一种无线连网装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无线连网装置，属于现有设备无线连网技术领域，本实用新型专利技术要解决的技术问题为如何利用无线通讯技术实现煤矿井下现有设备的改造，同时确保改造成本低且改造工作量小，采用的技术方案为：其结构包括主控制器、有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块，主控制器分别连接有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块；无线连网单元包括连网单元和巡检单元，连网单元包括LoRa无线模块和WiFi无线模块，主控制器分别通过串口连接LoRa无线模块和WiFi无线模块，实现安全监控系统服务器的实时无线监控；巡检单元包括蓝牙无线模块和2.4G RFID模块。

A Wireless Networking Device

The utility model discloses a wireless networking device, which belongs to the technical field of wireless networking of existing equipment. The technical problem to be solved by the utility model is how to use wireless communication technology to realize the transformation of existing equipment in underground coal mines, while ensuring the low cost and low workload of the transformation. The technical scheme adopted is as follows: its structure includes main controller, wired access unit and wireless connection. Network unit and EEPROM storage module, the main controller connects wired access unit, wireless connection unit and EEPROM storage module respectively; wireless connection unit includes network unit and patrol unit, and network unit includes LoRa wireless module and WiFi wireless module. The main controller connects LoRa wireless module and WiFi wireless module through serial port respectively to realize the real-time nonexistence of security monitoring system server. Line monitoring; Patrol unit includes Bluetooth wireless module and 2.4G RFID module.

