在线水质远程数据通信网关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种在线水质远程数据通信网关，包括数据接口模块、数据转换模块、数据加密模块以及主控单元；所述数据接口模块预留多种类型的总线接口并设置用于配置所述监测设备和实现程序在线升级的USB接口；所述数据转换模块将所述数据接口模块传入的数据根据对应的通信协议进行数据转换接收，转换成所述主控单元通过UART接收的TTL信号，并传输至所述中控芯片进行数据处理，将处理后的数据发送至数据加密模块进行加密后传输到所述数据接口模块，所述数据接口模块将数据发送到终端，并与服务器进行数据交互。本实用新型专利技术所述的数据通信网关的通用性和扩展性更好，既能适应各种通信协议，又能实现分布式的监测架构，提高监测系统的扩展性。

Online Water Quality Remote Data Communication Gateway

The utility model discloses an online water quality remote data communication gateway, which comprises a data interface module, a data conversion module, a data encryption module and a main control unit; the data interface module reserves various types of bus interfaces and sets up a USB interface for configuring the monitoring device and realizing the online upgrade of the program; the data conversion module transmits the data interface module. The incoming data is converted and received according to the corresponding communication protocol, converted into TTL signals received by the main control unit through UART, and transmitted to the central control chip for data processing. The processed data is sent to the data encryption module for encryption and then transmitted to the data interface module. The data interface module transmits the data to the terminal and counts with the server. According to interaction. The data communication gateway of the utility model has better universality and expansibility, can not only adapt to various communication protocols, but also realize distributed monitoring architecture, and improve the expansibility of the monitoring system.

