一种嵌入式工业无线网关主板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式工业无线网关主板，旨在克服现有技术中通信稳定性差的缺陷，提供通信稳定、多拓展、紧凑的一种嵌入式工业无线网关主板。包括PCB单板构成的多层板，多层板设有主处理器模块，主处理器模块分别连接存储模块、wifi模块、联网模块、串口拓展模块、看门狗电路、宽压供电模块和时钟电路，串口拓展模块连接有通讯接口。本实用新型专利技术具有以下的优点：拓展有多种接口，支持不同通讯方式的设备，工业环境下，解决不同设备的各种接口连接网关的问题；采用模块化和多层板的主板，结构紧凑，占用空间小，耗能降低；宽压供电模块保证在工业供电不稳定的情况下，网关运行的稳定性和通信的连贯性。

An embedded main board of industrial wireless gateway

The utility model discloses an embedded industrial wireless gateway main board, which aims to overcome the defect of poor communication stability in the existing technology, and provides an embedded industrial wireless gateway main board with stable communication, multiple expansion and compactness. Includes a multilayer board PCB single board, the main processor module is provided with a multilayer board, a main processor module is respectively connected with the memory module, WiFi module, network module, serial port expansion module, watchdog circuit, wide voltage power supply module and clock circuit, serial port expansion module is connected with a communication interface. The utility model has the following advantages: the development of a variety of different styles of communication interface, support equipment, industrial environment, solve all kinds of different interface devices connected to the gateway; modular and multilayer board, compact structure, small occupied space, low energy consumption; wide voltage power supply module in industrial power supply guarantee the stability of the gateway, the stability and the continuity of communication.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式工业无线网关主板
本技术涉及主板领域，尤其涉及一种嵌入式工业无线网关主板。
技术介绍
近几年，越来越多的厂家和公司，尤其是工业设备领域的，在构建将传感器、处理器和通信集成在一起的复杂系统，打造智能电网、智能工厂，从而进一步推动工业物联网发展。工厂设备必须与公司的IT网络进行通信，要在机器和IT这两个领域之间实现透明操作，无线网关将起到至关重要的作用，现有的网关因为拓展接口少、通讯不稳定，无法解决工厂设备和公司IT网络的通信网络稳定和拓展的问题。现有专利“2011202254288”公开了一种嵌入式网关，包括中央微处理器、电源模块、信号采集模块、GPRS模块、通讯接口、串行接口、JTAG调试接口、LCD模块、时钟模块、蜂鸣器，中央微处理器分别与电源模块、信号采集模块、GPRS模块、通讯接口、串行接口、JTAG调试接口、LCD模块、时钟模块、蜂鸣器连接。本系统可以与现有的模拟量采集、输出模块，数字量采集、输出模块配套使用，实现采集量的扩展，在不增加主板硬件成本的基础上可以实现系统的扩展。该专利一定程度上解决了网关的拓展问题，但是不够完善，还有通信稳定性问题任然存在。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术中通信稳定性差的缺陷，提供通信稳定、多拓展、紧凑的一种嵌入式工业无线网关主板。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术的一种嵌入式工业无线网关主板，包括PCB单板构成的多层板，多层板设有主处理器模块，主处理器模块分别连接存储模块、wifi模块、联网模块、串口拓展模块、看门狗电路、宽压供电模块和时钟电路，串口拓展模块连接有通讯接口。采用PCB单板构成的多层板结构，主板电路密度高、多层化，结构紧凑，主处理器模块串口有限，通过串口拓展模块使得主处理器模块串口得以拓展多种通讯接口，嵌入式工业无线网关主板支持连接多种不同通讯方式的设备，主板支持宽压供电，在工业供电不稳定的情况下，网管运行的稳定性得到保证。作为优选，主处理器模块为ARMCortex-A9核处理器。作为优选，主处理器模块通过TTL接口连接串口拓展模块。作为优选，通讯接口包括以太网接口、CAN接口、RS232接口、RS485接口、USB接口、GPIO接口、SPI接口、I2C接口、ADC接口。作为优选，宽压供电模块输入电压采用直流12V～36V。作为优选，宽压供电模块包括依次连接的滤波电路、整流电路、过压保护电路，滤波电路连接电源，过压保护电路连接主处理芯片。作为优选，联网模块包括GSM模块、GPRS模块，GSM模块、GPRS模块分别连接主处理器模块。作为优选，储存模块包括SDRAM储存器、EMMC储存器和TF卡。