專利名稱：一種用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能終端，尤其涉及一種用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端， 屬于環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)保監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)作為國家物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃中的一個重大發(fā)展領(lǐng)域，可以提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、可配置桌面等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)保”的“管、控、營”一體化能力。目前工業(yè)水(氣)污染環(huán)保設(shè)備來自不同廠家，自動化程度參差不齊，各種設(shè)備自成一套自動化系統(tǒng)獨立運行； 這必然導(dǎo)致各種設(shè)備、特別是通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等重復(fù)建造；加上各生產(chǎn)廠家設(shè)備協(xié)議的不兼容性、異構(gòu)系統(tǒng)的集成問題使得環(huán)保監(jiān)控設(shè)備很難有一個統(tǒng)一的自動化設(shè)備信息管理集成平臺。新的物聯(lián)網(wǎng)理論的提出和實施，無論在設(shè)計上還是在運營上都需要有一個統(tǒng)一的集成平臺實現(xiàn)各種異種設(shè)備數(shù)據(jù)的交互，簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)備的重復(fù)構(gòu)建問題。因此， 開發(fā)一種在感知層就可以集成各種智能化單元設(shè)備，并能形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式通過網(wǎng)絡(luò)方式傳遞到遠端應(yīng)用層信息化管理和控制平臺上的嵌入式智能終端，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重復(fù)投入，增強系統(tǒng)內(nèi)聚性，已成為環(huán)保設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所要考慮的首要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)自動化程度參差不齊，各種設(shè)備自成一套自動化系統(tǒng)獨立運行的不足，提出一種實現(xiàn)各種感知層設(shè)備的集成的方法；針對感知層節(jié)點設(shè)備的異構(gòu)協(xié)議， 實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)與環(huán)保監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層數(shù)據(jù)進行交互的用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端，本發(fā)明可應(yīng)用于環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的一種用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端，包括核心處理模塊、I/O 功能模塊、通信接口模塊、顯示模塊和電源模塊；所述核心處理模塊控制I/O功能模塊、顯示模塊和通信接口模塊的工作，并接收顯示模塊傳輸至的指令和通信接口模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述電源模塊為核心處理模塊、I/O功能模塊、顯示模塊和通信接口模塊供電；所述核心處理模塊通過I/O功能模塊與通信接口模塊相連接；所述顯示模塊與核心處理模塊相連接，并用于顯示核心處理模塊內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)和接收指令并傳輸至核心處理模塊。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用多種通信接口，多種協(xié)議棧自適應(yīng)集成，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關(guān)功能；擴展I/o實現(xiàn)常規(guī)開關(guān)、繼電器型設(shè)備的接入，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點聯(lián)網(wǎng)功能；Web服務(wù)器實現(xiàn)基于Internet的訪問與控制，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)B/S架構(gòu)的數(shù)據(jù)交互； 基于TCP/IP的協(xié)議與遠端應(yīng)用層管理和監(jiān)控中心通信，實現(xiàn)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)中各種智能設(shè)備的一體化集成平臺。
進一步，所述通信接口模塊包括至少一個通信接口和至少一個用于控制通信接口工作的操作接口。進一步,所述通信接口包括至少一個CANbus接口、至少一個Profibus接口、至少一個RS232/RS485接口、至少一個以太網(wǎng)接口、至少一個I/O接口和至少一個3G接口，所述 CANbaus 接口、Profibus 接口、RS232/RS485 接口分別連接現(xiàn)場具有 CANbus 總線、Profibus 總線、RS232/RS485總線通信功能的現(xiàn)場自動化設(shè)備終端，如分散式I/O、傳感器、驅(qū)動器、 執(zhí)行機構(gòu)、開關(guān)設(shè)備等，所述I/O接口用于與其它不具有遠程通信功能的常規(guī)設(shè)備的I/O接口相連接，所述以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)相連接，所述3G接口用于與3G網(wǎng)絡(luò)通信。進一步，所述操作接口包括IXD/觸摸屏接口，所述顯示模塊通過IXD/觸摸屏接口與核心處理模塊相連接。進一步，所述智能終端還包括報警模塊，所述報警模塊包括報警接口和蜂鳴器，所述報警模塊接收核心處理模塊的指令并報警，所述蜂鳴器通過報警接口接收核心處理模塊發(fā)送的指令。


