一种智慧泵房边缘网关的制作方法

1.本实用新型涉及网关领域，尤其涉及一种智慧泵房边缘网关。


背景技术：

2.随着智慧水务、智慧控制的概念的提出,对于二次供水平台的控制数据采集有着较高的要求。目前，针对多种设备、多种接口的数据采集传输，由于各个厂家的采集通讯标准不统一,接口类别不统一,导致数据难以集成处理,也无法满足相应的上传、共享和访问的需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种智慧泵房边缘网关，以解决多种泵房数据难以集成处理的问题。
4.在本实用新型实施例的第一方面，提供了一种智慧泵房边缘网关，至少包括通信处理器、wifi模块、数据采集模块和通讯接口，所述数据采集模块和所述通讯接口均与通信处理器连接，所述通信处理器与所述wifi模块连接；
5.其中，所述数据采集模块至少基于modbus rtu协议、modbstcp协议、模拟量接口及数字量接口接收传感器采集的泵房数据；
6.所述通讯接口至少包括spf光口、wan接口、lan接口和sim卡口；
7.所述通信处理器用于对采集的泵房数据进行计算处理，并编辑生成地址表，通过mqtt上传至服务器和终端管理平台。
8.在一个实施例中，所述数据采集模块还包括直流电源，所述直流电源用于为外部泵房数据采集设备供电，使设备能够正常工作。
9.在一个实施例中，所述数字量输入接口与开关量信号的传感器设备连接，形成信号回路。
10.在一个实施例中，所述模拟量输入接口与水位传感器、水箱液位器、电接点压力表连接，用于采集并转换4-20ma模拟量信号，通过网关数据监控平台查看电流值，并将对应的模拟量信号显示至外部检测设备上。
11.在一个实施例中，wan接口和lan接口与终端设备连接，实现网络连接和协议转换。
12.在一个实施例中，所述数据采集模块包括4路rs485/rs232串口、2路模拟量输入接口、4路数字量输入接口。
13.在一个实施例中，所述通讯接口包括3个spf光口、1个wan接口和7 个lan接口。
14.在一个实施例中，所述智慧泵房边缘网关的电源模块输入端接入lc低通滤波电路，输出端接入电解电容和贴片电阻。
15.在一个实施例中，模拟量信号采样电路,采用电压电流可选的模拟量输入方式,由拨码开关确定电压型或电流型采样。
16.本实用新型实施例中，通过串口、模数接口等采集不同格式的泵房数据，基于通信
处理器数据处理和转换，基于mqtt进行数据上传，并基于mod bus 进行通讯协议转换，与外部设备通讯，从而可以通过网关实现对泵房数据的集中处理，满足数据共享访问、上传、设置等需求，能客户端进行数据的实时监控监测和设置修改,极大的改善运营维护的便捷度和降低运维的成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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取其他附图。
18.图1为本实用新型的一个实施例提供的智慧泵房边缘网关结构示意图；
19.图2为本实用新型的一个实施例提供的网关系统结构示意图；
20.图3为本实用新型的一个实施例提供的外接usb信号转换电路的结构示意图；
21.图4为本实用新型的一个实施例提供的wifi模块供电电路的结构示意图；
22.图5为本实用新型的一个实施例提供的数字模拟量信号采集电路的结构示意图。
具体实施方式
23.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
24.本实用新型的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外，“第一”“第二”用于区分不同对象，并非用于描述特定顺序。
25.请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种智慧泵房边缘网关，至少包括通信处理器110、wifi模块120、数据采集模块130和通讯接口140，所述数据采集模块130和所述通讯接口140均与通信处理器110连接，所述通信处理器110与所述wifi模块120连接；
26.其中，所述通信处理器110用于对采集的泵房数据进行计算处理，编辑生成地址表，并通过mqtt上传至服务器和终端管理平台，还可以通过 modbus与外部显示屏管理平台、app实现通讯；
