無線網(wǎng)關設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線網(wǎng)關設備，設備包括：無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，用于接收無線傳輸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲數(shù)據(jù)參數(shù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于調用所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的所述數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)參數(shù)進行初始化處理，并且用于接收所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的所述無線傳輸數(shù)據(jù)，并將所述無線傳輸數(shù)據(jù)處理為數(shù)據(jù)幀；設備還包括串口轉以太網(wǎng)模塊和撥碼電路模塊。本發(fā)明采用433MHZ的無線免費頻段，具有低功耗、穿透性強、傳送距離遠等特點，而且在設備無需數(shù)據(jù)通信時，可以直接關閉通信功能，最大程度上的降低了電能的消耗。
【專利說明】無線網(wǎng)關設備
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種無線網(wǎng)關設備。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術和計算機技術的迅速發(fā)展，無線網(wǎng)關應運而生。一般來講，廣義上的網(wǎng)關是指一個網(wǎng)絡連接到另一個網(wǎng)絡的接口。網(wǎng)關實現(xiàn)了將使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言甚至體系完全不同的系統(tǒng)之間進行互連。
[0003]無線網(wǎng)關是指集成有簡單路由功能的無線接入點(AP，Access Ponit)，即無線網(wǎng)關通過設置可完成無線網(wǎng)橋和無線路由的功能，也可以直接連接外部網(wǎng)絡。現(xiàn)有技術中的無線網(wǎng)關設備主要采用的是頻率為2.4GHZ或者是GPRS的無線傳輸；采用2.4GHZ相對于433MHZ主要存在的問題是在傳輸同等的距離時功耗較大，而且采用頻率為2.4GHZ的無線時穿透障礙物的能力比采用433MHZ時無線的穿透能力相對較弱。采用GPRS無線傳輸需要向對應的運營商繳納流量費用，而且在地理位置比較偏遠的地方，基站覆蓋少，信號差，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供了一種采用頻率為433MHZ的無線工業(yè)傳感網(wǎng)絡的無線網(wǎng)關設備。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無線網(wǎng)關設備，所述設備包括:
[0006]無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，用于接收無線傳輸數(shù)據(jù)；
[0007]數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0008]數(shù)據(jù)處理模塊，用于調用所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的所述數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)參數(shù)進行初始化處理，并且用于接收所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的所述無線傳輸數(shù)據(jù)，并將所述無線傳輸數(shù)據(jù)處理為數(shù)據(jù)幀；
[0009]串口轉以太網(wǎng)模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)幀，并將所述數(shù)據(jù)幀處理為網(wǎng)口輸出信息；
[0010]撥碼電路模塊，所述撥碼電路模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊相連接，用于設置系統(tǒng)的工作模式。
[0011]優(yōu)選地，所述設備還包括電源模塊，所述電源模塊與所述無線收發(fā)模塊相連接，用于將外部接入電源電壓轉換為系統(tǒng)所需電源電壓。
[0012]優(yōu)選地，所述設備還包括按鍵電路模塊，所述按鍵電路模塊與所述串口轉以太網(wǎng)模塊相連接，用于通過網(wǎng)絡對所述設備進行配置。
[0013]優(yōu)選地，所述設備還包括通信模塊，所述通信模塊包括RS232和RS485。
[0014]優(yōu)選地，所述設備采用頻率為433MHZ的無線進行通信。
[0015]本發(fā)明帶來的有益效果是:本發(fā)明采用433MHZ的無線免費頻段，具有低功耗、穿透性強、傳送距離遠等特點，而且在設備無需數(shù)據(jù)通信時，可以直接關閉通信功能，最大程度上的降低了電能的消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明無線網(wǎng)關設備的原理示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明一實施例圖1中無線網(wǎng)關設備的單片機最小系統(tǒng)電路圖；
[0018]圖3是本發(fā)明一實施例中所對應圖1中電源模塊108的電路圖；
[0019]圖4為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中通信模塊106中RS485的電路圖；
[0020]圖5為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中通信模塊106中RS232的電路圖；
[0021]圖6為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中數(shù)據(jù)存儲模塊102的電路圖；
[0022]圖7為本發(fā)明一實施例中所提供的網(wǎng)絡模塊接口電路圖；
[0023]圖8為本發(fā)明一實施例中所提供的以太網(wǎng)端口電路圖；
[0024]圖9為本發(fā)明一實施例中對應圖1中的按鍵電路圖；
[0025]圖10為本發(fā)明一實施例中所提供的無線接口電路圖；
[0026]圖11為本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備對應圖1中設備運行的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0028]圖1是本發(fā)明無線網(wǎng)關設備的原理示意圖。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備包括:
