一种小型化对称阵子天线制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化对称阵子天线，整个网关可分为电源模块，主控芯片，传感器接口模块，通信模块，单片机数据预处理模块，显示接口模块，本发明专利技术有效解决了传统单一接口类型的数据网关的应用局限，也通过自定义数据帧格式结构的方法，解决了传感器数据多源异构问题，可应用于复杂的物联网环境下。

A miniaturized symmetrical array antenna

【技术实现步骤摘要】
一种小型化对称阵子天线
本专利技术涉及数据网关设备
，具体为一种小型化对称阵子天线。
技术介绍
数据网关是连接各种传感器数据的汇聚点，也是传感器与监控中心平台之间的中间节点设备。在传感器密集的工业监控场景中，为减少通信线路，通常先将传感器数据通过有线或无线方式接到数据网关，然后再经过公网或专网连接到监控中心平台，因此，数据网关也是共享传输线路，提高线路利用率的一种有效设备。从目前工业界的情况来看，传感器数据的多源异构现象将是未来长期存在的问题。在装备多种不同类型传感器的应用场景，行业标准、数据格式和传输协议都存在差异。而传感器厂家同时会提供适用于该传感器的变送器，大量不同类型的传感器数据通过各自具有单一接口的变送器传给远程监控中心，若采用有线方式，不能共用的传输线缆会增加用户成本，且不便安装检修；若采用无线方式，又会造成多条无线传输线路之间的干扰。因此，需要一种小型化对称阵子天线，能够兼容不同传输标准、不同数据格式和接口的各种传感器，在数据网关的输出端，彻底屏蔽底层传感器的差异，解决数据采集过程中的多源异构问题，满足复杂环境下的数据采集和传输需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种小型化对称阵子天线，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种小型化对称阵子天线，主体为壳体，壳体内部设置有智能物联网数据网关板，所述智能物联网数据网关板上设置有电源模块、主控芯片、通信模块、单片机数据采集预处理模块、显示接口模块、传感器接口模块，所述智能物联网数据网关板上还设置有工作指示灯、复位按键、USB接口及天线。优选的，所述电源模块为24V电源，所述电源模块内部设置有24V转4.6V、24V转3.3V、24V转5V的电路，所述电源模块分别为主控板、单片机、USB接口供电。优选的，所述主控芯片采用基于嵌入式ARM处理器的主板。优选的，所述通信模块包括有线传输模块及无线传输模块；所述有线传输模块包括以太网卡芯片、网络控制器及RJ45接头其中一种或多种；其中，所述以太网卡芯片连接网络控制器和RJ45接口；所述无线传输模块包括4G模块、NB-IoT模块、LoRa模块、ZigBee模块及WiFi模块；其中，所述4G模块包括Me909s-821模块以及与之配套的SIM卡电路，所述NB-IoT模块包括NB73模块及其外围电路，所述LoRa模块包括RFM98芯片及其外围电路，所述ZigBee模块包括Z150PA芯片及其外围电路，所述WiFi模块包括AP6212芯片及其外围电路。优选的，所述单片机数据采集预处理模块采用STM32F103C单片机芯片作为核心，并有TL431稳压芯片外围电路。优选的，所述显示接口模块为HDMI接口及其外围电路。优选的，所述传感器接口模块为电流、电压、RS232信号、RS485差分信号输入端及其外围电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术打破了传感器信息孤岛现象，提供多接口接入，提升了物联网数据网管的系统兼容性，能够满足市面上绝大多数的传感器接入要求。本专利技术能够胜任在复杂环境下的数据监测、遥控等功能，为管理各类设备提供了高效的解决方案，解决了现有技术面对多接口、多类型传感器数据无能为力的困境。(2)本专利技术设计一种感性加载的小型化对称阵子天线，能够接入不同传输标准、不同数据格式和接口的传感器，解决数据采集过程中的多源异构问题，彻底屏蔽底层传感器的差异；在数据网关到监控中心平台的传输过程中，同时提供多种有线和无线传输方式，满足复杂环境下的数据采集和传输需求。(3)针对目前主流的工业传感器普遍采用的有线输入接口，设计了4～20mA电流传感器信号、0～5V电压信号、RS232信号，RS485差分信号的四种接入电路，通过在单片机部分制定统一的通信帧格式结构，解决传感器节点数据的多源异构问题，以应对复杂物联网环境。