一种用于工业现场数据网关的通讯装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于工业现场数据网关的通讯装置，包括直流电源模块，CPU主板、网络控制器及通信接口模块，所述CPU主板、网络控制器及通信接口模块顺次连接，所述直流电源模块分别为所述CPU主板及网络控制器供电，所述通信接口模块包括RS232接口模块、Ethernet接口模块及WiFi接口模块。本实用新型专利技术与现有产品相比功能更完善，适用范围更广，工作更加稳定；本实用新型专利技术的WiFi接口模块取代了传统的屏蔽线双绞线的有线信道，减少了管线成本，并且避免了复杂的布线过程、避免了数据线损坏对数据传输的影响、避免了高压管线对数据线的影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及网关通讯装置
，更具体地说是一种用于工业现场数据网关的通讯装置。
技术介绍
目前，现有工业现场数据网关采用工业串口数据网关、工业串口转无线网关及工业串口转有线网关等，这些产品已经广泛用于工业现场，实现工业串口数据协议并入网络，便于数据传输。但是在现有的产品中，工业串口数据转换方式单一，比如，工业串口数据转换为有线网络数据的产品和将工业串口数据转换为无线网络数据的产品较多，但没有一类产品是将工业串口、有线网关、无线网关这三种数据任意转换的产品。
技术实现思路
为了解决现有工业现场数据网关数据转换方式单一，本技术提供了一种用于工业现场数据网关的通讯装置，本技术可以实现对串口数据、有线网关数据、无线网关数据的任意转换，实现现场工业设备的实时的、高效的通信。为了达到以上目的，本技术提供了一种用于工业现场数据网关的通讯装置，包括直流电源模块，CPU主板、网络控制器及通信接口模块，所述CPU主板、网络控制器及通信接口模块顺次连接，所述直流电源模块分别为所述CPU主板及网络控制器供电。优选地，所述通信接口模块包括RS232接口模块、Ethernet接口模块及WiFi接口模块。优选地，所述CPU主板采用基于嵌入式ARM处理器的工业级主板。优选地，所述CPU主板还设置有板载扩展接口，通过扩展总线连接数据网关。优选地，所述直流电源模块供电压为20~28V。优选地，所述WiFi接口模块包括射频控制器和WiFi 芯片，既可以配置成一个无线站点模式，也可以配置成无线接入点模式。优选地，所述Ethernet接口模块包括网卡芯片和网络CPU，所述网卡芯片分别连接RJ-45网络接口及网络CPU。优选地，所述RS232接口模块采用通用的DB9数据接口。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术与现有的工业串口数据转换为有线网络数据的产品和将工业串口数据转换为无线网络数据的产品相比功能更完善，适用范围更广，工作更加稳定；本技术的WiFi接口模块取代了传统的屏蔽线双绞线的有线信道，减少了管线成本，并且避免了复杂的布线过程、避免了数据线损坏对数据传输的影响、避免了高压管线对数据线的影响。附图说明图1为本技术原理框图。具体实施方式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。如图1所示，本技术提供了一种用于工业现场数据网关的通讯装置，包括直流电源模块、CPU主板、网络控制器及通信接口模块，所述CPU主板、网络控制器及通信接口模块顺次连接，CPU主板可以对网络控制器进行初始化或者随时修改，网络控制器负责有线网络、无线网络和串口之间的数据转发，所述直流电源模块分别为CPU主板及网络控制器供电，供电电压为20~28V宽电压输入，支持工业常见的24V电压输入，所述CPU主板采用基于嵌入式ARM处理器的工业级主板。本技术中，所述接口模块包括RS232接口模块、Ethernet接口模块及WiFi接口模块。本技术提供了通用的DB9数据接口，对标准的RS232电平提供支持，符合工业控制现场总线的标准，有一定的通用性；Ethernet接口模块为网卡芯片和网络CPU，提供标准的有线网络数据转换，外接RJ-45标准有线网络接口，内接网络CPU再接网络控制器。数据的输入输出由网络CPU控制，网络CPU为网卡芯片提供驱动程序和TCP应用程序，用于发送和接收。网络CPU再与网络控制器相连，由网络控制器实现协调工作和数据转发的工作。无线WiFi接口模块为射频控制器和WiFi CPU芯片，提供无线射频发射和接收、组网控制、错误判断、有线等与无线数据处理相关的操作，内部数据接口与网络控制器相连，并由CPU主板发出握手包，询问WiFi CPU芯片状态。