27.具体的，通信处理器对采集数据进行计算处理，通过mqtt(messagequeuing telemetry transport，即消息队列遥测传输)上传至服务器和终端管理平台，pc客户端可以从服务器获取到数据信息，处理器可编辑生成地址位表，并通过modbus(modbus通讯协议)与外部显示屏管理平台、app 实现通讯，进行数据的实时检测和设置。如图2所示，智慧泵房边缘网关不同接口获取到泵房数据后，分别基于mqtt上传至服务器、终端管理平台，基于modbus传输至显示屏管理平台、用户app。
28.所述wifi模块120用于进行数据的无线传输；
29.所述数据采集模块130至少基于modbus rtu协议、modbstcp协议、模拟量接口及数字量接口接收传感器采集的泵房数据，其包括rs485/rs232 串口、模拟量输入接口、数字量输入接口；
30.具体的，包括4路rs485/rs232串口、2路模拟量输入接口、4路数字量输入接口。
31.其中，数据采集模块还包括直流电源，所述直流电源用于为外部泵房数据采集设备供电，使设备能够正常工作。直流电源包括一路12v/3a dc输出和一路24v/2a dc输出，为远程开关和电流检测设备等提供电源,为外接水浸传感器，温控器，水箱液位器等外部信号采集设备供电，提供电源回路，使设备能共正常的工作。
32.所述数字量输入接口接入水浸传感器等开关量信号的传感器设备，由网关24v供电口供电，形成信号回路，当接口采集到设备的信号后，由网关内部通过mqtt协议将信号上传服务器云，智慧水务平台就可以采集到设备的信息，同时信号信息也可在网关内部形成地址信息，与外接的触摸屏、手机 app通信，通过协议转换得到传感器采集的泵房信息。进一步的，操作人员根据获取的泵房信息，可通过mqtt协议访问plc，控制plc对相应的设备进行设置和管理。
33.所述模拟量输入接口接入低水位传感器，水箱液位器，电接点压力表等模拟量信号的设备，由接口采集4-20ma模拟量信号转换，通过网关数据监控平台查看电流值，再通过数据转换成对应的模拟量信号，显示到外部检测设备上。同时，信号信息也可在网关内部形成地址信息，外接的触摸屏、手机app基于通讯协议转换可获取到传感器采集数据。进一步的，操作人员根据获取的泵房信息，可通过mqtt协议访问plc，控制plc对相应的设备进行设置和管理。
34.串口输入端可访问温度控制器，电能表等外部设备，该设备可由外部电源供电，可选择网关的dc输出口供电，设备的ab信号接入网关的ab串口，实现设备和网关的通讯，将设备的实时数据传输至网关pc显示页面，通过网关电表配置可以进行实时的监控和设置，使设备正常的运行。
35.所述通讯接口140至少包括spf光口、wan接口、lan接口和sim卡口；
36.具体的，包括3个spf光口、1个wan接口和7个lan接口。所述spf 光口支持单模多模光纤，支持环网管理、环形链接网络拓扑；所述wan接口自适应mdi和mdix，并内置电磁隔离保护，所述lan接口支持局域网内数据交互共享。
37.所述wan、lan接口可以同时连接多台终端设备，具有网络通讯的作用，使网关可以通过mqtt协议与外部pc端协议转换和通讯。
38.智慧泵房边缘网关通过模拟量输入接口、数字量输入接口和rs485串口采集传感器设备信息，再通过wan、lan实现网络连接，提供轻量化的设备管理，同时经过plc逻辑编程计算，并进行实时的数据设置和分析管理，实现远程设备的智能采集和管理。
39.在一个实施例中，如图3所示，外接usb的dm dp信号,通过两个22 ω电阻,并经过tpd2e001双路瞬态抑制电压抑制器,可以保护usb的信号输入,避免信号的串扰及对芯片的损害。
40.在一个实施例中，如图4所示，网关支持多路的wifi连接口,为保证电路的稳定工作,内部供电选择大功率电源模块,由外部24v转成内部5v。输入端接入lc低通滤波电路,避
免电压的波动对模块电路的损害,输出接c93 100uf/50v电解电容和120ω贴片电阻的负载,可匹配模块参数使用,增大功率输出效率。
41.在一个实施例中，如图5所示，网关的ai模拟量信号采样电路,采用电压电流可选的模拟量输入方式,由拨码开关j12 j13确定电压型或者电流型采样,电压型输入范围为0-10v,电流型的参考为4-20ma,模拟量采样过后, 经过tl084cdt模拟量放大器电路,双电源供电,信号输出r3负载后,接rc滤波电路后,经过跟随器电路输出接r4负载,由r2接基准3v的上拉后接入处理器,d2的作用是钳位二极管,将电路电压钳位在3.3v,保护处理器的输入信号。此模拟量电路设计可靠信,稳定性强,电路采样范围广,可选电压电流型。
42.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
43.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。