一种云智能无线网关模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种云智能无线网关模块，可实现数据处理、协议转换、无线网络管理的模块，属于土木施工安全监测行业领域。
【背景技术】
[0002]目前在土木自动化监测领域，随着系统集成程度高、工况复杂的使用环境，对应的监测方法也随之而优化，其中以无线传输、工业总线、网络通信的普遍化为自动话监测行业的快速实现提供技术支持。
[0003]为满足各种测量对象的数据测量，自动化监测系统往往同时设计有各种通信接口方式，例如RS485、RS232、以太网、USB串行通信等，以及有线电缆、无线通信等不同形式的通信方式的不同，难以统一一种设备进行数据协议转换、数据管理，存在一定局限性。传统解决方式是采用计算机、协议转换器、无线协调器等装置，对接口协议进行转换。
[0004]上述传统监测系统实现存在以下的不足:
[0005]首先传统监测系统复杂程度较高，因为协议转换模块功能单一，按照功能拼凑进行实现。且由于协议转换模块往往使用不同厂家的产品，兼容性也存在差异，进一步增加了系统的复杂程度和维护成本。
[0006]其次由于传统监测系统需要，如系统供电、数据传输等要求，需要使用电缆、光纤、网线等有线方式进行布设，施工难度较大，且增加一定材料成本。
[0007]综上所述，传统的监测系统中对数据转换、多参数测量等方面，在功能单一、系统复杂、成本高等方面存在一定的局限性，难以满足特定工况下的要求。
【发明内容】
[0008]本实用新型要解决的技术问题就在于以下几点:
[0009](I)实现多种接口协议转换，即一个智能模块同时实现RS485、RS232、以太网、USB、ZIGBEE无线等多种数据接口的数据采集功能；
[0010](2)实现无线网关管理，可实现网关角色管理无线网络，避免现场无线维护的难度和降低成本；
[0011](3)实现直流供电、锂电池供电切换，避免因短时间断电导致系统无法工作的问题；
[0012](4)实现数据的定时采集和内部存储；
[0013](5)可实现噪声采集功能。
[0014]为解决上述技术问题，本设计采用的以下技术方案。
[0015]一种云智能无线网关模块，模块内设计一个微处理器；
[0016]模块内包括直流电源供电、锂电池作为备用电源的模块，直流电源、锂电池通过电源切换电路与微处理器连接；云智能无线网关模块电源设计方案是，使用直流电源作为主电源，并设计锂电池充电控制电路。两路电源经过切换电路后，作为系统电源。当直流电路供电正常时，系统靠直流电源供电工作，当直流供电异常时。例如断电等，切换电路可自动切换到锂电池供电，以维持系统的正常工作。
[0017]为满足无线网关的要求，本设计采用的方案是:通信网关模块与微处理器连接。网关模块可自主通过对无线局域网内的子无线节点进行管理、配置、数据收发功能。
[0018]作为主控制器，管理和驱动系统各接口模块，同时完成数据解析、管理、传输，其主要工作相当于一个多种数据语言输入，一种标准语言输出的数据协议转换器装置。
[0019]所述微处理器为AS微处理器。
[0020]所述无线通信网关协调器为ZIGBEE通信网关模块。
[0021]实现以太网数据通信及协议转换的电路设计方案是:模块内设计有网络通信电路，网络通信电路与微处理器连接。当微控制器检测到网络设备接入系统时，按照标准协议进行驱动，采集数据，并转换成统一标准的数据协议进行传输。
[0022]实现USB数据通信及协议转换的电路设计方案是:模块内设计有USB通信电路，USB通信电路与微处理器连接。当微控制器检测到USB设备接入系统时，按照标准协议进行驱动，采集数据，并转换成统一标准的数据协议进行传输。
[0023]实现RS485数据通信及协议转换的电路设计方案是:模块内设计有RS485通信电路，RS485通信电路与微处理器连接。当微控制器检测到RS485设备接入系统时，自动驱动RS485电路，并采集数据，并转换成统一标准的数据协议进行传输。
[0024]实现RS232数据通信及协议转换的电路设计方案是:模块内设计有RS232通信电路，RS232通信电路与微处理器连接。当微控制器检测到RS232设备接入系统时，自动驱动RS232电路，并采集数据，并转换成统一标准的数据协议进行传输。
[0025]实现噪声采集功能的电路设计方案是:模块内设计有噪声采集电路，噪声采集电路与微处理器连接。通过麦克风将境声音信号转换为电压信号，电压信号经过不同增益的放大电路，自动根据噪声的大小选择匹配的增益进行放大。放大后的电压信号经过带通滤波器进行滤波后，再进入到全波整流电路并输入到模拟数字转换器中进行数值化采集，微控制器对数值化数据进行计算，得到实际噪声值。
[0026]模块内设计有实时时钟电路，实时时钟部分由纽扣电池作为备用电源，实时时钟电路、纽扣电池与微处理器连接。
[0027]模块内设计有数据存储器电路，实数据存储器电路与微处理器(5)连接。
[0028]本实用新型的有益效果:
[0029]综上所述，云智能无线网关模块内部设计有RS485、RS232、USB、以太网等多种通信接口、ZIGBBEE网关、实时时钟、存储器等，通过微型控制器的自动控制，可实现多种数据协议转换、噪声采集功能，并通过无线进行传输，且系统是双电源供电的装置，因此可实现数据协议转换、无线网络管理、智能采集的功能，弥补了传统监测系统中不足。
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型的结构框图；
[0031]图2是本实用新型的实际安装示意图。
