[发明专利]一种插件式可热拔插可扩展工业物联网网关

说明书

一种插件式可热拔插可扩展工业物联网网关，包括通讯背板，通讯背板的插接槽口处插接有控制插件和若干个功能插件，每个功能插件均连接有工业设备，通讯背板包括系统供电端和通讯总线，系统供电端通过连接电源管理系统给控制插件和功能插件供电，通讯总线上挂接有若干个功能扩展槽位，通讯总线通过连接位于控制插件上的SOC主控芯片构建SOC主控芯片与功能扩展槽位的数据传输通道。本发明采用通讯背板上连接功能插件的插接结构，功能插件在通讯背板上热拔插，在网关工作时即可对功能插件进行替换或增加新的功能插件，而不影响网关其他功能插件的正常工作，根据不同工业现场情况配置相应的功能插件，满足了工业现场设备变化时的在线接入需求。

技术领域

本发明涉及网络通信设备技术领域，尤其是一种插件式可热拔插可扩展工业物联网网关。

背景技术

网关，又称网间连接器、协议转换器，网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连，网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连，网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备，使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，而物联网网关，在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色，它将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带，作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型的感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。

现有的物联网网关大多直接连接工业设备进行通讯，且实现相应功能的功能模块过于单一，若要对功能模块进行更换时，还需将功能模块在网关机箱中取出，更换不易，且功能模块在升级更新替换时，还要进行断电更换，浪费了网关的部署时间和用户成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过将不同功能插件进行热拔插，实现网关接入功能的动态调整的工业物联网网关。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种插件式可热拔插可扩展工业物联网网关，包括通讯背板，所述通讯背板的插接槽口处插接有控制插件和若干个功能插件，每个所述功能插件均连接有工业设备，进行每一路工业设备的传输通讯；

所述控制插件包括SOC主控芯片，所述SOC主控芯片的供电端连接有电源管理系统，所述电源管理系统和SOC主控芯片连接所述通讯背板，所述SOC主控芯片的通讯端连接对外接口，用于与对外设备或网络的信息交互；

所述通讯背板包括系统供电端和通讯总线，所述系统供电端通过连接所述电源管理系统给所述控制插件和功能插件供电，所述通讯总线上挂接有若干个功能扩展槽位，每个所述功能扩展槽位与每个所述功能插件一一连接，所述通讯总线通过连接所述SOC主控芯片构建SOC主控芯片与功能扩展槽位的数据传输通道；

网关初次部署时，根据用户现场接入设备的接口和协议需求，预先配置好相应的功能插件，并将功能插件插入功能扩展槽位中，功能扩展槽位即可为功能插件供电和构建通讯路径，现场的工业设备根据不同的接口和协议，接在相应的功能插件上，控制插件对各个功能插件进行初始化，然后启动相应的服务程序，网关开始工作，在网关工作过程中，若用户现场设备发生改变，不再需要某一功能插件提供服务，控制插件结束此功能插件对应的服务程序，然后直接拔出此功能插件即可，不会影响其他功能插件的正常工作，若用户现场有新增设备需要接入网关，不需要将网关断电关闭，可以直接将满足新设备接入需求的功能插件插入功能扩展槽位，然后通过控制插件初始化新插入的功能插件，启动相应的服务程序即可，整个过程不影响已经插入的功能插件正常工作，对正在进行的业务流程无影响。

优选的，所述SOC主控芯片连接的对外接口包括通过USB进行通讯的USB接口、连接显示设备的显示接口和用于网络信号传输的网络接口。