一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块的制作方法

1.本发明涉及物联网通讯设备领域技术领域，更具体地说是指一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块。


背景技术：

2.现有技术中，物联网通讯设备的功能比较单一,一般物联网模块大多是以下：1）无线工业路由器模块。3g/4g转以太网；2）以太网转1路或者n路串口；3）串口转di do模块；4）3g/4g转1路串口；没有将各个功能集合在一起。在很多设备场合中，需要各种现有的设备来组合实现以上功能。存在这以下问题：可操控技术难度：系统在组合过程中，各个产品需要进行配置，配置过程中匹配性存在一定的技术难度，各种设备参数需要设置，达到相互匹配的目的，这增加了技术门槛，增加了难度。
3.1、可靠性低：各种现有的模块在组合使用中，相互接线，难免造成接线松动或者连接器接线的问题，这样不可靠性增加。
4.2、成本高：为满足系统功能，各种设备均需要使用，各种设备的成本叠加以后，成本要高出很多。
5.3、体积大:各种设备安装接线，设备和线槽占用了大量的空间，导致安装的柜体变大。
6.4、稳定性低：现有的技术方案产品，和外部的串口设备，di和网络信号之间不能实现电气信号的隔离，稳定性差，抗干扰能力弱。
7.因此，有必要开发出一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块，应用于物联网中，它可以实现3g/4g无线，wifi，1路以太网，5路串口设备，4路开关量采集和2路控制之间的互联互通。
9.为了解决上述技术问题，本发明提供一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块，包括无线路由器模块、串口服务器模块和串口转dido系统，所述无线路由器模块通过页面设置，将wlan 口地址的所有端口映射到所述串口服务器所在的分机上，使通过3g/4g传输的广域网的数据能够映射到所述串口服务器上，并通过rj45或者wifi连接到外接的网络设备上；所述无线路由器模块采用usr-rm03，它对外的接口有2路以太网接口，1路wifi接口，1路2g/3g/4g无线网络接口；所述串口服务器模块采用串口服务器zqwl-ethrs-z6实现以太网协议和串口协议之间的协议转换，进而达到以太网端口的网络数据和每个串口之间的串口通讯数据的透明传输；
所述串口转dido系统采用单片机stc8h1k08，协议采用modbus通讯协议。
10.进一步方案为，所述无线路由器模块支持apn/vpdn卡及自动检网、2/3/4g制式切换、支持静态路由、dhcp和静态ip功能。
11.进一步方案为，所述无线路由器模块还支持防火墙、端口过滤、端口映射、端口转发、dmz主机功能。
12.进一步方案为，所述串口服务器模块通过页面设置或者软件设置，可设置成每个串口对应的工作端口，目标ip和目标端口，既支持tcp模式，也支持udp模式。
13.进一步方案为，所述zqwl-ethrs-z6串口为uart口，通过采用rs485隔离芯片adm2483实现uart和rs485 串口2至串口5之间的磁隔离转换。
14.进一步方案为，所述zqwl-ethrs-z6串口通过数字隔离芯片π131u31实现uart信号的磁隔离，并通过sp232和sp485实现uart和串口1rs232，串口1 rs485之间的串口转换。
15.进一步方案为，所述串口转dido系统的di采集和do控制均采用光耦el357进行隔离，实现开入采集和开出控制。
16.进一步方案为，所述stm32f407的串口6通过uart6和单片机stc8h1k08进行通讯。
17.进一步方案为，所述路由器模块通过端口映射，串口服务器模块设置成透传，设置成目标ip和目标端口号，即可以实现远端服务器对本地di的采集和本地do的控制。
