一种列车无线传感网网关装置及设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种列车无线传感网网关装置及设备，装置包括第一处理单元，无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元；所述第一处理单元分别与所述无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元连接；所述无线接口单元用于与无线网络连接；所述第一IO接口单元用于与外部设备连接；所述供电接口单元用于为所述第一处理单元供电和为所述掉电保持单元充电；所述掉电保持单元用于在断电时为所述第一处理单元供电。具有体积小、功耗低、可靠性高等优点。

A Gateway Device and Equipment for Train Wireless Sensor Network

The utility model discloses a gateway device and equipment of a train wireless sensor network, which comprises a first processing unit, a wireless interface unit, a first IO interface unit, a power supply interface unit and a power-off holding unit; the first processing unit is respectively connected with the wireless interface unit, a first IO interface unit, a power supply interface unit and a power-off holding unit; and the wireless interface unit is connected with the power-off holding unit. The first IO interface unit is used for connecting with an external device, the power supply interface unit is used for supplying power to the first processing unit and charging the power-off holding unit, and the power-off holding unit is used for supplying power to the first processing unit when the power is off. It has the advantages of small size, low power consumption and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种列车无线传感网网关装置及设备
本技术涉及一种无线传感网网关设备领域，尤其涉及一种列车无线传感网网关装置及设备。
技术介绍
随着传感器技术、无线网络技术的发展，无线传感网络技术已在智能交通、智能家居、环境监控、智能物流等方面得到了广泛的应用，被认为是对人类未来生活影响最为深远的技术之一。无线传感网主要由网关装置和传感器节点装置组成，网关装置极为重要，其功能涉及在网络管理、时间管理分配、数据整合及转发。如申请号为：201310368881.8，名称为《用于大田作物生长信息监测的无线传感网网关装置及方法》的专利申请，和申请号为：201110423393.3，名称为《一种多协议多接口无线传感网网关》的专利申请都是无线传感网网关装置，上述网关装置功能丰富，但是可靠性不高，无法满足列车对无线传感网络的高可靠性的要求，同时，设备的耗电量大，体积大，也不能适应列车应用的需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种体积小、功耗低、可靠性高的列车无线传感网网关装置及设备。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种列车无线传感网网关装置，包括第一处理单元，无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元；所述第一处理单元分别与所述无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元连接；所述无线接口单元用于与无线网络连接；所述第一IO接口单元用于与外部设备连接；所述供电接口单元用于为所述第一处理单元供电和为所述掉电保持单元充电；所述掉电保持单元用于在断电时为所述第一处理单元供电。进一步地，还包括调试接口单元，所述调试接口单元与所述第一处理单元连接，用于与调试设备连接，读取或设置装置的参数。进一步地，还包括存储单元，所述存储单元与所述第一处理单元连接。进一步地，所述第一IO接口单元包括USB接口单元和/或第一板间接口单元。进一步地，所述无线接口单元包括射频接口单元；所述第一处理单元通过UART接口与所述调试接口单元连接；所述第一处理单元通过UART接口与所述第一板间接口单元连接。一种列车无线传感网网关设备，包括主板和如上任一项所述的列车无线传感网网关装置；所述主板上设置有主处理器、第二IO接口单元、第二板间接口单元；所述主处理器分别与所述第二IO接口单元和所述第二板间接口单元连接；所述第二板间接口单元与所述列车无线传感网网关装置的第一IO接口单元连接。进一步地，所述主板上还包括电源转换单元，所述电源转换单元用于将外部输入电源转换为所述主板所需电源。进一步地，所述主板还包括温度监控报警单元和/或看门狗监视单元；所述主处理器分别与所述温度监控报警单元、所述看门狗监视单元连接；所述温度监控报警单元用于监测主板温度信息并在温度异常时发出警报；所述看门狗监视单元用于监测主板的运行状态，并在主板运行异常时复位重启。进一步地，所述第二IO接口单元包括以太网接口单元和/或RS485单元。进一步地，所述温度监控报警单元通过I2C接口与所述主处理器连接；所述看门狗监视单元通过GPIO接口与所述主处理器连接；所述以太网接口单元通过RGMII接口与所述主处理器连接；所述RS485单元通过UART接口与所述主处理器连接。进一步地，所述以太网接口单元为隔离式单元；所述RS485接口单元为隔离式单元；所述电源转换单元为隔离式单元。进一步地，包括多个第二板间接口单元和多个如上任一项所述的列车无线传感网网关装置。与现有技术相比，本技术的优点在于：1、本技术的无线传感网网关装置设置有掉电保持单元，在外部供电断开时，可通过自带的掉电保持单元进行供电，保证无线传感网网关装置与无线网络的有效连接，从而保证列车无线传感网络的正常工作，可靠性高，稳定性好。2、本技术的无线传感网网关装置可以单独使用，或者安装至主板上，在主板上可以扩展安装多个无线传感网网关装置，扩展性能好。3、本技术的无线传感网网关设备的各种外接接口单元为隔离式单元，能够达到1.6kV以上的电压隔离，能够满足在列车复杂电气运行环境下的可靠运行的需求。4、本技术的无线传感网网关装置的第一处理单元采用IEEE802.15.4e协议，其时隙多跳机制可保证产品的低功耗及网络通信的高可靠性。附图说明图1为本技术具体实施例的无线传感网网关装置的结构示意图。图2为本技术具体实施例的无线传感网网关设备主板的结构示意图。图3为本技术具体实施例的供电切换示意图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。如图1所示，本实施例的列车无线传感网网关装置，包括第一处理单元，无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元；第一处理单元分别与无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元连接；无线接口单元用于与无线网络连接；第一IO接口单元用于与外部设备连接；供电接口单元用于为第一处理单元供电和为掉电保持单元充电；掉电保持单元用于在断电时为第一处理单元供电。在本实施例中，还包括调试接口单元，调试接口单元与第一处理单元连接，用于与调试设备连接，读取或设置装置的参数。还包括存储单元，存储单元与第一处理单元连接。第一IO接口单元包括USB接口单元和/或第一板间接口单元。无线接口单元包括射频接口单元；第一处理单元通过UART接口与调试接口单元连接；第一处理单元通过UART接口与第一板间接口单元连接。在本实施例中，列车无线传感网网关装置的第一处理单元为SOC(SystemonChip，芯片级系统)单元是无线传感网网关装置的核心单元，是基于IEEE802.15.4e协议的低功耗无线传感芯片系统，其通过射频接口单元与无线传感网中的节点进行通信，接收节点所发送的数据，或将数据发送至节点。通过IEEE802.15.4e协议可将信道分为15个信道，整个网络通信不同时刻在不同的信道上跳变保证在复杂的环境下数据传输的可靠性。同时，通过第一IO接口单元中的USB接口单元，可直接连接外部设备，进行数据交互；或者，通过第一板间接口与主板连接，将数据发送至主板，或从主板接收数据。在本实施例中，通过将调试设备与调试接口单元，可对无线传感网网关装置的运行状态、参数信息进行查询与配置。无线传感网网关装置具有两种供电状态，一种是由外部供电系统通过供电接口单元进行供电，同时，供电接口单元也为掉电保持单元充电；另一种是外部供电系统出现故障，无法进行供电时，由掉电保持单元进行供电，在此情况下，无线传感网网关装置可以保持与各无线传感节点之间的无线连接，保证网络拓扑结构不发生变化，接收各节点所发送的数据。掉电保持单元包含有一个超级电容，可满足无线传感网网关装置48h的供电需求。同时，在由掉电保持单元供电时工作在低功耗模式下，其网络同步刷新率降低，从而进一步改善耗电情况。进一步地，在本实施例中，当因为供电故障或外部设备故障导致无线传感网网关装置不能通过USB接口单元或第一板间接口单元将所接收的数据传送出去时，可以将这些数据存储在装置上的存储单元中，待数据通信恢复后再传送出去，稳定性、可靠性好。如图2所示，本实施例的列车无线传感网网关设备，包括主板和如上任一项的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车无线传感网网关装置，其特征在于：包括第一处理单元，无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元；所述第一处理单元分别与所述无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元连接；所述无线接口单元用于与无线网络连接；所述第一IO接口单元用于与外部设备连接；所述供电接口单元用于为所述第一处理单元供电和为所述掉电保持单元充电；所述掉电保持单元用于在断电时为所述第一处理单元供电。

