工业互联网网关的制作方法

1.本技术涉及自动化控制领域，特别涉及一种工业互联网网关。


背景技术：

2.工业互联网是工业领域的互联网技术，是新一代信息技术的重要组成部分。在工业互联网体系架构中，通常在感知层网络和工业互联网之间设置工业互联网网关，以实现工业互联网与传感层网络的互联互通。
3.相关技术中，工业互联网网关以集成式设计、模块化设计为主。其中，集成式设计为一体化设计，主要用于特定的需要或场合；模块化设计利用插接件将控制模块和外围模块之间连接，可以根据不同的使用场合，搭配不同的功能模块。
4.但是，集成式设计属于一体化设计，硬件结构上不具备扩展的能力；模块化设计虽然可以实现功能的拓展，但是由于需要插接件进行连接，因而无法实现分布式部署。


技术实现要素：

5.鉴于此，本技术提供一种工业互联网网关，可以实现分布式部署，安装简便灵活。
6.具体而言，包括以下的技术方案：
7.本技术实施例提供了一种工业互联网网关，所述工业互联网网关包括：主机模块和多个分布式io模块，其中，
8.每个所述分布式io模块均具有第一以太网接口和第二以太网接口，相邻的两个所述分布式io模块中一个所述分布式io模块的第一以太网接口与另一个所述分布式io模块的第二以太网接口之间相互连接，使得多个分布式io模块形成串联的模块集合；
9.所述主机模块具有第三以太网接口，所述第三以太网接口与所述模块集合中处于空闲状态的第一以太网接口或第二以太网接口之间相互连接。
10.在一种可能设计中，所述主机模块包括中央处理器、显示单元、存储单元和外部接口，其中，所述显示单元、所述存储单元和所述外部接口分别与所述中央处理器连接。
11.在一种可能设计中，所述显示单元包括液晶显示屏。
12.在一种可能设计中，所述外部接口包括有线通讯接口和无线通讯接口。
13.在一种可能设计中，所述有线通讯接口包括上行ethernet接口、下行ethernet接口、rs232接口、rs485接口、hart接口、usb接口、debug接口和所述第三以太网接口。
14.在一种可能设计中，所述无线通讯接口包括zigbee接口、lora接口、bluetooth接口和irda接口。
15.在一种可能设计中，所述第一以太网接口、所述第二以太网接口和所述第三以太网接口均为rj45接口。
16.在一种可能设计中，所述模块集合中的第一以太网接口与第二以太网接口之间、所述第三以太网接口与所述第一以太网接口或第二以太网接口之间均通过连接总线连接。
17.在一种可能设计中，所述连接总线包括电源总线和通讯总线。
18.在一种可能设计中，所述工业互联网网关包括还包括：电源，其中，
19.所述电源与所述主机模块和每个所述分布式io模块均连接。
20.本技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
21.通过将多个分布式io模块与主机模块彼此之间利用以太网接口实现串行连接，构成了本技术实施例要求保护的工业互联网网关。该工业互联网网关取代了相关技术中的插接件连接，可以实现分布式部署，安装简便灵活，适用范围更广。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
23.图1为本技术实施例提供的一种工业互联网网关的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的一种工业互联网网关中主机模块的结构示意图。
25.图中的附图标记分别表示：
[0026]1‑
主机模块，11
‑
第三以太网接口，12
‑
中央处理器，13
‑
显示单元，14
‑
存储单元，15
‑
外部接口，151
‑
有线通讯接口，152
‑
无线通讯接口，
[0027]2‑
分布式io模块，21
‑
第一以太网接口，22
‑
第二以太网接口，
[0028]3‑
连接总线。
[0029]
通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]
除非另有定义，本技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。下面对本技术实施例中出现的一些技术术语进行说明。
[0032]
为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
[0033]
工业互联网是工业领域的互联网技术，是新一代信息技术的重要组成部分。在工业互联网体系架构中，通常在感知层网络和工业互联网之间设置工业互联网网关，以实现工业互联网与传感层网络的互联互通。
[0034]
工业互联网网关旨在解决当前感知层网络设备的横向不关联，无法联动控制和统一管理的问题。网关以工业互联网为载体进行信息交换，可以把分散在各种工业现场的感知网络设备信息进行采集、存储、分析、管理。
[0035]
相关技术中，工业互联网网关以集成式设计、模块化设计为主。
[0036]
其中，集成式设计为一体化设计，主要用于特定的需要或场合；模块化设计利用插接件将控制模块和外围模块之间连接，可以根据不同的使用场合，搭配不同的功能模块。
[0037]
但是，集成式设计和模块化设计均具有不同的缺点，具体如下：
[0038]
(1)集成式设计属于一体化设计，硬件结构上不具备扩展的能力。
[0039]
(2)模块化设计虽然可以实现功能的拓展，但是由于需要插接件进行连接，因而无法实现分布式部署。
[0040]
为了解决相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种工业互联网网关，其结构示意图如图1所示。
[0041]