(4)针对目前主流的网关与监控中心平台之间的连接方式，设计了包括RJ45网口有线传输方式，4G模块、LoRa模块、NB-IoT模块、ZigBee模块和WiFi模块等无线传输方式，以适应不同场景下的数据回传要求。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。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。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种小型化对称阵子天线，主体为壳体，壳体内部设置有智能物联网数据网关板，智能物联网数据网关板上设置有电源模块、主控芯片、通信模块、单片机数据采集预处理模块、显示接口模块、传感器接口模块，智能物联网数据网关板上还设置有工作指示灯、复位按键、USB接口及天线，电源模块包括24V供电，系统复位按钮，系统工作指示灯。复位按钮可直接让核心板重启，在遇到网关卡机时，可利用该按钮使系统复位。设计工作指示灯是为了让使用者更直观的观察网关的工作状态而设置。电源模块为整个智能物联网数据网关板提供工作电压；主控芯片负责与传感器前端和后端云平台进行数据通信，并控制整个数据网关板的各个子模块；通信模块提供有线传输和无线传输方式，主要负责智能物联网数据网关的数据、命令上传下发等功能；单片机数据采集预处理模块负责传感器数据的前级处理，并制定通信帧格式结构；显示接口模块主要用于HDMI显示，用于对网关进行调试；传感器接口模块，主要负责将四类传感器信号接入本网关内部。一种小型化对称阵子天线的设计与实现，首先根据市场上需求，设计本网关的接口类型，包括在仪器仪表中最常见的4～20mA模拟电流信号，电压传感器信号、RS232信号、RS485差分信号作为信号输入端。选取STM32单片机作为数据采集的核心，搭载Linux操作系统的嵌入式ARM处理器为核心板，整个数据网关由这两部分组成。解决传统数据网关的接口单一、数据多源异构问题。其中，传感器接口模块，针对可能出现的微小信号，对电压、电流信号设计相应的运放电路，放大倍数可根据运放电路中的电阻进行调整，提升系统兼容性。运放部分采用LM358运算放大器，根据其自身特性，可实现两路信号的放大。电流、电压传感器信号经过前级电路预处理后，交给STM32单片机进行下一级处理。RS232、RS485电路部分负责对RS232、RS485信号进行处理，该部分包括SP3232、SP3485芯片及其外围电路，可实现智能数据网关与该类传感器的通信。其中，单片机数据预处理模块以STM32作为数据采集的核心，主要负责传感器前端的数据采集、处理、发送至核心板、接收核心板命令、命令下发给传感器前端等功能。该部分外接2.5V电压参考电路，为其内部A/D转换模块提供准确的电压参考值。并在单片机内制定了通信格式，规定了数据帧结构，用不同的数据格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化对称阵子天线，主体为壳体，壳体内部设置有智能物联网数据网关板，其特征在于：所述智能物联网数据网关板上设置有电源模块、主控芯片、通信模块、单片机数据采集预处理模块、显示接口模块、传感器接口模块，所述智能物联网数据网关板上还设置有工作指示灯、复位按键、USB接口及天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型化对称阵子天线，主体为壳体，壳体内部设置有智能物联网数据网关板，其特征在于：所述智能物联网数据网关板上设置有电源模块、主控芯片、通信模块、单片机数据采集预处理模块、显示接口模块、传感器接口模块，所述智能物联网数据网关板上还设置有工作指示灯、复位按键、USB接口及天线。


2.根据权利要求1所述的一种小型化对称阵子天线，其特征在于：所述电源模块为24V电源，所述电源模块内部设置有24V转4.6V、24V转3.3V、24V转5V的电路，所述电源模块分别为主控板、单片机、USB接口供电。


3.根据权利要求1所述的一种小型化对称阵子天线，其特征在于：所述主控芯片采用基于嵌入式ARM处理器的主板。


4.根据权利要求1所述的一种小型化对称阵子天线，其特征在于：所述通信模块包括有线传输模块及无线传输模块；
所述有线传输模块包括以太网卡芯片、网络控制器及RJ45接头其中一种或多种；
其中，所述以太网卡芯片连接网...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩兵，
申请(专利权)人：西安欧亚学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61