【技术特征摘要】
1.一种列车无线传感网网关装置，其特征在于：包括第一处理单元，无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元；所述第一处理单元分别与所述无线接口单元、第一IO接口单元、供电接口单元和掉电保持单元连接；所述无线接口单元用于与无线网络连接；所述第一IO接口单元用于与外部设备连接；所述供电接口单元用于为所述第一处理单元供电和为所述掉电保持单元充电；所述掉电保持单元用于在断电时为所述第一处理单元供电。2.根据权利要求1所述的列车无线传感网网关装置，其特征在于：还包括调试接口单元，所述调试接口单元与所述第一处理单元连接，用于与调试设备连接，读取或设置装置的参数。3.根据权利要求2所述的列车无线传感网网关装置，其特征在于：还包括存储单元，所述存储单元与所述第一处理单元连接。4.根据权利要求3所述的列车无线传感网网关装置，其特征在于：所述第一IO接口单元包括USB接口单元和/或第一板间接口单元。5.根据权利要求4所述的列车无线传感网网关装置，其特征在于：所述无线接口单元包括射频接口单元；所述第一处理单元通过UART接口与所述调试接口单元连接；所述第一处理单元通过UART接口与所述第一板间接口单元连接。6.一种列车无线传感网网关设备，其特征在于：包括主板和如权利要求1至5任一项所述的列车无线传感网网关装置；所述主板上设置有主处理器、第二IO接口单元、第二板间接口单元；所述主处理器分别与所述第二IO接口单元和所述第二板间接口单元连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱碧涛，李龙，潘文波，王大君，刘望，余万能，何佩，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43