[0032]图2中:21是ZIGBEE天线；22是噪声测量探头；23是云智能无线网关模块的外壳；24是安装固定孔；25是网络接口； 26是RS232接口； 27是RS485接口 ；28是USB接口； 29是直流电源输入接口。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图1、2对本实用新型进行详细描述:
[0034]图1为本实用新型的结构框图:
[0035]一种云智能无线网关模块，模块内设计一个微处理器5 ;
[0036]模块内包括直流电源I供电、锂电池7作为备用电源的模块，直流电源1、锂电池7通过电源切换电路2与微处理器5连接；
[0037]通信网关模块4与微处理器5连接。
[0038]所述微处理器5为AS微处理器。
[0039]所述无线通信网关协调器4为ZIGBEE通信网关模块。
[0040]模块内设计有网络通信电路9，网络通信电路9与微处理器5连接。
[0041]模块内设计有USB通信电路10，USB通信电路10与微处理器5连接。
[0042]模块内设计有RS485通信电路6，RS485通信电路6与微处理器5连接。
[0043]模块内设计有RS232通信电路8，RS232通信电路8与微处理器5连接。
[0044]模块内设计有噪声采集电路11，噪声采集电路11与微处理器5连接。
[0045]模块内设计有实时时钟电路13，实时时钟部分由纽扣电池12作为备用电源，实时时钟电路13、纽扣电池12与微处理器5连接。
[0046]模块内设计有数据存储器电路10，实数据存储器电路10与微处理器5连接。
[0047]本实用新型安装固定于离地面有一定高度，可通过安装固定孔24安装于室内墙壁，安装完毕后调整ZIGBEE天线21、噪声测量探头22额定角度和位置。
[0048]网络接口 25、RS232接口 26、RS485接口 27 ,USB接口 2、直流电源输入接口 29位于云智能无线网关模块的外壳23上。
[0049]打开云智能无线网关模块的电源开关，此时无线网关模块自动获取无线网络地址，并进行数据通信，并自动作为无线的网关对无线网络数据进行管理、采集、存储。
[0050]通过在无线管理端可设置云智能采集模块的实时时钟、采集间隔、采集方式等参数，启动后，云智能无线网关模块可实现多参数自动测量、无线传输功能。
[0051]无线模块使用的天线应尽量远离大面积的金属平面及地面，安装设备时，要使天线距离金属管或者金属平面至少15cm，安装位置至少离地面I米以上。并尽量减少天线之间的障碍物。
[0052]云智能无线网关模块应安装在室内，避免因雨水淋湿导致故障。
【主权项】
1.一种云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计一个微处理器(5); 模块内包括直流电源(I)供电、锂电池(7 )作为备用电源的模块，直流电源(I )、锂电池(7)通过电源切换电路(2)与微处理器(5)连接； 通信网关模块(4)与微处理器(5)连接。2.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:所述微处理器(5)为AS微处理器。3.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:所述无线通信网关协调器(4)为ZIGBEE通信网关模块。4.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于: 模块内设计有网络通信电路(9)，网络通信电路(9)与微处理器(5)连接。5.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于: 模块内设计有USB通信电路(10)，USB通信电路(10)与微处理器(5)连接。6.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计有RS485通信电路(6)，RS485通信电路(6)与微处理器(5)连接。7.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计有RS232通信电路(8)，RS232通信电路(8)与微处理器(5)连接。8.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计有噪声采集电路(11)，噪声采集电路(11)与微处理器(5 )连接。9.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计有实时时钟电路(13)，实时时钟部分由纽扣电池(12)作为备用电源，实时时钟电路(13)、纽扣电池(12)与微处理器(5)连接。10.根据权利要求1所述的云智能无线网关模块，其特征在于:模块内设计有数据存储器电路(10)，实数据存储器电路(10)与微处理器(5)连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种云智能无线网关模块，可实现数据处理、协议转换、无线网络管理的模块，属于土木施工安全监测行业领域。在工程施工的安全监测行业，因监测内容多、硬件布线复杂，传统自动化监测系统往往需要外购其他厂家的设备进行布线、组网，主要靠数据服务器进行数据处理、协议转换，这种情况下易出现协议兼容性差、数据转换效率低、硬件成本高、后期维护难度大等问题。本实用新型为一种基于无线通信的智能无线网关模块，能完成系统内各子采集设备的数据管理、传输、协议转换、无线管理等功能。
【IPC分类】H04W88/16
【公开号】CN204836606
【申请号】CN201520638901
【发明人】刘付鹏, 王辅宋, 谢镇, 刘国勇
【申请人】江西飞尚科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月24日