空闲时将CPU主板需要转发的数据发送给WiFi CPU芯片，本技术的无线WiFi接口模块取代了传统的屏蔽线双绞线的有线信道，减少了管线成本，并且避免了复杂的布线过程、避免了数据线损坏对数据传输的影响、避免了高压管线对数据线的影响。本技术中，所述CPU主板还设置有板载扩展接口，通过扩展总线连接数据网关，实现数据网关多网络接口扩展。本技术和工业生产现场设备之间采用符合各相关行业标准的通信协议：对于不同类型的PLC、数控机床、注塑机、拧紧枪等设备，本技术支持Modbus开放式协议，以国家标准GB/T19582-2008《基于Modbus协议的工业自动化网络规范》执行。本技术设置有3种不同的接口模块，分别为RS232接口模块、Ethernet接口模块及WiFi接口模块，本技术与现有的工业串口数据转换为有线网络数据的产品和将工业串口数据转换为无线网络数据的产品相比功能更完善，适用范围更广，工作更加稳定；本技术的WiFi接口模块取代了传统的屏蔽线双绞线的有线信道，减少了管线成本，并且避免了复杂的布线过程、避免了数据线损坏对数据传输的影响、避免了高压管线对数据线的影响。本技术在工作过程中，网络层使用IP协议；传输层使用TCP/UDP协议，具有高度的可靠性，平均无故障时间不少于10万小时。在现场安装的时候应将该装置通过拓展板载接口与数据网关连接，作为一个整体安装到控制柜或者其他便于采集安装的地方。该装置可采用所述直流电源模块供电，电压输入范围为20~28V。直流电源模块再对CPU主板、网络控制器供电。然后再由工程师对数据网关及该装置进行独立的配置，根据现场设备的数量、接口类型、通信协议等确定该装置的工作模式及通信协议与方式。本技术通过通信接口中3种不同接口模块可以使传统的工业串口设备或者CPU主板控制的设备可以很方便的接入WiFi无线网络或者有线网络，实现工业串口、有线网关、无线网关这三种数据任意转换，实现多种网络互连方式，便于现场工业设备的实时的、高效的通信。这三种模式的数据转换，可以通过PC端连接该装置的无线SSID，利用web server 登录账户对该装置的工作模式及参数进行修改。或者通过串口线连接PC端和该装置，通过AT指令集对工作模式及参数进行修改。修改设置好后重启模块后生效，因为该装置在上电启动后，会根据用户预先设置好的模式去连接无线网络及服务器，所以应该在该装置工作前设置好相关模式与参数。本技术中所述CPU主板通过板载扩展接口的扩展总线连接数据网关，实现多网络接口扩展。多网络接口扩展采用网络冗余设计，通信线路和设备可以同时工作，当一条通信线路或者某个设备出现故障时，数据通信能够正常进行。网络冗余设计能够保证网络能够提供通信服务，提高网络的服务可靠性，减少网络上由于单点故障而导致整个网络瘫痪的可能性。本技术装置可脱离数据采集网关单独使用，本技术中所述CPU主板属于可编程ARM芯片，能够独立的对网络控制器进行控制，对数据采集和数据处理，设备的控制均能独立完成，对于简单工业应用可节省大量成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工业现场数据网关的通讯装置，包括直流电源模块，其特征在于：还包括CPU主板、网络控制器及通信接口模块，所述CPU主板、网络控制器及通信接口模块顺次连接，所述直流电源模块分别为所述CPU主板及网络控制器供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于工业现场数据网关的通讯装置，包括直流电源模块，其特征在于：还包括CPU主板、网络控制器及通信接口模块，所述CPU主板、网络控制器及通信接口模块顺次连接，所述直流电源模块分别为所述CPU主板及网络控制器供电。2.根据权利要求1所述的一种用于工业现场数据网关的通讯装置，其特征在于：所述通信接口模块包括RS232接口模块、Ethernet接口模块及WiFi接口模块。3.根据权利要求1所述的一种用于工业现场数据网关的通讯装置，其特征在于：所述CPU主板采用基于嵌入式ARM处理器的工业级主板。4.根据权利要求3所述的一种用于工业现场数据网关的通讯装置，其特征在于：所述CPU...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈啸林，王建霖，宋嘉豪，
申请(专利权)人：四川中科智慧智能系统有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51