一种含多种供电方式的网关系统技术方案

本发明专利技术属于通信网关技术领域，尤其为一种含多种供电方式的网关系统，包括主控模块、NB‑IOT模块、LoRa模块、RS接口、人机交互接口、人机交互模块、2G/3G/4G通信模块、WiFi模块、以太网模块、红外接收模块、红外发射模块、遥控器、现场监测单元、数据储存模块和电源模块。本发明专利技术采用DC直流供电模块、POE供电模块和电池供电模块向系统设备提供直流供电、POE供电以及电池供电三种供电方式，可应对不同的安装环境，避免单一电源出现故障或被破坏而无法正常启动工作的弊端，通过身份认证单元的设置，大大提高了网关设备使用的安全性，使设备更具通用性和智能化，极大地提高了设备使用的灵活性和便利性，同时使设备的稳定运行得到保障。

A gateway system with multiple power supply modes

【技术实现步骤摘要】
一种含多种供电方式的网关系统
本专利技术涉及通信网关
，具体为一种含多种供电方式的网关系统。
技术介绍
随着计算机通信技术的迅速发展，网关作为计算机系统或设备网络互连或转换的关键设备而被广泛应用，网关又称网间连接器、协议转换器，可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连，可实现不同的通信协议、数据格式或语言之间的网络信息传递。目前常用的网关系统虽可实现有线通信或无线通信，但功能较为单一，存在以下缺陷：1、现有的网关设备供电方式较为单一，存在单一电源出现故障或被破坏而导致设备无法正常启动工作的弊端；2、现有的网关设备缺乏对操作员的身份认证的有效手段，设备使用安全性较低；3、现有的网关设备不具备通用性，不能对现场环境及设备内部环境实施有效监控，设备的稳定运行得不到保障，且智能化较低，操作不便，无法进行远程遥控。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种含多种供电方式的网关系统，解决现有的网关设备供电方式较为单一，存在单一电源出现故障或被破坏而导致设备无法正常启动工作的弊端，缺乏对操作员的身份认证的有效手段，设备使用安全性较低，以及网关设备不具备通用性，不能对现场环境及设备内部环境实施有效监控，设备的稳定运行得不到保障，且智能化较低，操作不便，无法进行远程遥控的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种含多种供电方式的网关系统，包括主控模块、NB-IOT模块、LoRa模块、RS接口、人机交互接口、人机交互模块、2G/3G/4G通信模块、WiFi模块、以太网模块、红外接收模块、红外发射模块、遥控器、现场监测单元、数据储存模块和电源模块，其中，所述主控模块分别与NB-IOT模块、LoRa模块、RS接口、人机交互接口、2G/3G/4G通信模块、WiFi模块、以太网模块、红外接收模块、红外发射模块、数据储存模块和电源模块双向通信，所述主控模块通过NB-IOT模块接收来自云端服务器信息，所述LoRa模块用于获取LoRa节点信息，所述人机交互模块包括用于人机交互的液晶屏和键盘以及用于液晶屏操作员身份进行认证的身份认证单元，所述液晶屏和键盘通过人机交互接口与主控模块连接，所述遥控器通过红外接收模块和红外发射模块与主控模块通信连接，所述现场监测单元包括控制芯片、监控摄像头、外部传感器和报警模块，所述控制芯片分别与监控摄像头、外部传感器和报警模块电性连接，所述控制芯片与主控模块双向通信，所述监控摄像头和外部传感器分别用于对现场进行视频监控和环境监控，所述报警模块用于当出现数据异常时进行报警，所述电源模块包括DC直流供电模块、POE供电模块和电池供电模块，所述DC直流供电模块、POE供电模块和电池供电模块向系统提供直流供电、POE供电以及电池供电三种供电方式。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述主控模块采用STM32处理器，具体可采用STM32F429/439系列MCU，STM32F429/439系列MCU面向需要在小至5×5.1mm的封装内实现高集成度、高性能、嵌入式存储器和外设的医疗、工业与消费类应用。