一种物联网数据采集终端制造技术

本实用新型专利技术公开一种物联网数据采集终端，包括电源模块、通信接口转换模块、WiFi模块、Ethernet网口模块、USB通信模块、ESP32模组，Ethernet网口模块、电源模块、USB通信模块均连接于ESP32模组，WiFi模块集成于ESP32模组，通信接口转换模块与ESP32模组均与工业设备相互连接，该采集终端利用485、232、CAN通信接口、工业设备通信协议、WiFi通信或以太网通信、MQTT通信协议，完成物联网数据采集终端与不同工业设备之间的485、232、CAN通信和物联网数据采集终端与服务器之间的MQTT网络通信，采用轻量级的JSON数据封装格式，实现对设备的运行状态的检测和控制，包括工业设备数据采集、运行数据设定、运行模式选择、运行状态控制等。运行状态控制等。运行状态控制等。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网数据采集终端


[0001]本技术属于物联网采集终端
，具体涉及到一种物联网数据采集终端。

技术介绍

[0002]互联网在最近几十年取得了长足发展，使得各行各业的应用都离不开互联网的支持，互联网的应用和发展，使人们的生活质量和工作效率都得到了极大的提高，为了满足不断增长的市场需求和适应社会发展的需要，在互联网的基础上又发展了更加智能便捷高效的物联网，物联网是互联网、传感网络等信息的载体，通过射频设备（RFID）装置、全球定位系统（GPS）等信息传感设备实现物品与互联网的信息交互，完成管理和监控的网络。随着传感器网络技术和物联网技术的发展和深化，各个节点设备可以通过物联网完成数据信息上报，另外也可以通过物联网控制中心对各个节点设备进行监控和管理，如数据信息的采集、远程管理、远程设备控制等。
[0003]MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上。MQTT最大的优点在于可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较为广泛的应用。
[0004]JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言,易于人的阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并能够有效地提升网络传输效率。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术的主要目的在于设计一种物联网数据采集终端, 基于MQTT通讯协议的、支持多种工业设备，可实时地获取工业设备的温度、湿度、气压、腐蚀气体的浓度、沙尘的浓度等各项运行数据、运行状态、运行模式等信息，实现有效、准确地监控设备的运行情况，也可在远程设置设备的工作参数、控制设备运行/停止等，此外，由于各个厂商的设备接口可能存在不同，该物联网数据采集终端可以根据需求，使用终端上集成的通信接口转换模块，按照指定通信协议处理数据，来支持不同工业设备，满足人们远程监测、控制不同工业设备的需求，并且该物联网数据采集终端成本低廉、功耗低、稳定性好，同时支持无线和有线连接。
[0006]为了实现上述目的本技术采用如下技术方案：
[0007]一种物联网数据采集终端，该采集终端与服务器通过MQTT通信连接，通过发布/订阅对应主题的方式，实现物联网数据采集终端与服务器之间的数据通信，服务器与该采集终端的通信数据设置为JSON格式，通过键值对的方式来存储数据，在JSON封装和解析时，读
写速度更快，使用更加便捷。
[0008]包括电源模块、通信接口转换模块、WiFi模块、Ethernet网口模块、USB通信模块、ESP32模组；所述的Ethernet网口模块、电源模块、USB通信模块均连接于ESP32模组；所述的WiFi模块集成于ESP32模组；所述的通信接口转换模块与ESP32模组均与工业设备相互连接；所述的通信接口转换模块包括485模块、232模块、CAN模块。
[0009]通过采用上述技术方案，实现该采集终端与不同工业设备之间的通信，利用485模块、232模块、CAN模块、工业设备通信协议、WiFi模块或Ethernet网口模块、MQTT通信协议，完成物联网数据采集终端与不同工业设备之间的485、232、CAN通信和物联网数据采集终端与服务器之间的MQTT网络通信，同时采用轻量级的JSON数据封装格式，实现对工业设备的运行状态的检测和控制，包括工业设备数据采集、运行数据设定、运行模式选择、运行状态控制等。