【技术实现步骤摘要】
一种无线连网装置
本技术涉及现有设备无线连网
，具体地说是一种无线连网装置。
技术介绍
煤矿井下安全监控系统是用来对煤矿井下环境参数进行检测，通过对被测环境参数的分析和比较，为生产指挥者提供预防事故的技术资料，便于提前采取防范措施，确保煤矿井下安全监控系统系统及时自动报警、断电和闭锁，防止事故的发生或扩大；同时在发生事故后可快速高效地提供救灾和避难提示，为实现更加安全和高效的矿井，一个检测点覆盖广、部署灵活的安全监控系统是必不可少的，但目前使用的监控系统在井下部分大多采用的是有线的信号传输方式，使得系统只能部署在特定的位置，其移动性较差，设备安装的难度较大，导致在很多地方不能实现实时监控。当前，很多煤矿也采用了一些无线传输技术解决有线电缆无法覆盖地方的数据采集工作，用的最多的是WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID，但这些技术都属于局域网技术，在技术属性特点决定了在电磁环境恶劣的煤矿井下传输距离和抗干扰性表现较差，无法实现比较理想的远距离数据传输。根据煤矿采煤工作面的工作特点，要想达到比较理想的无线数据采集体验，无线通信距离至少需要1KM，这也是在煤矿行业中常说的最后一公里的问题。若能解决最后一公里的通信问题，煤矿井下困扰多年的诸多问题将迎刃而解，比如采空区、综采工作面等瓦斯气体大量聚集的区域实施监控。为了提高煤矿安全监控系统的准确性、灵敏性、可靠性、稳定性以及易维护性，增加煤矿安全生产保障能力，国家煤炭安监局在2016年12月29日印发了《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》，其中对传感器到监控分站的传输形式中明确提出可采用无线传输方式，并列举了当前应用较多WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID技术，从而可以看出无线传输方式将是新一代安全监控系统的重要组成部分。随着物联网技术的发展，同时伴随着广域通信网络4G向5G演变进程，逐渐出现一大批低功耗广域网（LPWAN，LowPowerWideAreaNetwork）通信技术，例如：LoRa，NB_IOT，SigFox，NWave，Telensa，Platanus和Weightless，LoRa技术在通信距离、功耗、硬件成本、部署难度、技术标准和产业化程度上都具有很高的优势，必然会在日益激烈的广域物联网竞争中占据重要的一席之地。LoRa作为在众多低功耗广域网技术中脱颖而出的一个新型技术，借助于他独特的线性扩频调制技术，高达157dB的链路预算可以帮助它在煤矿井下复杂的电磁环境中获得可观的通信距离。WiFi作为短距离局域网高速宽带联网技术，已经在各行各业得到大量的推广，基本上也是当下各个煤矿和非煤矿井在部署工业环网时的标准部署无线网络，WiFi已成为短距离高宽带无线通讯的首要选择。自从智能手机的出现，蓝牙就成为其标准配置，自从苹果公司2013年9月发布的移动设备用OS（iOS7）上配备IBeacon功能后，使得利用蓝牙技术实现巡检功能成为了可能。RFID技术在出现之初就是为巡检而生的，根据以往的经验，选用2.4GRFID模块配合带有2.4GRFID功能的手持移动终端实现巡检功能。由于煤矿巷道的直线特性，导致Zigbee技术不能形成星状组网，在实际应用中暴露出很多弊端，所以不采用zigbee技术。由于煤矿井下爆炸性环境的要求，井下所有设备需经过安标认证方可在获得井下使用，现在普遍的做法是将相应的无线模块集成到现有设备内部直接进行无线改造，但由于设备改造所带来的研发、试产、认证、产品稳定等环节的人力和资金以及时间投入太大，严重制约了当前煤矿井下无线设备的普及。随着无线技术在煤矿安全监控网络中的逐步推广应用，现有设备的无线改造连网问题越来越棘手，由于监控对象、使用场景的不同，需要改造产品数量太多，若在设备本身进行改造的话，那么煤矿安全监控系统的硬件产品总数将增加50%，整个无线改造的工作量和投入过大。综上所述，如何利用无线通讯技术实现煤矿井下现有设备的改造，同时确保改造成本低，改造工作量小且无需增加过多硬件产品是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的技术任务是提供一种无线连网装置，来解决如何利用无线通讯技术实现煤矿井下现有设备的改造，同时确保改造成本低，改造工作量小且无需增加过多硬件产品的问题。本技术的技术任务是按以下方式实现的，一种无线连网装置，该无线连网装置包括主控制器、有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块，主控制器分别连接有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块，主控制器通过I2C连接EEPROM存储模块，EEPROM存储模块用于存储矿井内环境传感器设备、设备开关状态传感器以及控制类设备的历史数据；无线连网单元包括连网单元和巡检单元，连网单元包括LoRa无线模块和WIFI无线模块，主控制器分别通过串口连接LoRa无线模块和WiFi无线模块，LoRa无线模块和WiFi无线模块用于无线连网，实现安全监控系统的实时无线监控；LoRa无线模块为低功耗窄带广域网技术，提供远距离小数据量的联网需求；WiFi无线模块为大带宽局域网技术，提供近距离大数据量连网需求；巡检单元包括蓝牙无线模块和2.4GRFID模块，主控制器分别通过串口连接蓝牙无线模块和2.4GRFID模块，蓝牙无线模块和2.4GRFID模块用于主控制器与手持移动终端的无线连网；蓝牙无线模块将采用IBeacon协议实现蓝牙巡检功能，使用手持移动终端实现巡检功能；2.4GRFID模块将采用周期性发送广播信息告知携带有2.4GRFID模块的手持移动终端的相关信息的方式实现巡检功能。作为优选，所述有线接入单元包括485总线接口、CAN总线接口、TTL串行接口、断电控制信号接口和开关量信号接口，该无线连网装置还包括485收发器和CAN收发器，主控制器通过485总线连接485收发器，485收发器引出485总线接口；主控制器通过CAN总线连接CAN收发器，CAN收发器引出CAN总线接口；主控制器通过串口引出TTL串行接口，主控制器通过断电控制信号线引出断电控制信号接口，主控制器通过开关量信号线引出开关量信号接口。作为优选，该无线连网装置还包括RTC实时时钟电池，主控制器连接RTC实时时钟电池，RTC实时时钟电池用于保证时钟的连续工作。更优地，该无线连网装置还包括电源模块，电源模块分别电连接主控制器、485收发器、CAN收发器、LoRa无线模块、WiFi无线模块、蓝牙无线模块和2.4GRFID模块为其供电。更优地，所述电源模块包括LDO芯片和DC-DC芯片，LDO芯片采用AMS1117-3.3，DC-DC芯片采用LM2596T-5.0/NOPB。更优地，所述主控制器采用STM32F407芯片，LoRa无线模块采用E32-TTL-100LoRa芯片，2.4GRFID模块采用带功放的读头芯片，CAN收发器采用TD321DCANH芯片，485收发器采用TD321D485芯片，EEPROM存储模块采用W25Q128BV芯片，蓝牙无线模块采用低功耗蓝牙模块。作为优选，该无线连网装置还包括软件系统，软件系统包括接入单元配置模块、无线单元配置模块、数据协议解析及命令转发单元；其中，接入单元配置模块用于实现对有线接入单元的配置，选择有线连接用的接口，有线接入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线连网装置，其特征在于，该无线连网装置包括主控制器、有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块，主控制器分别连接有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块；无线连网单元包括连网单元和巡检单元，连网单元包括LoRa无线模块和WiFi无线模块，主控制器分别通过串口连接LoRa无线模块和WiFi无线模块，LoRa无线模块和WiFi无线模块用于无线连网，实现安全监控系统的实时无线监控；巡检单元包括蓝牙无线模块和2.4G RFID模块，主控制器分别通过串口连接蓝牙无线模块和2.4G RFID模块，蓝牙无线模块和2.4G RFID模块用于主控制器与手持移动终端的无线连网。

【技术特征摘要】
1.一种无线连网装置，其特征在于，该无线连网装置包括主控制器、有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块，主控制器分别连接有线接入单元、无线连网单元和EEPROM存储模块；无线连网单元包括连网单元和巡检单元，连网单元包括LoRa无线模块和WiFi无线模块，主控制器分别通过串口连接LoRa无线模块和WiFi无线模块，LoRa无线模块和WiFi无线模块用于无线连网，实现安全监控系统的实时无线监控；巡检单元包括蓝牙无线模块和2.4GRFID模块，主控制器分别通过串口连接蓝牙无线模块和2.4GRFID模块，蓝牙无线模块和2.4GRFID模块用于主控制器与手持移动终端的无线连网。2.根据权利要求1所述的无线连网装置，其特征在于，所述有线接入单元包括485总线接口、CAN总线接口、TTL串行接口、断电控制信号接口和开关量信号接口，该无线连网装置还包括485收发器和CAN收发器，主控制器通过485总线连接485收发器，485收发器引出485总线接口；主控制器通过CAN总线连接CAN收发器，CAN收发器引出CAN总线接口；主控制器通过串口引出TTL串行接口，主控制器通过断电控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，孙华晨，李华青，
申请(专利权)人：山东精诚电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37