一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，包括直流電源模塊，CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊，所述CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊順次連接，所述直流電源模塊分別為所述CPU主板及網絡控制器供電，所述通信接口模塊包括RS232接口模塊、Ethernet接口模塊及WiFi接口模塊。本實用新型與現有產品相比功能更完善，適用范圍更廣，工作更加穩(wěn)定；本實用新型的WiFi接口模塊取代了傳統的屏蔽線雙絞線的有線信道，減少了管線成本，并且避免了復雜的布線過程、避免了數據線損壞對數據傳輸的影響、避免了高壓管線對數據線的影響。
【專利說明】
一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及網關通訊裝置技術領域，更具體地說是一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置。
【背景技術】
[0002]目前，現有工業(yè)現場數據網關采用工業(yè)串口數據網關、工業(yè)串口轉無線網關及工業(yè)串口轉有線網關等，這些產品已經廣泛用于工業(yè)現場，實現工業(yè)串口數據協議并入網絡，便于數據傳輸。但是在現有的產品中，工業(yè)串口數據轉換方式單一，比如，工業(yè)串口數據轉換為有線網絡數據的產品和將工業(yè)串口數據轉換為無線網絡數據的產品較多，但沒有一類產品是將工業(yè)串口、有線網關、無線網關這三種數據任意轉換的產品。
【實用新型內容】
[0003]為了解決現有工業(yè)現場數據網關數據轉換方式單一，本實用新型提供了一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，本實用新型可以實現對串口數據、有線網關數據、無線網關數據的任意轉換，實現現場工業(yè)設備的實時的、高效的通信。
[0004]為了達到以上目的，本實用新型提供了一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，包括直流電源模塊，CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊，所述CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊順次連接，所述直流電源模塊分別為所述CPU主板及網絡控制器供電。
[0005]優(yōu)選地，所述通信接口模塊包括RS232接口模塊、Ethernet接口模塊及WiFi接口模塊。
[0006]優(yōu)選地，所述CPU主板采用基于嵌入式ARM處理器的工業(yè)級主板。
[0007]優(yōu)選地，所述CPU主板還設置有板載擴展接口，通過擴展總線連接數據網關。
[0008]優(yōu)選地，所述直流電源模塊供電壓為20?28V。
[0009]優(yōu)選地，所述WiFi接口模塊包括射頻控制器和WiFi芯片，既可以配置成一個無線站點模式，也可以配置成無線接入點模式。
[0010]優(yōu)選地，所述Ethernet接口模塊包括網卡芯片和網絡CPU，所述網卡芯片分別連接RJ-45網絡接口及網絡CPU。
[0011]優(yōu)選地，所述RS232接口模塊采用通用的DB9數據接口。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的有益效果:本實用新型與現有的工業(yè)串口數據轉換為有線網絡數據的產品和將工業(yè)串口數據轉換為無線網絡數據的產品相比功能更完善，適用范圍更廣，工作更加穩(wěn)定;本實用新型的WiFi接口模塊取代了傳統的屏蔽線雙絞線的有線信道，減少了管線成本，并且避免了復雜的布線過程、避免了數據線損壞對數據傳輸的影響、避免了高壓管線對數據線的影響。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0015]如圖1所示，本實用新型提供了一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，包括直流電源模塊、CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊，所述CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊順次連接，CPU主板可以對網絡控制器進行初始化或者隨時修改，網絡控制器負責有線網絡、無線網絡和串口之間的數據轉發(fā)，所述直流電源模塊分別為CHJ主板及網絡控制器供電，供電電壓為20?28V寬電壓輸入，支持工業(yè)常見的24V電壓輸入，所述CPU主板采用基于嵌入式ARM處理器的工業(yè)級主板。
[0016]本實用新型中，所述接口模塊包括RS232接口模塊、Ethernet接口模塊及WiFi接口模塊。本實用新型提供了通用的DB9數據接口，對標準的RS232電平提供支持，符合工業(yè)控制現場總線的標準，有一定的通用性;Ethernet接口模塊為網卡芯片和網絡CPU，提供標準的有線網絡數據轉換，外接RJ-45標準有線網絡接口，內接網絡CPU再接網絡控制器。數據的輸入輸出由網絡CHJ控制，網絡CHJ為網卡芯片提供驅動程序和TCP應用程序，用于發(fā)送和接收。網絡CHJ再與網絡控制器相連，由網絡控制器實現協調工作和數據轉發(fā)的工作。無線WiFi接口模塊為射頻控制器和WiFi CPU芯片，提供無線射頻發(fā)射和接收、組網控制、錯誤判斷、有線等與無線數據處理相關的操作，內部數據接口與網絡控制器相連，并由CPU主板發(fā)出握手包，詢問WiFi CPU芯片狀態(tài)?？臻e時將CPU主板需要轉發(fā)的數據發(fā)送給WiFi CHJ芯片，本實用新型的無線WiFi接口模塊取代了傳統的屏蔽線雙絞線的有線信道，減少了管線成本，并且避免了復雜的布線過程、避免了數據線損壞對數據傳輸的影響、避免了高壓管線對數據線的影響。