18.本发明与现有技术相比的有益效果是：采用本发明设备带有采集控制的多串口物联网通讯模块,可以将3g/4g通讯，5个本地串口，1个网口，4路di和2路do，本地串口即具备全隔离rs232，全隔离r485，全隔离的di和do，达到稳定可靠的本地通讯连接和采集控制，能够解决以上目前技术中存在的各种问题。使用一个设备就可以实现本地采集控制，本地串口设备，远程通讯设备，本地通讯设备的互联互通。
19.1、可操控技术难度上：各个功能都已经集成在一起，功能与功能之前的参数，设备已经内部匹配好，对外部来说，只需要通过一个软件进行设置即可实现所有的设备功能。操作简单容易，使用起来技术门槛低。
20.2、可靠性上：所有的功能模块均在内部集成。对外接口，只需要连接外部的通讯设备和相关串口设备即可。不再需要内部的功能之间的组合搭配，可靠性提高。
21.3、成本上：所有的功能模块均集中在一个设备上，成本比和组合现有的所有模块累加相比，节省50%甚至更多的成本。
22.4、体积上：设备内部已经设计在一起，无需功能模块之间的互联，也不用占用很多线槽和各个设备的适配器，本发明设备集成度高，占用空间小，极大的节省的安装的柜体。
23.5、稳定性上：本发明设备和外部的串口设备，di采用dcdc光电 磁隔离进行电气化隔离。网络设备采用网络变压器和外部的网络设备隔离连接。信号稳定，靠干扰能力强。
附图说明
24.图1本发明实施例的组成框图；图2为本发明的系统结构图；图3为本发明的串口转dido系统的电路图；图4为为本发明的rs485串口的电路图；图5为本发明的串口1rs232，串口1 rs485串口转换的电路图；
图6为本发明的4g双网口路由器的工作原理图；图7为本发明的串口服务器的工作电路图；图8为本发明的单片机的电路图。
25.具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
27.如图1至图8所示，本发明的具体实施例，一种带有采集控制的多串口物联网通讯模块， 包括无线路由器模块、串口服务器模块和串口转dido系统，无线路由器模块通过页面设置，将wlan 口地址的所有端口映射到串口服务器所在的分机上，使通过3g/4g传输的广域网的数据能够映射到串口服务器上，并通过rj45或者wifi连接到外接的网络设备上；无线路由器模块采用usr-rm03，它对外的接口有2路以太网接口，1路wifi接口，1路2g/3g/4g无线网络接口；串口服务器模块采用串口服务器zqwl-ethrs-z6实现以太网协议和串口协议之间的协议转换，进而达到以太网端口的网络数据和每个串口之间的串口通讯数据的透明传输；串口转dido系统采用单片机stc8h1k08，协议采用modbus通讯协议。
28.进一步地，无线路由器模块支持apn/vpdn卡及自动检网、2/3/4g制式切换、支持静态路由、dhcp和静态ip功能。
29.进一步地，无线路由器模块还支持防火墙、端口过滤、端口映射、端口转发、dmz主机功能。
30.进一步地，串口服务器模块通过页面设置或者软件设置，可设置成每个串口对应的工作端口，目标ip和目标端口，既支持tcp模式，也支持udp模式。
31.进一步地，zqwl-ethrs-z6串口为uart口，通过采用rs485隔离芯片adm2483实现uart和rs485 串口2至串口5之间的磁隔离转换。
32.进一步地，zqwl-ethrs-z6串口通过数字隔离芯片π131u31实现uart信号的磁隔离，并通过sp232和sp485实现uart和串口1rs232，串口1 rs485之间的串口转换。
33.进一步地，串口转dido系统的di采集和do控制均采用光耦el357进行隔离，实现开入采集和开出控制。
34.进一步地，stm32f407的串口6通过uart6和单片机stc8h1k08进行通讯。
35.进一步地，路由器模块通过端口映射，串口服务器模块设置成透传，设置成目标ip和目标端口号，即可以实现远端服务器对本地di的采集和本地do的控制。
36.如图1所示，本发明由三大部分组成。分别为无线路由器模块，串口服务器模块和串口转dido系统组成。
37.如图2~8所示：无线路由器模块采用usr-rm03，它对外的接口有2路以太网接口，1路wifi接口，1路2g/3g/4g无线网络接口。支持apn/vpdn卡及自动检网、2/3/4g制式切换、支持静态路由，
