[实用新型]基于NB‑IoT的物联网多功能网关

权利要求书

1.一种基于NB-IoT的物联网多功能网关，其特征在于，所述网关包括：接口模块、转换模块、主控模块、NB-IoT模组；

所述接口模块，提供与无线或者有线传感网络的通讯模块接口；所述接口模块包括：485接口板、232接口板、CAN接口板、以太网接口、USB接口中的一个或多个以及指示灯模块，所述485接口板设置有485通道接口用来连接485网络，所述232接口板设置有232通道接口用来连接232网络，所述CAN接口板设置有CAN通道接口用来连接CAN网络，所述以太网接口用来与以太网通信，所述USB接口用来连接USB网络，所述485接口板或232接口板分别可用来连接Zigbee网络、Bluetooth网络、Wi-Fi网络；所述接口模块通过接口电路与转换模块相连，在连接不同网络的同时也用来完成接口保护；

所述转换模块，实现接口模块和主控模块的电平匹配与转换；所述转换模块包括：总线电平转换电路、串口扩展电路和时钟电路；所述转换模块通过总线电平转换电路与主控模块相连，用于拓展主控模块的串口并完成串口与各个总线的电平转换；

所述主控模块，通过微处理器提供各通讯网络的协议适配、协议转换、数据处理；所述主控模块是以所述微处理器为核心部件，还包括电源模块、数据存储模块和接口电路；

所述NB-IoT模组，通过运营商基站接入通信网络与服务器通信；所述NB-IoT模组为工作在授权频谱下，支持3GPP通讯协议的物联网通讯模组；所述NB-IoT模组包含SIM控制电路、RTC控制电路、电源供电电路；

所述网关以所述微处理器为核心部件，所述微处理器和多个标准可扩展接口相连接，可以连接一个或多个通讯网络；所述微处理器以总线的方式通过总线电平转换电路与各接口相连接；所述微处理器通过接口完成对数据的接收或者发送，所述微处理器根据接收到的数据的不同，对数据进行解析和封装，在主控模块中完成目标通讯网络通信协议的封装后，将封装完成的数据从NB-IoT模组通过移动运营商基站与服务器进行通讯或传送至其他目标网络；

所述接口模块接入的多个通讯模块与所述NB-IoT模组在所述微处理器的控制下组成内部通讯网络；所述内部通讯网络以所述微处理器为核心，所述通讯模块在所述微处理器控制下，可独立与NB-IoT模组双向通信；所述多个通讯模块在所述微处理器的控制下，也可以相互进行通讯。

2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物联网多功能网关，其特征在于，所述接口模块中各个接口均可基于总线接口进行扩展，连接所述通讯模块；所述通讯模块之间通过所述内部通讯网络构成网状网络，所述网状网络是基于总线的令牌环网络，在物理结构上为总线结构，在逻辑上为环状；根据当前的接口连接总线，提供多个总线接口，其中一个接口连接一个控制器作为该令牌总线网络的主站，其余每一个接口连接外接网络的一个汇聚节点作为主机控制该多跳自组网，同时也作为该令牌总线网络的一个从站；在所述主站中定义通讯协议，控制网络的通讯和数据的收发，并将数据通过接口发送至网关内的总线控制器，完成协议的解析，在网关的应用层再次对数据进行目标协议的封装，传送至目标端口。

3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物联网多功能网关，其特征在于，所述网关提供多种标准接口，可连接包括Zigbee、WiFi、Bluetooth、LoRa无线传感网络，以及PLC、RS485、RS232、CAN工业网络中的任意一个及以上的网络，将所述网络中的数据通过NB-IoT模组发送至服务器。

4.根据权利要求2所述的基于NB-IoT的物联网多功能网关，其特征在于，所述网关中的接口连接的自组网为多跳网络，接口上连接的为所述自组网的唯一的一个网络汇聚节点，定义为主机，其他为从机；所述主机为网络中的每台从机分配一个字节的地址标识符，并对设备的加入和退出进行管理；在通讯过程中所述从机向所述主机发送数据，所述主机将数据通过接口发送至所述网关内部；所述网关接口连接的LoRa网络可与所述网关中的无线射频芯片形成多信道的星型网络，接收各个节点发送的消息发送至网关内部对数据进行处理。

5.根据权利要求1所述的基于NB-IoT的物联网多功能网关，其特征在于， 所述主控模块搭载集成多种总线接口、低功耗STM32F系列单片机作为嵌入式处理器，通过串口连接NB-IoT模组。