【技术实现步骤摘要】
在线水质远程数据通信网关
本技术涉及一种通信网关，具体涉及一种在线水质远程数据通信网关。
技术介绍
饮用水安全涉及水源、水厂和供水管网等诸多环节，一直是各级政府重视的民生工作。在线水质监测是保证保障饮用水水质安全的主要技术手段之一。目前的水质监测参数包括氨氮量、余氯、浊度、pH值、水压、耗氧量、挥发酚、石油类等。这些监测设备来自不同厂家，各个厂家之间的数据通信接口和协议没有统一标准。因此，针对水质参数的监测系统一般都是一对一开发，通用性和可扩展性不佳，很难支持省级以上的水质监管系统。
技术实现思路
技术目的：为了克服现有技术的不足，本技术提供一种在线水质远程数据通信网关，可以解决监测系统一对一开发，通用性和可扩展性不佳和新增水质监测设备的使用难度大的问题，从而使数据通信网关的通用性和扩展性更好，实现分布式的监测架构。技术方案：本技术所述的水质远程数据通信网关，包括数据接口模块、数据转换模块、数据加密模块以及主控单元；所述数据接口模块预留多种类型的总线接口并设置用于配置监测设备和实现程序在线升级的USB接口；所述数据转换模块将所述数据接口模块传入的数据根据对应的通信协议进行数据转换接收，转换成所述主控单元通过UART接收的TTL信号，并传输至所述主控单元进行数据处理，将处理后的数据发送至数据加密模块进行加密后传输到所述数据接口模块，所述数据接口模块将数据发送到终端和/或服务器。优选的，所述多种类型的总线接口，采用的总线协议包括RS485、RS232和CAN总线。优选的，所述数据接口模块将数据发送到终端的方式为蓝牙发送，通过以太网与服务器进行数据交互。优选的，所述数据加密模块采用ATAES132A加密芯片。优选的，所述用于配置所述监测设备和实现程序在线升级的USB接口，使用USB虚拟串口功能，并且加入SRV05-4。优选的，该网关还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述主控单元相连，所述数据存储模块包括用于保存历史水质数据的SD卡和用于保存设备配置信息的EEPROM存储。优选的，该网关还包括数据显示模块，所述数据显示模块与所述主单元连接，包括指示所述通信网关工作状态的板载LED灯，所述板载LED灯包括第一LED灯和第二LED灯。有益效果：本技术通过预留多种类型的接口与水质检测设备相连，实现新增水质参数检测设备的扩展接入，通过配置相应的通信协议和加密算法，从而在线读取检测设备的采集数据。该方案设计的数据通信网关的通用性和扩展性更好，既能适应各种通信协议，又能实现分布式的监测架构，提高监测系统的扩展性。附图说明图1是本技术一实施例所述的通信网关结构示意图；图2是本技术另一实施例所述的通信网关结构示意图；图3是本技术所述的一种水质监测系统的结构示意图。图中包括：数据接口模块(1)、数据转换模块(2)、数据加密模块(3)、主控单元(4)、数据存储模块(5)和数据显示模块(6)。具体实施方式首先对技术术语做出解释：RS232、RS485均为个人计算机上的通讯接口，由电子工业协会(ElectronicIndustriesAssociation，EIA)所制定的异步传输标准接口。CAN是ControllerAreaNetwork的缩写(以下称为CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议。SP3485是一系列+3.3V低功耗半双工收发器，它完全满足RS-485和RS-422串行协议，SP3485符合RS-485和RS-422串行协议的电气规范，数据传输速率可高达10Mbps(带负载)的要求。通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)，通常称作UART，是一种异步收发传输器，是电脑硬件的一部分。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。USART:(UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter)通用同步/异步串行接收/发送器，USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。高级加密标准(AES,AdvancedEncryptionStandard)为最常见的对称加密算法。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥。EEPROM(ElectricallyErasableProgrammablereadonlymemory)，带电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。Bootloader是嵌入式系统在加电后执行的第一段代码，在它完成CPU和相关硬件的初始化之后，再将操作系统映像或固化的嵌入式应用程序装在到内存中然后跳转到操作系统所在的空间，启动操作系统运行。FSMC(FlexibleStaticMemoryController，可变静态存储控制器)是STM32系列采用的一种新型的存储器扩展技术。在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种，连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成，插头有8个凹槽和8个触点。RJ是RegisteredJack的缩写，意思是“注册的插座”。Lwip协议是瑞典计算机科学院(SICS)的AdamDunkels开发的一个小型开源的TCP/IP协议栈。实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用。DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的，单芯片快速以太网MAC控制器。SRV05-4为一种高速数据线。集成的瞬态抑制二极管(TVS)，是浪涌保护器件，5V工作电压，保护4条I/O高速数据线。ESD(Electro-Staticdischarge)的意思是“静电释放”。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器。SDIO卡是在SD内存卡接口的基础上发展起来的接口，SDIO接口兼容以前的SD内存卡，并且可以连接SDIO接口的设备，目前根据SDIO协议的SPEC，SDIO接口支持的设备总类有蓝牙，网卡，电视卡等。SDIO协议是由SD卡的协议演化升级而来的，很多地方保留了SD卡的读写协议，同时SDIO协议又在SD卡协议之上添加了CMD52和CMD53命令。由于这个，SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准，低速卡的目标应用是以最小的硬件开始来支持低速I/O能力。低速卡支持类似调制解调器,条形码扫描仪和GPS接收器等应用。高速卡支持网卡，电视卡还有“组合”卡等，组合卡指的是存储器+SDIO。SDIO和SD卡的SPEC间的又一个重要区别是增加了低速标准。SDIO卡只需要SPI和1位SD传输模式。低速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线水质远程数据通信网关，其特征在于，包括数据接口模块(1)、数据转换模块(2)、数据加密模块(3)以及主控单元(4)；所述数据接口模块(1)预留多种类型的总线接口并设置用于配置监测设备和实现程序在线升级的USB接口；所述数据转换模块(2)将所述数据接口模块(1)传入的数据根据对应的通信协议进行数据转换接收，转换成所述主控单元(4)通过UART接收的TTL信号，并传输至所述主控单元(4)进行数据处理，将处理后的数据发送至数据加密模块(3)进行加密后传输到所述数据接口模块(1)，所述数据接口模块(1)将数据发送到终端，并与服务器进行数据交互。

【技术特征摘要】
1.一种在线水质远程数据通信网关，其特征在于，包括数据接口模块(1)、数据转换模块(2)、数据加密模块(3)以及主控单元(4)；所述数据接口模块(1)预留多种类型的总线接口并设置用于配置监测设备和实现程序在线升级的USB接口；所述数据转换模块(2)将所述数据接口模块(1)传入的数据根据对应的通信协议进行数据转换接收，转换成所述主控单元(4)通过UART接收的TTL信号，并传输至所述主控单元(4)进行数据处理，将处理后的数据发送至数据加密模块(3)进行加密后传输到所述数据接口模块(1)，所述数据接口模块(1)将数据发送到终端，并与服务器进行数据交互。2.根据权利要求1所述的在线水质远程数据通信网关，其特征在于，所述多种类型的总线接口，采用的总线协议包括RS485、RS232和CAN总线。3.根据权利要求1所述的在线水质远程数据通信网关，其特征在于，所述数据接口模块(1)将数据发送到终端的方式为蓝牙...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文虎，尚昊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32