[0017]本實用新型中，所述CPU主板還設置有板載擴展接口，通過擴展總線連接數據網關，實現數據網關多網絡接口擴展。
[0018]本實用新型和工業(yè)生產現場設備之間采用符合各相關行業(yè)標準的通信協議:對于不同類型的PLC、數控機床、注塑機、擰緊槍等設備，本實用新型支持Modbus開放式協議，以國家標準GB/T19582-2008《基于Modbus協議的工業(yè)自動化網絡規(guī)范》執(zhí)行。
[0019]本實用新型設置有3種不同的接口模塊，分別為RS232接口模塊、Ethernet接口模塊及WiFi接口模塊，本實用新型與現有的工業(yè)串口數據轉換為有線網絡數據的產品和將工業(yè)串口數據轉換為無線網絡數據的產品相比功能更完善，適用范圍更廣，工作更加穩(wěn)定;本實用新型的WiFi接口模塊取代了傳統的屏蔽線雙絞線的有線信道，減少了管線成本，并且避免了復雜的布線過程、避免了數據線損壞對數據傳輸的影響、避免了高壓管線對數據線的影響。
[0020]本實用新型在工作過程中，網絡層使用IP協議;傳輸層使用TCP/UDP協議，具有高度的可靠性，平均無故障時間不少于10萬小時。
[0021]在現場安裝的時候應將該裝置通過拓展板載接口與數據網關連接，作為一個整體安裝到控制柜或者其他便于采集安裝的地方。該裝置可采用所述直流電源模塊供電，電壓輸入范圍為20?28Vο直流電源模塊再對CPU主板、網絡控制器供電。然后再由工程師對數據網關及該裝置進行獨立的配置，根據現場設備的數量、接口類型、通信協議等確定該裝置的工作模式及通信協議與方式。
[0022]本實用新型通過通信接口中3種不同接口模塊可以使傳統的工業(yè)串口設備或者CPU主板控制的設備可以很方便的接入WiFi無線網絡或者有線網絡，實現工業(yè)串口、有線網關、無線網關這三種數據任意轉換，實現多種網絡互連方式，便于現場工業(yè)設備的實時的、高效的通信。這三種模式的數據轉換，可以通過PC端連接該裝置的無線SSID，利用webserver登錄賬戶對該裝置的工作模式及參數進行修改?；蛘咄ㄟ^串口線連接PC端和該裝置，通過AT指令集對工作模式及參數進行修改。修改設置好后重啟模塊后生效，因為該裝置在上電啟動后，會根據用戶預先設置好的模式去連接無線網絡及服務器，所以應該在該裝置工作前設置好相關模式與參數。
[0023]本實用新型中所述CPU主板通過板載擴展接口的擴展總線連接數據網關，實現多網絡接口擴展。多網絡接口擴展采用網絡冗余設計，通信線路和設備可以同時工作，當一條通信線路或者某個設備出現故障時，數據通信能夠正常進行。網絡冗余設計能夠保證網絡能夠提供通信服務，提高網絡的服務可靠性，減少網絡上由于單點故障而導致整個網絡癱瘓的可能性。
[0024]本實用新型裝置可脫離數據采集網關單獨使用，本實用新型中所述CPU主板屬于可編程ARM芯片，能夠獨立的對網絡控制器進行控制，對數據采集和數據處理，設備的控制均能獨立完成，對于簡單工業(yè)應用可節(jié)省大量成本。
【主權項】
1.一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，包括直流電源模塊，其特征在于:還包括CPU主板、網絡控制器及通信接口模塊，所述CHJ主板、網絡控制器及通信接口模塊順次連接，所述直流電源模塊分別為所述CPU主板及網絡控制器供電。2.根據權利要求1所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述通信接口模塊包括RS232接口模塊、Ethernet接口模塊及WiFi接口模塊。3.根據權利要求1所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述(PU主板采用基于嵌入式ARM處理器的工業(yè)級主板。4.根據權利要求3所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述CPU主板還設置有板載擴展接口，通過擴展總線連接數據網關。5.根據權利要求1所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述直流電源模塊供電壓為20?28V。6.根據權利要求2所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述WiFi接口模塊包括射頻控制器和WiFi芯片。7.根據權利要求2所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述Ethernet接口模塊包括網卡芯片和網絡CPU，所述網卡芯片分別連接RJ-45網絡接口及網絡CPU。8.根據權利要求2所述的一種用于工業(yè)現場數據網關的通訊裝置，其特征在于:所述RS232接口模塊采用通用的DB9數據接口。
【文檔編號】H04L12/66GK205545334SQ201620336184
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】陳嘯林, 王建霖, 宋嘉豪
【申請人】四川中科智慧智能系統有限公司