[0010]作为本技术进一步的描述，所述的485模块设置为ADM2483芯片，232模块设置为MAX232芯片，CAN模块设置为SN65HVD232D芯片，用于转换电平信号，将ESP32模组处理后的数据由TTL信号转换为485信号或232信号或CAN信号，将工业设备的485信号或232信号或CAN信号转换为TTL信号。
[0011]所述的电源模块设置为LM2596
‑
5V芯片，可以提供5V的电源。
[0012]所述的Ethernet网口模块设置为IP101GRI芯片，用于以太网连接，实现以太网通信。
[0013]所述WiFi模块，用于WiFi连接，实现无线通信。
[0014]所述的USB通信模块设置为FT2232HL芯片，用于连接USB线，实现调试、烧录程序功能。
[0015]所述的ESP32模组，采用IPEX天线，具体的设置为ESP32
‑
WROVER
‑
B模组，用于实现WIFI无线通信，处理各种数据，实现相应功能，包括处理由服务器通过MQTT协议发送的JSON格式数据，对JSON格式数据进行解析，并封装为相应的工业设备通信协议格式，通过通信接口转换模块将数据发送给工业设备，实现对工业设备参数的读取、设定以及对工业设备的控制，并且通过通信接口转换模块接收工业设备回复的数据，按照工业设备通信协议格式对数据进行解析，并封装为相应的JSON格式数据，通过MQTT协议发送至服务器，实现对工业设备数据读取的上传、操作结果的上传等。
[0016]作为本技术进一步的描述，所述的485模块、232模块、CAN模块与工业设备相连，支持多种工业设备通信接口，能够按照指定通信协议封装和解析数据。
[0017]作为本技术进一步的描述，所述的ESP32模组上包括UART、FIFO、Bit
‑
Bang IO接口，所述的USB通信模块与UART、FIFO、Bit
‑
Bang IO接口之间进行转换，用于为整个物联网数据采集终端供电，同时实现程序烧录、调试等功能。
[0018]相对于现有技术，本技术的技术效果为：
[0019]本技术提供了一种物联网数据采集终端，通过通信接口转换模块与工业设备进行通信，支持不同的工业设备接口，自动按照采样时间发送相应指令读取如温度、湿度、气压、腐蚀气体的浓度、沙尘的浓度等工业设备的各项运行数据以及运行状态、运行模式、故障情况等信息，并接收工业设备回复的信息，对数据进行解析，并采用JSON格式将各项数据进行封装，通过MQTT通信协议将数据上传至服务端；并且服务端可以下发动作指令，通过
MQTT协议将相应JSON格式数据发送给数据采集终端，数据采集终端接收到MQTT数据后，会对其进行解析并比对ID，所述ID是指由特定字符及采集终端MAC地址组成的ID字符串，一致的情况下会将相应指令发送给设备，实现对工业设备运行参数的设定和运行状态的控制。
[0020]本技术将数据采集和物联网通信相结合，可实时地、有效地、准确地采集工业设备上的如温湿度、气压、腐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物联网数据采集终端，该采集终端与服务器通过MQTT通信连接，服务器与该采集终端的通信数据设置为JSON格式，其特征在于：包括电源模块、通信接口转换模块、WiFi模块、Ethernet网口模块、USB通信模块、ESP32模组；所述的Ethernet网口模块、电源模块、USB通信模块均连接于ESP32模组；所述的WiFi模块集成于ESP32模组；所述的通信接口转换模块与ESP32模组均与工业设备相互连接；所述的通信接口转换模块包括485模块、232模块、CAN模块。2.根据权利要求1所述的一种物联网数据采集终端，其特征在于：所述的485模块设置为ADM2483芯片，232模块设置为MAX232芯片，CAN模块设置为SN65HVD232D芯片；所述的电源模块设置为LM2596<...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾宇扬，施昕昕，臧晨晨，朱晨阳，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：