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述RS接口采用隔离型ADM2483BRW芯片，ADM2483是ADI推出的一款隔离型的RS485收发器，内部集成了ADI专利的icoupler(磁耦)隔离技术，功能上相当于集成了三个单通道的光耦和一个RS485收发器，速率是500Kbps；ADM2483BRW芯片体积小，大大简化了电路和提高了性能；具有独特的电源监控功能且成本低。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述身份认证单元采用虹膜识别、人脸识别和指纹识别中的一种或多种组合方式，通过采用虹膜识别、人脸识别和指纹识别中的一种或多种组合方式对操作员的身份进行识别，当身份认证通过后，可通过液晶屏601和键盘602对网关的参数进行配置或查看数据，大大提高了网关设备使用的安全性。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述以太网模块采用W5500芯片，W5500芯片采用的是最新的TOE(TCP卸载引擎)技术，不同于传统的软协议栈，通过内置TCP/IP硬件协议栈也就是硬件逻辑电路，在W5500芯片内完成TCP/IP握手请求，基本上不占用MCU内部资源，能够极大地提高MCU工作效率。测试结果显示，当同时开启多个Socket进行数据通信，MCU处理能力基本不受影响，这对通信质量以及MCU的寿命都是关键性因素。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述控制芯片采用80C51单片机，以MCS-51系列为代表，这个系列的单片机均带有串行I/0口，具有多级中断处理系统，多个16位定时/计数器，片内RAM和ROM容量相对增大，且寻址范围可达64K。这一阶段进一步拓宽了单片机的应用范围，使之能用于智能终端、局部网络的接口，并挤入个人计算机领域，所以该类单片机的应用领域极其广泛，又由于其优良的性价比，特别适合我国的国情，故在我国得到广泛的应用，是目前应用数量较多的单片机。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述外部传感器包括环境亮度传感器、温湿度传感器和漏水检测传感器，所述控制芯片分别与环境亮度传感器、温湿度传感器和漏水检测传感器电性连接，环境亮度传感器用于实时监控外部环境亮度，温湿度传感器用于实时监测设备内部温湿度，漏水检测传感器用于实时监测设备内部是否发生漏水。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述数据储存模块采用大容量存储模块，该大容量存储模块包括分别与主控模块电性连接的Flash模块、SDRAM模块和SRAM模块，通过采用大容量存储模块进行数据分类储存，在提高储存容量的同时，有效防止数据流失。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电池供电模块采用蓄电池、锂电池和铅镍电池中的一种，所述电池供电模块存储的电能是由对光伏发电组件和风力发电组件输出的直流电经汇流稳压电路完成汇流稳压后所得。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种含多种供电方式的网关系统，具备以下有益效果：1、该含多种供电方式的网关系统，采用DC直流供电模块、POE供电模块和电池供电模块向系统设备提供直流供电、POE供电以及电池供电三种供电方式，可应对不同的安装环境，避免单一电源出现故障或被破坏而无法正常启动工作的弊端。2、该含多种供电方式的网关系统，通过身份认证单元的设置，在需要对设备参数进行配置以及数据查看时首先对操作员进行身份认证，采用虹膜识别、人脸识别和指纹识别中的一种或多种组合方式对操作员的身份进行识别，大大提高了网关设备使用的安全性。3、该含多种供电方式的网关系统，通过现场监测单元的设置，能够对现场环境以及设备内部环境进行实时监控，在数据检测出现异常时发出报警，并可通过遥控器进行设备远程遥控，使设备更具通用性和智能化，极大地提高了设备使用的灵活性和便利性，同时使设备的稳定运行得到保障。