[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

说明书

本发明公开了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，其通信装置包括近端无线模块、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，其通信方法包括数据中心主机模块接入Internet生成虚拟串口；LTE终端模块接入LTE无线网络；LTE终端模块与数据中心主机模块建立TCP/IP通信连接以及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。本发明数据中心主机直接访问串口即可实现无线远程访问，使用方便，可靠，本发明依托低时延LTE网络，使得通信时延迟更低，可以满足很多高实时性的应用场景，如通过编程软件对PLC进行无线远程程序升级、参数监控及修改，适用范围更广，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及工业无线通信技术和工业自动化技术领域，具体的说涉及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。

背景技术

在工业应用中，有大量的无线组网需求，包括短距离和广域的无线组网。特别是随着工业4.0的推进和物联网的兴起，这方面的应用更多。Zigbee和Lora技术在工业应用中已经有了非常广泛的应用，针对广域无线通信，目前用的比较多的解决方案是采用GPRS网络，GPRS网络覆盖范围广，对一些数据实时性不高，数据量小的应用场景是一种比较好的解决方法，但是不能满足一些大数据和实时性要求相对高的应用。

随着移动通信技术的发展，LTE网络已经大范围广泛部署，其用户面时延已经缩减到了6.5~20ms，本发明依托低时延的运营商LTE网络和虚拟串口技术，提出了一种使用简便，低时延的广域组网通信解决方案。

发明内容

为了克服现有的技术的不足, 本发明提供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。

本发明技术方案如下所述：

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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

一种基于以太网虚拟串口技术和LTE无线网的通信方法，其特征在于，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。