圖I為本發(fā)明所述智能終端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明具體實施例I所述智能終端的應(yīng)用示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本發(fā)明實施例I所述的一種用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)設(shè)備集成的嵌入式智能終端，包括核心處理模塊I、I/o功能模塊2、通信接口模塊3、顯示模塊5和電源模塊4 ;所述核心處理模塊I控制I/O功能模塊2、顯示模塊5和通信接口模塊3的工作，并接收顯示模塊5傳輸?shù)闹噶詈屯ㄐ沤涌谀K傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述電源模塊4為核心處理模塊I、I/O功能模塊2和顯示模塊5供電；所述核心處理模塊I通過I/O功能模塊2與通信接口模塊3相連接；所述顯示模塊5與核心處理模塊I相連接，并用于顯示核心處理模塊I內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)和接收指令并傳輸至核心處理模塊I。所述通信接口模塊3包括至少一個通信接口 31和至少一個操作接口 32。所述通信接口 31包括至少一個CANbus接口 311、至少一個Profibus接口 312、至少一個RS232/RS485接口 313、至少一個以太網(wǎng)接口 315、至少一個I/O接口 316和至少一個3G接口 314，所述CANbaus接口、Profibus接口、RS232/RS485接口分別連接現(xiàn)場具有 CANbus總線、Profibus總線、RS232/RS485總線通信功能的現(xiàn)場自動化設(shè)備終端，如分散式 I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)、開關(guān)設(shè)備等，用于完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制，所述I/O接口 316用于與其它不具有遠程通信功能的常規(guī)設(shè)備的I/O接口相連接，所述以太網(wǎng)接口 315與以太網(wǎng)相連接，所述3G接口 314用于與3G網(wǎng)絡(luò)通信。所述操作接口 32包括IXD/觸摸屏接口 321，所述顯示模塊通過IXD/觸摸屏接口 321與核心處理模塊I相連接。所述智能終端還包括報警模塊6，所述報警模塊6包括報警接口和蜂鳴器，所述報警模塊6接收核心處理模塊的指令并報警，所述蜂鳴器通過報警接口接收核心處理模塊發(fā)送的指令。 在應(yīng)用上實現(xiàn)環(huán)保監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)感知層設(shè)備以及通過網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層進行交互。嵌入式智能終端可以通過數(shù)據(jù)通信接口(以太網(wǎng)、如RS232/RS485、CANbus、Profibus等)與各種自動化設(shè)備(如PLC、RTU、DTU、變送器等)通過各種協(xié)議進行通信方式的數(shù)據(jù)交互，也可以通過I/O接口與常規(guī)設(shè)備(如開關(guān)、繼電器連接型設(shè)備)交互。既可以一對一的方式接入，也可以把嵌入式智能終端當(dāng)作一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的集中器，連接多個自動化設(shè)備和常規(guī)設(shè)備，然后將數(shù)據(jù)集中或者以透明通道方式轉(zhuǎn)發(fā)到應(yīng)用層，供應(yīng)用層個功能模塊調(diào)用和交互。本發(fā)明實施例I所述的嵌入式智能終端軟件子系統(tǒng)由WinCE嵌入式OS內(nèi)核、 RS232/RS485/CAN/Profibus/以太網(wǎng)等硬件接口與驅(qū)動、I/O驅(qū)動、任務(wù)調(diào)度/時鐘管理 /設(shè)備接口、通信協(xié)議模塊、I/o管理模塊、實時數(shù)據(jù)管理模塊、Web Sever實現(xiàn)、Internet 數(shù)據(jù)訪問與控制、LCD及觸摸屏本地圖形交互模、遠程中心管理與控制集成平臺組成；在 WinCE嵌入式OS內(nèi)核的支持下，RS232/RS485/CAN/Profibus/以太網(wǎng)等硬件接口與驅(qū)動進行與外界相關(guān)智能設(shè)備連接，負責(zé)數(shù)據(jù)流的接收，在任務(wù)調(diào)度/時鐘管理/設(shè)備接口多任務(wù)調(diào)度下，將數(shù)據(jù)流交給通信協(xié)議模塊進行協(xié)議和數(shù)據(jù)的解析，然后存放到實時數(shù)據(jù)管理模塊；并根據(jù)需要，發(fā)送到相應(yīng)的通信端口 ；實現(xiàn)通信的交互功能。同時，I/O驅(qū)動在I/O管理模塊的管理與控制之下，負責(zé)外接常規(guī)開關(guān)、繼電器信號的采集與控制，這些數(shù)據(jù)也是通過實時數(shù)據(jù)管理模塊進行管理；Web Sever實現(xiàn) Internet數(shù)據(jù)訪問與控制、IXD及觸摸屏本地圖形交互模塊、遠程中心管理與控制集成平臺對數(shù)據(jù)的訪問都是通過特定的協(xié)議對實時數(shù)據(jù)管理模塊實現(xiàn)的。