[0030]無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊101，用于接收無線傳輸數(shù)據(jù)。具體的，在一實施例中本發(fā)明提供的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊101用于與外部無線設備的數(shù)據(jù)通信，在實施例中，本發(fā)明采用的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊101優(yōu)選433MHZ的工業(yè)無線頻段。433MHZ的工業(yè)無線頻段具有低功耗、穿透性強及傳送距離遠等特點，而且在設備不需要進行數(shù)據(jù)通信時，無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊101可以直接關閉，以最大程度降低電能的消耗。
[0031]數(shù)據(jù)存儲模塊102，用于存儲數(shù)據(jù)參數(shù)。具體的，在一實施例中，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)存儲模塊102用于存儲系統(tǒng)與現(xiàn)實設置好的參數(shù)值，當系統(tǒng)的配置參數(shù)發(fā)生變化時，數(shù)據(jù)存儲模塊102存儲新的系統(tǒng)配置參數(shù)。
[0032]數(shù)據(jù)處理模塊103，用于調用數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)進行初始化處理，并且用于接收無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的所述無線傳輸數(shù)據(jù)，并將無線傳輸數(shù)據(jù)處理為遠端中心服務端可以識別的數(shù)據(jù)幀。具體的，在一實施例中，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理模塊103通過SPI 口接收無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊101發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)轉化為遠端服務器中心端可以識別的數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理模塊103優(yōu)選型號為增強版51單片機STC12LE5A60S2。當系統(tǒng)上電時，數(shù)據(jù)處理單元103對系統(tǒng)中的模塊進行初始化，并且從數(shù)據(jù)存儲模塊102中讀取系統(tǒng)設定的參數(shù)值。當系統(tǒng)運行后，數(shù)據(jù)處理模塊102對系統(tǒng)中的各個模塊之間進行數(shù)據(jù)處理。
[0033]串口轉以太網(wǎng)模塊104，用于接收數(shù)據(jù)幀，并將所述數(shù)據(jù)幀處理為網(wǎng)口輸出信息。具體的，在一實施例中，本發(fā)明提供的串口轉以太網(wǎng)模塊104具有使用簡單、方便的特點，用戶只需使用網(wǎng)線即可對網(wǎng)關模塊進行配置，使數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶所設定的目標。
[0034]撥碼電路模塊105與所述數(shù)據(jù)處理模塊103和數(shù)據(jù)存儲模塊102相連接，用于設置系統(tǒng)的工作模式。具體的，本發(fā)明提供的撥碼電路模塊105用于設備工作模式的選擇，在一實施例中，設備的工作模式分為配置模式和數(shù)據(jù)傳輸模式。
[0035]在又一實施例中，本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備還包括:
[0036]通信模塊106，實施例中本發(fā)明提供的通信模塊106包括RS232和RS485通信模塊，用于網(wǎng)關設備與外部設備的的有限數(shù)據(jù)通信，包括用于傳送網(wǎng)關設備和外部設備數(shù)據(jù)幀及整改設備的有線配置。本發(fā)明實施例中無線網(wǎng)關設備的配置主要由電腦的配置軟件與RS232和RS485通信方式完成。當本發(fā)明提供的實施例中無線網(wǎng)關設備工作在數(shù)據(jù)傳輸模式時，RS232和RS485通信模塊進行正常傳輸數(shù)據(jù)，當設備切換至配置模式時，RS232和RS485通信模塊停止傳輸數(shù)據(jù)，串口端處于接收模式，用于設備的配置。
[0037]按鍵107用于串口轉以太網(wǎng)模塊104的配置，當用戶不方便由網(wǎng)線配置串口轉以太網(wǎng)模塊104配置時使用。
[0038]電源模塊108用于將外部的輸入電壓轉化為系統(tǒng)各個模塊工作所需的電壓。電源模塊108端口采用防反接設計方式，以防止因用戶反接外部電源而導致整個設備發(fā)生故障。
[0039]在本發(fā)明提供的其他實施例中，給出了圖1中對應的部分具體電路圖。
[0040]圖2為本發(fā)明一實施例圖1中無線網(wǎng)關設備的單片機最小系統(tǒng)電路圖。如圖2所示，單片機最小系統(tǒng)用于協(xié)調各個模塊之間的工作及設備配置數(shù)據(jù)的處理。
[0041]圖3是本發(fā)明一實施例中所對應圖1中電源模塊108的電路圖。如圖3所示，電源模塊108將外部接入的5V直流電源轉換為3.3V電源進行輸入。在本發(fā)明提供的實施例中，電源端口采用兩種接入方式:HT3.96接口和DC-005插口，以便滿足用戶的不同選擇。
[0042]圖4為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中通信模塊106中RS485的電路圖。如圖4所示，RS485優(yōu)選數(shù)據(jù)自動流向控制，不需要IO端口，RS485芯片將TTL電平轉換為RS485電平。
[0043]圖5為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中通信模塊106中RS232的電路圖。如圖5所示，本發(fā)明提供的RS232所采用的的接口為DB9串口母口。
[0044]圖6為本發(fā)明一實施例中所對應圖1中數(shù)據(jù)存儲模塊102的電路圖。如圖6所示，本發(fā)明實施例中優(yōu)選大小為2K的EPROM用于存儲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)儲存模塊102以Pl.5和Pl.6口與單片機進行數(shù)據(jù)通信，將單片機傳送的數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)。
