[实用新型]基于SoC的嵌入式工业智能网关及物联网数据采集监控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电子设备领域，尤其涉及一种基于SoC(System on Chip，系统级芯片)的嵌入式工业智能网关及物联网数据采集监控系统。

背景技术

工业智能网关可以在各种网络协议间进行报文转换，比如PROFIBUS，PROFINET，Ethernet等，也可以实现网关的组网功能。其功能可以通过一块芯片、一个嵌入式设备或板卡、或者是一台独立的设备实现，如PC(Personal Computer，个人计算机)。随着计算机技术、通信技术和芯片技术的快速发展，作为其中重要环节的智能网关也快速演进。然而现阶段大多数网关获取各种工业环境数据的手段单一，通常只能通过存储媒介或者有线方式进行数据传输，其中存储媒介方式需要人为干预，不仅速度慢，而且浪费人力；有线方式会使得线路繁琐，传输距离不长，且增加成本。

在工业控制领域中，各种设备需要进行运行数据的采集和交互，例如下位机需要将数据上传到上位机或者上位机向下位机发送指令数据时，需要网关进行协议转换并完成数据的发送，但现阶段的网关采集下位机的数据时多采用轮询的方式，当数据量较大时，即超过9Mb/s，将会严重影响数据传输的稳定性。

实用新型内容

为了解决工业智能网关现有技术中数据传输速度及稳定性的问题，本实用新型提供了一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，其能够实现多台设备的大量数据的并行采集并实时上传到MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)，解决不同网络协议无法兼容的问题，本工业智能网关能够通过WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)无线网络解决有线布线复杂、成本高、智能化低的问题，并在有线通讯失效时(例如线路老化磨损、接口松动、电气故障等)保证数据的正常采集和传输。

本实用新型的一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，包括：中央处理器模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)指示灯、电源模块和存储器。

本实用新型的另一种基于SoC的嵌入式工业智能网关，其特征在于，包括：中央处理器模块、无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块，所述中央处理器模块分别与无线通信模块、以太网模块、监测警报模块、协议库存储模块以及外设模块相连；所述协议库存储模块包括主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口，主机通讯协议接口和第三方通讯协议接口分别与主机和第三方设备相连；所述外设模块包括与所述中央处理器模块分别相连的LED指示灯、电源模块和存储器。

进一步的，所述无线通信模块包括WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)无线网卡，所述WiFi无线网卡通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口电路与中央处理器模块连接。

其中，WiFi无线网卡可采用满足IEEE802.11a/b/g/n及以上无线传输标准的高速无线网卡，提供高速稳定的WiFi无线网络，理论最快速度可以达到300Mbps。

进一步的，所述存储器至少为两个不同类型的存储器。

进一步的，所述存储器包括两种类型，分别为随机存储器及FLASH存储器。

随机存储器采用SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存储器)或者DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器)，为中央处理器模块在处理数据时提供缓存空间。

FLASH存储器的作用为：中央处理器模块在处理过程中将数据同步到FLASH存储器中，以防止在掉电情况下数据丢失。

进一步的，所述中央处理器模块包括ARM(Advanced RISC Machine，RISC微处理器)芯片和FPGA(Field Programmable Gate Arrays，现场可编程逻辑门阵列)芯片。

其中，ARM可以用于显示界面的设计以及数据采集进度的观察，FPGA利用硬件并行的优势，打破了顺序执行的模式，加速了数据的采集和上传。

进一步的，所述监测报警模块包括警示灯和报警器。