一种超低功耗工业物联网网关的省电方法、网关和网关系统技术方案

本发明专利技术属于工业网关控制领域，其公开了一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关设有电池、电源输入端、控制器和必要的功能电路，所述的方法具体为：当电源输入端断电时，按照预设的频率采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电。本发明专利技术的目的在于提供有效提高网关续航能力的超低功耗工业物联网网关的省电方法，同时本发明专利技术还提供了一种网关和网关系统。

【技术实现步骤摘要】
一种超低功耗工业物联网网关的省电方法、网关和网关系统
本专利技术涉及工业网关控制领域，具体为一种超低功耗工业物联网网关的省电方法、网关和网关系统。
技术介绍
CN201711307575.8公开了一种有效预防断电的网关设备，包括网关设备本体，网关设备本体外部包覆有壳体，所述网关设备本体通过导线连接有插头，在导线上还设有电源适配器，所述壳体的上表面连接有一层光能发电层，所述光能发电层连接有太阳能蓄电池，太阳能蓄电池连接有控制器，所述控制器与电源适配器相连。该网关设备续航时间长，能够在停电状态下继续工作，提升网关设备使用的方便性。需要注意的是，在很多应用环境中，并不是都适于配备太阳能发电单元的。在这种情况下，如何提高网关的续航能力，是本领域技术人员要解决的问题。针对该问题，经过进一步检索发现，本领域最为常用的方法为，如CN201210063192.1公开了一种方案，其设置复位晶振模块，并将网关的CPU设置成为休眠模式，通过复位晶振模块间歇性的唤醒CPU实现CPU间歇性的工作，达到省电的目的。但是在该方案中，CPU只是处于低功耗状态，并未完全断电。无法否认，该方法具有非常好的省电效果。但是，在长时间停电或者电源故障情况下，该方法还是不够省电。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效提高网关续航能力的超低功耗工业物联网网关的省电方法，同时本专利技术还提供了一种网关和网关系统。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关设有电池、电源输入端、控制器和必要的功能电路，所述的方法具体为：当电源输入端断电时，按照预设的频率采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，所述的网关内设有时钟电路和位于电池、电源输入端与控制器、功能电路之间的电源开关电路；当电源输入端供电时，所述的电源开关电路采用电源输入端向控制器和功能电路持续供电；当电源输入端断电时，所述的电源开关电路根据时钟电路的时钟指令采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电；所述的时钟指令由控制器配置给时钟电路。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，当电源输入端断电时，所述的操作步骤为：步骤S11：当电源输入端断电时，所述的充放电电路切换至电池供电并生成断电信号发送至电源开关电路和控制器；步骤S12：控制器收到断电信号后生成时钟指令发送给时钟电路；步骤S13：电源开关电路根据断电信号停止向控制器和功能电路供电；步骤S14：所述的时钟电路根据时钟指令在设定的时间点向电源开关电路发送送电信号；步骤S15：所述的电源开关电路根据送电信号在预设的时间向控制器和功能电路供电和停止供电；步骤S16：所述的控制器上电后生成新的时钟指令并发送给时钟电路；重复步骤14-16。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，当电源输入端恢复供电后，所述的电源开关电路持续性的向控制器和功能电路供电。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，当电源输入端恢复供电后，所述的充放电电路向控制器、电源开关电路发送供电恢复信号，所述的控制器根据供电恢复信号停止向时钟电路发送时钟指令；所述的电源开关电路持续性的向控制器和功能电路供电。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，所述的步骤S12和S16中控制器设定时钟指令的方法具体为：设置电池供电的条件下可供选择的数据采集时间间隔T0、T1、……Tn-1、Tn，其中Tn＞Tn-1，T0为网关在外接电源供电的情况下的正常的数据采集时间间隔；设置断电情况下间歇性采集数据的时长Tlive；根据电池的最大电量Wmax，预先设置不同数据采集时间间隔T0、T1、……Tn-1、Tn的运行次数X0、X1……Xn-1、Xn，并根据不同数据采集时间间隔T0、T1、……Tn-1、Tn及其运行次数X0、X1……Xn-1、Xn计算得到不同时间节点情况下的网关的电池的电量Wm；Tlive＝T0*X0+T1*X1……Tn-1*Xn-1+Tn*Xn；当控制器接收到断电信号或重新上电后，检测电池的电量Wm，然后根据Wm的数值，决定接下来的数据采集时间间隔T0、T1、……Tn-1、Tn的运行次数X0、X1……Xn-1、Xn。在上述的超低功耗工业物联网网关的省电方法中，当电源开关单元检测到外接电源恢复供电时，数据采集时间间隔恢复为T0。