[发明专利]一种基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置和方法

权利要求书

1.一种基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置，其特征在于，包括近端无线模块、数据中心主机模块、LTE终端模块及LTE终端模块参数配置模块；

所述近端无线模块、所述数据中心主机模块、所述LTE终端模块及所述LTE终端模块参数配置模块依次连接，所述近端无线模块与所述LTE终端模块连接，所述LTE终端模块为远程多点分布；

所述LTE终端模块通过RS485通信口或RS232通信口或RS422通信口连接无线远程操作监控设备，所述LTE终端模块通过串口或RJ45接口连接所述LTE终端模块参数配置模块，所述LTE终端模块通过天线接入LTE无线网络；

所述LTE终端模块包括MCU主控模块、LTE无线模块及flash模块，所述MCU主控模块分别与所述LTE无线模块及flash模块相连，所述MCU主控模块包括MCU中心模块、LTE控制模块及上位机通信模块，所述LTE控制模块通过UART接口或USB接口对所述LTE无线模块连接，所述MCU中心模块通过共享内存方式与所述LTE控制模块交互数据，所述上位机通信模块分别与所述MCU中心模块及所述LTE终端模块参数配置模块连接，所述上位机通信模块通过FSMC接口或SPI接口与所述flash模块连接；

所述LTE终端模块参数配置模块的配置参数包括RS485通信口或RS232通信口或RS422通信口串口参数、域名地址、数据中心IP地址、心跳周期及数据中心端控制端号码；

所述基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置的通信方法，包括以下步骤：

1）数据中心主机模块接入Internet，在数据中心主机模块生成虚拟串口；

2）LTE终端模块接入LTE无线网络，通过参数配置、访问域名或通信方式获取所述数据中心主机模块IP地址和通信端口；

3）LTE终端模块与数据中心主机模块通过客户端服务器模式建立TCP/IP通信连接；

4）LTE终端模块对串口接收到的数据帧按照协议封装成以太网数据包，通过TCP/IP将数据包发送到数据中心主机模块；

5）数据中心主机模块对接收到的数据包进行解析处理后输出到虚拟串口驱动，数据中心主机上的应用软件通过访问本机虚拟串口即可实现对数据帧的读取；

6）通过数据中心主机模块上的应用软件向虚拟串口发送数据帧，数据帧按照协议封装成以太网数据包通过TCP/IP发送到LTE终端模块；

7）LTE终端模块对接收到的数据包进行解析处理后输出到模块串口，即可实现数据中心主机模块上的应用软件向虚拟串口发送的数据帧在远程LTE终端模块串口输出；

其中，所述数据中心主机模块与所述LTE终端模块间数据传输信道包括业务数据信道、心跳数据信道及管理数据报文信道，所述业务数据信道、所述心跳数据信道及所述管理数据报文信道分时复用信道带宽。

2.根据权利要求1所述的基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置，其特征在于，所述数据中心主机模块包括数据中心主机前台客户端及数据中心主机后台服务，所述LTE终端模块通过所述数据中心主机前台客户端建立TCP/IP连接。

3.根据权利要求2所述的基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置，其特征在于，所述数据中心主机前台客户端可以生成多个虚拟串口，多个所述虚拟串口与所述LTE终端模块一一相对应，所述数据中心主机前台客户端通过所述虚拟串口对所述LTE终端模块的在线、离线、串口参数、流量、信号质量状态进行监控，并给出报警信息。

4.根据权利要求2所述的基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置，其特征在于，所述LTE终端模块对模块串口采集到的数据帧进行压缩加密后，按照自定义协议通过所述TCP/IP传输到所述数据中心主机模块，所述数据中心主机后台服务对接收到的数据帧进行解析还原后将数据帧发送到所述虚拟串口。

5.根据权利要求4所述的基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信装置，其特征在于，所述LTE终端模块通过所述虚拟串口获取数据帧，并将数据帧进行解析还原后输出到所述模块串口。