参见图1，该工业互联网网关包括：主机模块1和多个分布式io模块2。
[0042]
其中，每个分布式io模块2均具有第一以太网接口21和第二以太网接口22，相邻的两个分布式io模块2中一个分布式io模块2的第一以太网接口21与另一个分布式io模块2的第二以太网接口22之间相互连接，使得多个分布式io模块2可以形成串联的模块集合。
[0043]
在这里，第一以太网接口21和第二以太网接口22均具备交换功能，当多个分布式io模块2串联形成模块集合时，可以拓展分布式io模块2，实现级联。
[0044]
可以理解的是，这里分布式io模块2的个数至少为两个，可以根据实际需要对分布式io模块2的个数进行具体设置，在此不作具体限定。
[0045]
举例来说，参见图1，分布式io模块2的个数可以为三个。
[0046]
需要说明的是，每个分布式io模块2的以太网接口可以包括但不限于第一以太网接口21和第二以太网接口22，在此不作具体限定。
[0047]
主机模块1具有第三以太网接口11，第三以太网接口11与模块集合中处于空闲状态的第一以太网接口21或第二以太网接口22之间相互连接。
[0048]
如此设置，使得主机模块1和多个分布式io模块2可以形成串行连接，以构成本技术实施例要求保护的工业互联网网关。
[0049]
在这里，第一以太网接口21、第二以太网接口22和第三以太网接口11的结构、功能、使用方法等均相同。
[0050]
因此，由于本技术实施例提供的工业互联网网关利用以太网接口实现串行连接，取代了相关技术中的插接件连接，可以实现多个分布式io模块2的分布式部署，且安装简便灵活，布线简便，适用范围更广。
[0051]
下面对本技术实施例提供的工业互联网网关的结构进行进一步地描述说明：
[0052]
在一种可能设计中，每个分布式io模块2均采用旋转拨码设计，以设置分布式io模块2的地址，便于识别不同的分布式io模块2。
[0053]
在一种可能设计中，参见图2，主机模块1包括中央处理器12、显示单元13、存储单元14和外部接口15。
[0054]
其中，显示单元13、存储单元14和外部接口15分别与中央处理器12连接。
[0055]
在这里，显示单元13用于指示当前系统的工作状态、运行信息以及每个分布式io模块的运行状态。存储单元14用于存储系统的参数信息、日志信息等。外部接口15用于通讯连接。
[0056]
在一种可能设计中，显示单元13包括液晶显示屏。
[0057]
可选的，液晶显示屏可以为工业级液晶显示屏。
[0058]
在一种可能设计中，参见图1，外部接口15包括有线通讯接口151和无线通讯接口152。
[0059]
在一种可能设计中，有线通讯接口151包括上行ethernet接口、下行ethernet接口、rs232接口、rs485接口、hart接口、usb接口、debug接口和第三以太网接口11。
[0060]
其中，上行ethernet接口用于进行上行通讯，下行ethernet接口用于与每个分布式io模块2进行通讯，rs232接口、rs485接口和hart接口用于进行数据采集，usb接口用于与外部设备的连接和通讯，以实现功能拓展，debug接口用于进行设备调试。
[0061]
在一种可能设计中，无线通讯接口152包括zigbee接口、lora接口、bluetooth接口和irda接口。
[0062]
其中，zigbee接口、lora接口、bluetooth接口和irda接口均用于进行无线数据采集及其他必要的组网通讯。
[0063]
可选的，第一以太网接口21、第二以太网接口22和第三以太网接口11均为rj45接口。
[0064]
通过将第一以太网接口21、第二以太网接口22和第三以太网接口11设置为rj45接口，便于设置与连接。
[0065]
在一种可能设计中，参见图1，模块集合中的第一以太网接口21与第二以太网接口22之间、第三以太网接口11与第一以太网接口21或第二以太网接口22之间均通过连接总线3连接。
[0066]
在一种可能设计中，参见图1，连接总线3包括电源总线和通讯总线(图中未显示)。
[0067]
其中，电源总线用于为各模块供电，通讯总线用于将各模块从硬件上连接到一个局域网中。
[0068]
在一种可能设计中，工业互联网网关包括还包括：电源(在图中未显示)。
[0069]
其中，电源与主机模块1和每个分布式io模块2均连接，以为主机模块1和每个分布式io模块2供电。
[0070]
在一种可能示例中，可以根据实际需要确定分布式io模块2的使用个数及每个分布式io模块2的放置位置；待确定分布式io模块2的使用个数及放置位置之后，将相邻的两个分布式io模块2中一个分布式io模块2的第一以太网接口21与另一个分布式io模块2的第二以太网接口22之间通过连接总线3相互连接，使得多个分布式io模块2形成串联的模块集合；再将主机1的第三以太网接口11与模块集合中处于空闲状态的第一以太网接口21或第二以太网接口22通过连接总线3连接，即完成工业互联网网关的布置；最后，将电源与主机模块1和每个分布式io模块2电连接后，可以对该工业互联网网关进行后续使用。
[0071]
在本技术中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0072]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本技术后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
[0073]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。