dhcp，静态ip功能。支持防火墙，端口过滤，端口映射、端口转发、dmz主机功能。这些口通过路由器实现网络数据之间的传输。通过页面设置，将wlan 口地址的所有端口映射到串口服务器所在的分机上。使得通过3g/4g传输的广域网的数据能够映射到串口服务器上。并通过rj45或者wifi连接到其它的外接的网络设备上。
[0038] 串口服务器模块采用串口服务器模块zqwl-ethrs-z6实现以太网协议和串口协议之间的协议转换，进而达到以太网端口的网络数据和每个串口之间的串口通讯数据的透明传输。通过网络变压器和无线路由器模块进行网络通讯。通过页面设置或者软件设置，可设置成每个串口对应的工作端口，目标ip和目标端口，既可以支持tcp模式，也可以支持udp模式。数据既可以跨越网关，交换机，路由器。既可以工作在局域网，也可以工作在互联网模式。zqwl-ethrs-z6串口为uart口，通过采用rs485隔离芯片adm2483实现uart和rs485 串口2至串口5之间的磁隔离转换。通过数字隔离芯片π131u31实现uart信号的磁隔离，并通过sp232和sp485实现uart和串口1rs232，串口1 rs485之间的串口转换。
[0039]
串口转dido系统采用单片机stc8h1k08来实现。协议采用modbus通讯协议。di采集和do控制均采用光耦el357进行隔离，实现开入采集和开出控制。stm32f407的串口6通过uart6和单片机stc8h1k08进行通讯。路由器模块通过端口映射，串口服务器模块设置成透传，设置成目标ip和目标端口号，即可以实现远端服务器对本地di的采集和本地do的控制。
[0040]
采用了3g/4g 无线传输通讯，采用以太网转串口进行数据的采集和通讯。在一个设备内部集成3g/4g无线，1路以太网，wifi，5路串口设备，4路开关量采集和2路控制之间实现数据通讯，采集及控制的互联互通。可以实现3g/4g无线，wifi，1路以太网，5路串口设备，4路开关量采集和2路控制之间的互联互通。它通过页面设置或软件设置，可以通过tcp或者udp传输模式，实现3g/4g和以太网之间的网络数据传输，实现无线设备或者有限设备和各种带有串口通讯的传感器，仪器仪表，工业设备进行通讯，同时实现本地或者远程进行本地的开关量采集和控制。既可以轻松的实现这些设备与本地以太网网络设备相连，也可以通过3g/4g和远方的服务器进行连接通讯。
[0041]
本发明与现有技术相比的有益效果是：采用本发明设备带有采集控制的多串口物联网通讯模块,可以将3g/4g通讯，5个本地串口，1个网口，4路di和2路do，本地串口即具备全隔离rs232，全隔离r485，全隔离的di和do，达到稳定可靠的本地通讯连接和采集控制。能够解决以上目前技术中存在的各种问题。使用一个设备就可以实现本地采集控制，本地串口设备，远程通讯设备，本地通讯设备的互联互通。
[0042]
1、可操控技术难度上：各个功能都已经集成在一起，功能与功能之前的参数，设备已经内部匹配好，对外部来说，只需要通过一个软件进行设置即可实现所有的设备功能。操作简单容易，使用起来技术门槛低。
[0043]
2、可靠性上：所有的功能模块均在内部集成。对外接口，只需要连接外部的通讯设备和相关串口设备即可。不再需要内部的功能之间的组合搭配，可靠性提高。
[0044]
3、成本上：所有的功能模块均集中在一个设备上，成本比和组合现有的所有模块累加相比，节省50%甚至更多的成本。
[0045]
4、体积上：设备内部已经设计在一起，无需功能模块之间的互联，也不用占用很多线槽和各个设备的适配器，本发明设备集成度高，占用空间小，极大的节省的安装的柜体。
[0046]
5、稳定性上：本发明设备和外部的串口设备，di采用dcdc光电 磁隔离进行电气化
隔离。网络设备采用网络变压器和外部的网络设备隔离连接。信号稳定，靠干扰能力强。
[0047]
以上所述仅为本专利优选实施方式，并非限制本专利范围，凡是利用说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均属于本专利保护范围。