作为优选，USB接口至少有一路是USB高速OTG接口。作为优选，以太网接口至少有一路是RJ45接口。因此，本技术具有以下的优点：(1)网关主板拓展有多种接口，网关支持不同通讯方式的设备，解决工业环境下，解决不同设备的各种接口连接网关的问题；(2)采用模块化和多层板的主板，结构紧凑，占用空间小，耗能降低；(3)支持宽压供电方式的宽压供电模块保证在工业供电不稳定的情况下，网关运行的稳定性和通信的连贯性。附图说明图1为本技术的一种嵌入式工业无线网关主板的模块连接示意图；图2为本技术的一种嵌入式工业无线网关主板的宽压供电模块原理图；其中：1-主处理器模块、2-wifi模块、3-联网模块、4-串口拓展模块、5-储存模块、6-看门狗电路、7-时钟电路、8-宽压供电模块、9-EMMC储存器、10-TF卡、11-SDRAM储存器、12-RJ45接口、13-OTG接口、14-USB接口、15-RS232接口、16-CAN接口、17-以太网接口、18-RS485接口、19-GPIO接口、20-SPI接口、21-I2C接口、22-ADC接口、23-过压保护电路、24-整流电路、25-滤波电路。具体实施方式如前所述，下面将结合附图提供本技术所提出的的阐述一种嵌入式工业无线网关主板的详细说明。如图1所示，展示本技术一种嵌入式工业无线网关主板的一较佳实施例，一种嵌入式工业无线网关主板包括PCB单板构成的多层板，多层板设有主处理器模块1，主处理器模块1分别连接存储模块、wifi模块2、联网模块3、串口拓展模块4、看门狗电路6、宽压供电模块8和时钟电路7，串口拓展模块4连接通讯接口，通讯接口包括2路百兆以太网接口17、1路CAN接口16、1路RS232接口15、2路RS485接口18、3路USB接口14、8路GPIO接口19、1路SPI接口20、1路I2C接口21、4路12位的ADC接口22。主处理器模块1为ARMCortex-A9核处理器。主频为900MHz，ARMCortex-A9核处理器是一款高性能ARM处理器，可广泛支持的ARMv7体系结构的丰富功能。如图2所示，宽压供电模块8输入电压采用12V～36V直流宽压。嵌入式工业无线网关的运用现场环境比较复杂，采用宽压供电模式以防现场供电电源不稳定情况。宽压供电模块8包括滤波电路25、整流电路24、过压保护电路23，滤波电路25连接电源，过压保护电路23连接主处理芯片。滤波电路25包括电解电容和电容，滤波电路25的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流部分，保留其直流部分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑；整流电路24包括整流桥、TVS管、电容和电感，TVS管是一种高效能保护器件，当TVS管两级受到反向瞬态高能量的冲击时，它能够能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，有效地保护电路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，整流桥用于交流电路转化为直流电路；过压保护电路23压敏电阻、开关和气体二极管，压敏电阻用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件，气体二极管在正常工作条件下它是关断的，其极间电阻达兆欧级以上，当电涌电压超过电路系统的耐压强度时，气体放电管被击穿而发生弧光放电现象，由于弧光电压低，仅为几十伏，从而可在短时间内限制了浪涌电压的进一步上升，气体放电管就是利用上述原理来限制浪涌电压，对电路起过压保护作用。联网模块3为GSM模块、GPRS模块，GSM模块、GPRS模块分别连接主处理器模块1。GSM模块和GPRS模块，都具有使网关连接到外部网络的功能，GSM模块支持4G拨号联网方式，GPRS模块的联网方式和4G拨号联网方式相同，wifi模块2支持网关迅速建立一个无线热点，工厂设备通过无线热点连接到以太网。网关连接有多种联网接口，当其一联网出现问题，另一联网也能保证网关连接到网络，而不会断网。储存模块5包括SDRAM储存器11、EMMC储存器9和TF卡10。SDRAM储存器11包括4片内存为256MB的SDRAM芯片，EMMC储存器9的内存为4GB。在本较佳实施例中，SDRAM的型号为MT41K128M16JT-125，为系统提供1GB的读写空间，EMMC储存器9的芯片型号为THGBM5G5A1JBAIR，满足固件程序存储空间的需求。USB接口14包括一路USB高速OTG接口13。OTG接口13支持不同设备与主板进行连接，进行数据交换。以太网接口17包括一路R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式工业无线网关主板，其特征在于，包括PCB单板构成的多层板，多层板设有主处理器模块(1)，主处理器模块(1)分别连接存储模块、wifi模块(2)、联网模块(3)、串口拓展模块(4)、看门狗电路(6)、宽压供电模块(8)和时钟电路(7)，串口拓展模块(4)连接有通讯接口。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式工业无线网关主板，其特征在于，包括PCB单板构成的多层板，多层板设有主处理器模块(1)，主处理器模块(1)分别连接存储模块、wifi模块(2)、联网模块(3)、串口拓展模块(4)、看门狗电路(6)、宽压供电模块(8)和时钟电路(7)，串口拓展模块(4)连接有通讯接口。2.根据权利要求1的一种嵌入式工业无线网关主板，其特征在于，主处理器模块(1)为ARMCortex-A9核处理器。3.根据权利要求1的一种嵌入式工业无线网关主板，其特征在于，主处理器模块(1)通过TTL接口连接串口拓展模块(4)。4.根据权利要求1或者3的一种嵌入式工业无线网关主板，其特征在于，通讯接口包括以太网接口(17)、CAN接口(16)、RS232接口(15)、RS485接口(18)、USB接口(14)、GPIO接口(19)、SPI接口(20)、I2C接口(21)、ADC接口(22)。5.根据权利要求1的一种嵌入式工业无...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，
申请(专利权)人：浙江启扬智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33