同时，本专利技术还公开了一种用于实现上述省电方法的超低功耗工业物联网网关，所述的网关内设有电池、电源输入端、控制器、电源开关电路、时钟电路和必要的功能电路；所述的电池、电源输入端与控制器、功能电路之间设置所述的电源开关电路；所述的电源开关电路和控制器之间设置用于控制电源开关电路在电池供电的情况下何时向控制器、功能电路供电的时钟电路。在上述的超低功耗工业物联网网关中，还包括充放电电路，所述的电池通过充放电电路与电源输入端以及电源开关电路电连接。此外，本专利技术还公开了一种超低功耗工业物联网网关系统，包括如上所述的网关以及与网关通信连接的传感器以及后台服务器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用时钟单元控制电源开关单元使控制器以及必要的功能电路处于间歇性供电状态，相比于CN201210063192.1中通过复位晶振模块唤醒CPU的方式来说，其能够使CPU处于完全断电的状态并且时钟电路和电源开关单元的耗电量极低，有效的降低了耗电量，使待机时间更长。为了进一步延长待机时间且保持数据采集的间隔合理性，将断电后网关采集数据的频率进行优化，以客户的实际需求设置运行次数X0、X1……Xn-1、Xn，并根据按照计划运行后实际剩余电量做灵活调整，这么做的意义在于：第一、以用户为核心，即使在断电的情况下，也要以客户的实际需求为宗旨，在允许的间歇性采集数据的时长Tlive内，做到数据采集频率的最优化；第二、在允许的间歇性采集数据的时长Tlive内结合电池本身的特性(这种特性不仅仅为电池本身在制造出来就有的，还包括在一定时间使用带来的劣化)，使其在规定的时间范围内运行更为精准。通过这两点结合，实现了最大可能性满足客户对于采集频率优化的同时，实现在规定时间范围内的精准化运行，这对于保持数据采集链的持续稳定和优化是非常重要的。附图说明图1为本专利技术的实施例1-3的物联网网关的结构方框图；图2为本专利技术的实施例2-3的电源开关控制电路的电路图；图3为本专利技术的实施例2的流程方框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1-2，一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关设有电池1、电源输入端2、控制器3和必要的功能电路6，所述的方法具体为：当电源输入端2断电时，按照预设的频率采用电池1间歇性的向控制器3和功能电路6供电。本实施例在外界电源停止供电的情况下，通过间歇性的使控制器3和功能电路6上电，其余时间均保持控制器3和功能电路6断电，主要可以最大可能的降低耗电量。实施例2如图1-3所示，一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关内设有时钟电路5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关设有电池、电源输入端、控制器和必要的功能电路，其特征在于，所述的方法具体为：当电源输入端断电时，按照预设的频率采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种超低功耗工业物联网网关的省电方法，所述的网关设有电池、电源输入端、控制器和必要的功能电路，其特征在于，所述的方法具体为：当电源输入端断电时，按照预设的频率采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电。2.根据权利要求1所述的超低功耗工业物联网网关的省电方法，其特征在于，所述的网关内设有时钟电路、充放电电路和与充放电电路相连的电源开关电路，所述的充放电电路与电池、电源输入端相连，所述的电源开关电路与控制器、功能电路相连，所述的时钟电路设置在电源开关电路和控制器之间；当电源输入端供电时，所述的电源开关电路采用电源输入端向控制器和功能电路持续供电；当电源输入端断电时，所述的电源开关电路根据时钟电路的时钟指令采用电池间歇性的向控制器和功能电路供电；所述的时钟指令由控制器配置给时钟电路。3.根据权利要求2所述的超低功耗工业物联网网关的省电方法，其特征在于，当电源输入端断电时，所述的操作步骤为：步骤S11：当电源输入端断电时，所述的充放电电路切换至电池供电并生成断电信号发送至电源开关电路和控制器；步骤S12：控制器收到断电信号后生成时钟指令发送给时钟电路；步骤S13：电源开关电路根据断电信号停止向控制器和功能电路供电；步骤S14：所述的时钟电路根据时钟指令在设定的时间点向电源开关电路发送送电信号；步骤S15：所述的电源开关电路根据送电信号在预设的时间向控制器和功能电路供电和停止供电；步骤S16：所述的控制器上电后生成新的时钟指令并发送给时钟电路；重复步骤14-16。4.根据权利要求3所述的超低功耗工业物联网网关的省电方法，其特征在于，当电源输入端恢复供电后，所述的电源开关电路持续性的向控制器和功能电路供电。5.根据权利要求4所述的超低功耗工业物联网网关的省电方法，其特征在于，当电源输入端恢复供电后，所述的充放电电路向控制器、电源开关电路发送供电恢复信号，所述的控制器根据供电恢复信号停止向时钟电路发送时钟指令；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈再明，陈小军，陶洋，
申请(专利权)人：广州鲁邦通物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44