路10，USB通信電路10與微處理器5連接。
[0042]模塊內(nèi)設計有RS485通信電路6，RS485通信電路6與微處理器5連接。
[0043]模塊內(nèi)設計有RS232通信電路8，RS232通信電路8與微處理器5連接。
[0044]模塊內(nèi)設計有噪聲采集電路11，噪聲采集電路11與微處理器5連接。
[0045]模塊內(nèi)設計有實時時鐘電路13，實時時鐘部分由紐扣電池12作為備用電源，實時時鐘電路13、紐扣電池12與微處理器5連接。
[0046]模塊內(nèi)設計有數(shù)據(jù)存儲器電路10，實數(shù)據(jù)存儲器電路10與微處理器5連接。
[0047]本實用新型安裝固定于離地面有一定高度，可通過安裝固定孔24安裝于室內(nèi)墻壁，安裝完畢后調(diào)整ZIGBEE天線21、噪聲測量探頭22額定角度和位置。
[0048]網(wǎng)絡接口 25、RS232接口 26、RS485接口 27 ,USB接口 2、直流電源輸入接口 29位于云智能無線網(wǎng)關模塊的外殼23上。
[0049]打開云智能無線網(wǎng)關模塊的電源開關，此時無線網(wǎng)關模塊自動獲取無線網(wǎng)絡地址，并進行數(shù)據(jù)通信，并自動作為無線的網(wǎng)關對無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行管理、采集、存儲。
[0050]通過在無線管理端可設置云智能采集模塊的實時時鐘、采集間隔、采集方式等參數(shù)，啟動后，云智能無線網(wǎng)關模塊可實現(xiàn)多參數(shù)自動測量、無線傳輸功能。
[0051]無線模塊使用的天線應盡量遠離大面積的金屬平面及地面，安裝設備時，要使天線距離金屬管或者金屬平面至少15cm，安裝位置至少離地面I米以上。并盡量減少天線之間的障礙物。
[0052]云智能無線網(wǎng)關模塊應安裝在室內(nèi)，避免因雨水淋濕導致故障。
【主權項】
1.一種云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計一個微處理器(5); 模塊內(nèi)包括直流電源(I)供電、鋰電池(7 )作為備用電源的模塊，直流電源(I )、鋰電池(7)通過電源切換電路(2)與微處理器(5)連接； 通信網(wǎng)關模塊(4)與微處理器(5)連接。2.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:所述微處理器(5)為AS微處理器。3.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:所述無線通信網(wǎng)關協(xié)調(diào)器(4)為ZIGBEE通信網(wǎng)關模塊。4.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于: 模塊內(nèi)設計有網(wǎng)絡通信電路(9)，網(wǎng)絡通信電路(9)與微處理器(5)連接。5.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于: 模塊內(nèi)設計有USB通信電路(10)，USB通信電路(10)與微處理器(5)連接。6.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計有RS485通信電路(6)，RS485通信電路(6)與微處理器(5)連接。7.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計有RS232通信電路(8)，RS232通信電路(8)與微處理器(5)連接。8.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計有噪聲采集電路(11)，噪聲采集電路(11)與微處理器(5 )連接。9.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計有實時時鐘電路(13)，實時時鐘部分由紐扣電池(12)作為備用電源，實時時鐘電路(13)、紐扣電池(12)與微處理器(5)連接。10.根據(jù)權利要求1所述的云智能無線網(wǎng)關模塊，其特征在于:模塊內(nèi)設計有數(shù)據(jù)存儲器電路(10)，實數(shù)據(jù)存儲器電路(10)與微處理器(5)連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種云智能無線網(wǎng)關模塊，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、無線網(wǎng)絡管理的模塊，屬于土木施工安全監(jiān)測行業(yè)領域。在工程施工的安全監(jiān)測行業(yè)，因監(jiān)測內(nèi)容多、硬件布線復雜，傳統(tǒng)自動化監(jiān)測系統(tǒng)往往需要外購其他廠家的設備進行布線、組網(wǎng)，主要靠數(shù)據(jù)服務器進行數(shù)據(jù)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換，這種情況下易出現(xiàn)協(xié)議兼容性差、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率低、硬件成本高、后期維護難度大等問題。本實用新型為一種基于無線通信的智能無線網(wǎng)關模塊，能完成系統(tǒng)內(nèi)各子采集設備的數(shù)據(jù)管理、傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)換、無線管理等功能。
【IPC分類】H04W88/16
【公開號】CN204836606
【申請?zhí)枴緾N201520638901
【發(fā)明人】劉付鵬, 王輔宋, 謝鎮(zhèn), 劉國勇
【申請人】江西飛尚科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月24日