如圖2所示，本發(fā)明實施例I所述的用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)設(shè)備集成的嵌入式智能終端能夠自適應(yīng)所接的自動化設(shè)備，可以通過透明數(shù)據(jù)傳輸方式實現(xiàn)感知層自動化設(shè)與應(yīng)用層數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)該智能終端作為透明網(wǎng)關(guān)作用；也可以通過協(xié)議報文解析方式實現(xiàn)感知層自動化設(shè)備與應(yīng)用層數(shù)據(jù)的交互；這種方式的實現(xiàn)，在硬件上設(shè)計了即插即用檢測接口設(shè)備，在軟件上通過一個協(xié)議模塊的輪詢握手機制確定嵌入式智能終端與自動化設(shè)備之間的通信協(xié)議，加上一個實時數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)， 實現(xiàn)該智能終端的數(shù)據(jù)集成功能；這種機制可以實現(xiàn)一個嵌入式智能終端同時掛接多個自動化設(shè)備，并且自動化設(shè)備可以是不同類型、不同種協(xié)議的組合，也就實現(xiàn)了異構(gòu)設(shè)備集成問題。如前所述，本發(fā)明實施例I所述的用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)設(shè)備集成的嵌入式智能終端能夠接收多種物理信道、多種通信協(xié)議，實現(xiàn)與不同廠家、不同類型智能設(shè)備進行交互和訪問；并形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)應(yīng)用層的管理和監(jiān)控、Internet 的模式下遠程交互層、本地LCD顯示與觸摸屏控制的功能，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施例I所述的用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)設(shè)備集成的嵌入式智能終端軟件系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)硬件驅(qū)動層、協(xié)議分析層、數(shù)據(jù)交互層、遠端管理與維護層的分離，除操作系統(tǒng)外，大量代碼可以實現(xiàn)跨平臺移植，便于未來更換操作系統(tǒng)和適應(yīng)新的操作系統(tǒng)的發(fā)展。本發(fā)明實施例I所述的用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)設(shè)備集成的嵌入式智能終端，是針對環(huán)保監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境需求，根據(jù)軟硬件可擴展性、可維修性、軟件跨平臺移植性的思想而設(shè)計出的智能終端。該智能終端使用簡單、操作方便、功能實用， 適合在環(huán)保監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)備自動化現(xiàn)場感知層用作異構(gòu)設(shè)備集成平臺使用。
以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端，其特征在于，包括核心處理模塊、I/o功能模塊、顯示模塊、電源模塊和通信接口模塊； 所述核心處理模塊控制I/o功能模塊、顯示模塊和通信接口模塊的工作，并接收顯示模塊傳輸指令和通信接口模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)； 所述電源模塊為核心處理模塊、I/o功能模塊和顯示模塊供電； 所述核心處理模塊通過I/o功能模塊與通信接口模塊相連接； 所述顯示模塊與核心處理模塊相連接，并用于顯示核心處理模塊內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)和接收指令并傳輸至核心處理模塊。
2.按照權(quán)利要求I所述的智能終端，其特征在于，所述通信接口模塊包括至少一個通信接口和至少一個用于控制通信接口工作的操作接口。
3.按照權(quán)利要求2所述的智能終端，其特征在于，所述通信接口包括至少一個CANbus接口、至少一個Profibus接口、至少一個RS232/RS485接口、至少一個以太網(wǎng)接口、至少一個I/O接口和至少一個3G接口。
4.按照權(quán)利要求2所述的智能終端，其特征在于，所述操作接口包括LCD/觸摸屏接口，所述顯示模塊通過LCD/觸摸屏接口與核心處理模塊相連接。
5.按照權(quán)利要求I至4任一項所述的智能終端，其特征在于，所述智能終端還包括報警模塊，所述報警模塊包括報警接口和蜂鳴器，所述報警模塊接收核心處理模塊的指令并報警，所述蜂鳴器通過報警接口接收核心處理模塊發(fā)送的指令。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種用于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備集成的智能終端，包括核心處理模塊、I/O功能模塊、通信接口模塊、顯示模塊和電源模塊；所述核心處理模塊控制I/O功能模塊、顯示模塊和通信接口模塊的工作，并接收顯示模塊傳輸?shù)闹噶詈屯ㄐ沤涌谀K傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述電源模塊為核心處理模塊、I/O功能模塊、顯示模塊和通信接口模塊供電；所述核心處理模塊通過I/O功能模塊與通信接口模塊相連接；所述顯示模塊與核心處理模塊相連接。本發(fā)明實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關(guān)功能；擴展I/O實現(xiàn)常規(guī)開關(guān)、繼電器型設(shè)備的接入，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點聯(lián)網(wǎng)功能；實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)B/S架構(gòu)的數(shù)據(jù)交互；實現(xiàn)環(huán)保設(shè)施運營服務(wù)中各種智能設(shè)備的一體化集成平臺。
文檔編號H04L12/28GK102624593SQ201210056408
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者于連勇, 劉軍勝, 匡紹龍, 李鐵, 牟素文, 裴思源, 趙劍峰 申請人:煙臺中正新技術(shù)有限公司