[0045]圖7為本發(fā)明一實施例中所提供的網(wǎng)絡模塊接口電路圖。如圖7所示，網(wǎng)絡模塊通過串口與單片機進行數(shù)據(jù)通信，將單片機傳送的數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)。
[0046]圖8為本發(fā)明一實施例中所提供的以太網(wǎng)端口電路圖。如圖8所示，以太網(wǎng)端口作為本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備與互聯(lián)網(wǎng)連接的端口，以太網(wǎng)端口與網(wǎng)絡模塊相連接進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0047]圖9為本發(fā)明一實施例中對應圖1中的按鍵電路圖。如圖9所示，本發(fā)明提供的按鍵用于對互聯(lián)網(wǎng)模塊的按鍵配置。
[0048]圖10為本發(fā)明一實施例中所提供的無線接口電路圖。如圖10所示，本發(fā)明提供的無線接口以SPI通信接口的方式與單片機最小系統(tǒng)進行通信，當有數(shù)據(jù)傳輸時，P3.2檢測到中斷信號時，系統(tǒng)進入中斷服務程序。
[0049]圖11為本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備對應圖1中設備運行的流程圖。[0050]如圖11所示，當系統(tǒng)上電時，設備初始化設備中的各個模塊。具體的，各個模塊包括:通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線模塊、網(wǎng)絡模塊、定時器、中斷的初始化。在系統(tǒng)完成一系列的初始化后，設備開始讀取存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的設備ID號。讀取設備的ID號用于接收對應本ID號的無線數(shù)據(jù)，當讀取完ID號后，系統(tǒng)開始掃描在線的無線設備。系統(tǒng)掃描獲取到目前在線的設備ID號后，打開定時器開始定時發(fā)送數(shù)據(jù)。無線網(wǎng)關設備向無線設備發(fā)送數(shù)據(jù)時，對應的設備會返回相對應的數(shù)據(jù)值，使得網(wǎng)關設備產生中斷，系統(tǒng)通過循環(huán)檢測外部中斷接收數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將接收到的無線數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊中，數(shù)據(jù)處理模塊通過對數(shù)據(jù)做相應的處理把數(shù)據(jù)發(fā)送到串口轉以太網(wǎng)和RS232、RS485接口輸出。當撥碼開關將系統(tǒng)設置為配置模式時，通過RS232、RS485通信模塊對系統(tǒng)進行設置，系統(tǒng)通過串口中斷的檢測，數(shù)據(jù)處理模塊從接收到的數(shù)據(jù)幀中獲取設定參數(shù)并存入存儲模塊。
[0051]綜上所述，本發(fā)明提供的無線網(wǎng)關設備包括了多種通信方式，為用戶預留出了多種數(shù)據(jù)通信接口，用戶只需將自己要上傳的數(shù)據(jù)處理成相對應的數(shù)據(jù)幀即可把自己的數(shù)據(jù)傳入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了無線數(shù)據(jù)至遠端服務中心的傳輸功能。為用戶實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳送提供了簡單、可靠的服務。
[0052]專業(yè)人員應該還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。
[0053]結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM),電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術領域】內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0054]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種無線網(wǎng)關設備，其特征在于，所述設備包括: 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，用于接收無線傳輸數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲數(shù)據(jù)參數(shù)； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于調用所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的所述數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)參數(shù)進行初始化處理，并且用于接收所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的所述無線傳輸數(shù)據(jù)，并將所述無線傳輸數(shù)據(jù)處理為數(shù)據(jù)幀； 串口轉以太網(wǎng)模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)幀，并將所述數(shù)據(jù)幀處理為網(wǎng)口輸出信息； 撥碼電路模塊，所述撥碼電路模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊相連接，用于設置系統(tǒng)的工作模式。
2.如權利要求1所述的無線網(wǎng)關設備，其特征在于，所述設備還包括電源模塊，所述電源模塊與所述無線收發(fā)模塊相連接，用于將外部接入電源電壓轉換為系統(tǒng)所需電源電壓。
3.如權利要求1所述的無線網(wǎng)關設備，其特征在于，所述設備還包括按鍵電路模塊，所述按鍵電路模塊與所述串口轉以太網(wǎng)模塊相連接，用于通過網(wǎng)絡對所述設備進行配置。
4.如權利要求1所述的無線網(wǎng)關設備，其特征在于，所述設備還包括通信模塊，所述通信模塊包括RS232和RS485。
5.如權利要求1所述的無線網(wǎng)關設備，其特征在于，所述設備采用頻率為433MHZ的無線進行通信。
【文檔編號】H04L12/66GK103945571SQ201410137090
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】曹杰, 徐寶才, 毛波, 王赟, 李新福, 王有權, 陶海成 申請人:南京理工大學, 南京卓潤環(huán)?？萍加邢薰?br>