附图说明图1为本专利技术的系统原理图；图2为本专利技术中主控模块与人机交互模块的系统原理图；图3为本专利技术中主控模块与现场监测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含多种供电方式的网关系统，其特征在于：包括主控模块(1)、NB-IOT模块(2)、LoRa模块(3)、RS485接口(4)、人机交互接口(5)、人机交互模块(6)、2G/3G/4G通信模块(7)、WiFi模块(8)、以太网模块(9)、红外接收模块(10)、红外发射模块(11)、遥控器(12)、现场监测单元(13)、数据储存模块(14)和电源模块(15)，其中，所述主控模块(1)分别与NB-IOT模块(2)、LoRa模块(3)、RS485接口(4)、人机交互接口(5)、2G/3G/4G通信模块(7)、WiFi模块(8)、以太网模块(9)、红外接收模块(10)、红外发射模块(11)、数据储存模块(14)和电源模块(15)双向通信，所述主控模块(1)通过NB-IOT模块(2)接收来自云端服务器信息，所述LoRa模块(3)用于获取LoRa节点信息，所述人机交互模块(6)包括用于人机交互的液晶屏(601)和键盘(602)以及用于液晶屏(601)操作员身份进行认证的身份认证单元(603)，所述液晶屏(601)和键盘(602)通过人机交互接口(5)与主控模块(1)连接，所述遥控器(12)通过红外接收模块(10)和红外发射模块(11)与主控模块(1)通信连接，所述现场监测单元(13)包括控制芯片(1301)、监控摄像头(1302)、外部传感器(1303)和报警模块(1304)，所述控制芯片(1301)分别与监控摄像头(1302)、外部传感器(1303)和报警模块(1304)电性连接，所述控制芯片(1301)与主控模块(1)双向通信，所述监控摄像头(1302)和外部传感器(1303)分别用于对现场进行视频监控和环境监控，所述报警模块(1304)用于当出现数据异常时进行报警，所述电源模块(15)包括DC直流供电模块(1501)、POE供电模块(1502)和电池供电模块(1503)，所述DC直流供电模块(1501)、POE供电模块(1502)和电池供电模块(1503)向系统提供直流供电、POE供电以及电池供电三种供电方式。/n...

【技术特征摘要】
1.一种含多种供电方式的网关系统，其特征在于：包括主控模块(1)、NB-IOT模块(2)、LoRa模块(3)、RS485接口(4)、人机交互接口(5)、人机交互模块(6)、2G/3G/4G通信模块(7)、WiFi模块(8)、以太网模块(9)、红外接收模块(10)、红外发射模块(11)、遥控器(12)、现场监测单元(13)、数据储存模块(14)和电源模块(15)，其中，所述主控模块(1)分别与NB-IOT模块(2)、LoRa模块(3)、RS485接口(4)、人机交互接口(5)、2G/3G/4G通信模块(7)、WiFi模块(8)、以太网模块(9)、红外接收模块(10)、红外发射模块(11)、数据储存模块(14)和电源模块(15)双向通信，所述主控模块(1)通过NB-IOT模块(2)接收来自云端服务器信息，所述LoRa模块(3)用于获取LoRa节点信息，所述人机交互模块(6)包括用于人机交互的液晶屏(601)和键盘(602)以及用于液晶屏(601)操作员身份进行认证的身份认证单元(603)，所述液晶屏(601)和键盘(602)通过人机交互接口(5)与主控模块(1)连接，所述遥控器(12)通过红外接收模块(10)和红外发射模块(11)与主控模块(1)通信连接，所述现场监测单元(13)包括控制芯片(1301)、监控摄像头(1302)、外部传感器(1303)和报警模块(1304)，所述控制芯片(1301)分别与监控摄像头(1302)、外部传感器(1303)和报警模块(1304)电性连接，所述控制芯片(1301)与主控模块(1)双向通信，所述监控摄像头(1302)和外部传感器(1303)分别用于对现场进行视频监控和环境监控，所述报警模块(1304)用于当出现数据异常时进行报警，所述电源模块(15)包括DC直流供电模块(1501)、POE供电模块(1502)和电池供电模块(1503)，所述DC直流供电模块(1501)、POE供电模块(1502)和电池供电模...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕梁景，易仕军，魏文崧，郑红宝，
申请(专利权)人：启迪中电智慧能源科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44