[发明专利]一种多链路物联网网关及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及物联网网关技术领域，具体的说，涉及一种多链路物联网网关及其工作方法。

背景技术

物联网是一门新兴的技术领域，旨在将传感器和设备联入互联网中，实现人与物、物与物之间的信息交流。

现有技术中，探测器结点与网关独立设置并由线路连接通信，散乱的分布会影响使用和维护不便，还会增加耗电，尤其对于野外的探测点来说，电能难以随时提供，使得每个探测点的设备必须尽可能地减少消耗。

同时，在野外环境下，信号的分布远远达不到每个点都能全面覆盖，因此一些没有网络信号的地方不能完成数据的实时采集后上传，但这些地方往往是最需要检测和掌控的，缺少对这些区域的实时数据，对森林火灾等探测必然得不到满意的效果。

现有技术的缺点：探测器与网关分开设置，功耗高；没有信号分布的地点不能实时传输数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种多链路物联网网关及其工作方法，将数据采集和网关功能集成于一体，且工作实行周期休眠以降低功耗，并可以在一些难以接入网络的地点使网关把数据转由一定距离内可以接入网络的其他网关进行传输。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种多链路物联网网关，集成在同一网关内的有通信单元、数据采集单元、电源管理单元和MCU主控单元；

所述通信单元用于建立信号网络及传输数据，所述通信单元包括NB-IoT通信模组和Sub-1G通信模组，其中，NB-IoT为基于蜂窝的窄带物联网，Sub-1G为频率低于1GHz的无线通信信号；

所述数据采集单元用于探测和采集场景数据，并传输数据至MCU主控单元进行通信；

所述电源管理单元为网关提供电能；

所述MCU主控单元负责所述多链路物联网网关的数据处理、入网传输，并控制不同接入网络方式的切换，以及根据电能输出功率进行动态规划工作周期和控制功耗；

所述MCU主控单元分别经对应的协议通道与通信单元的NB-IoT通信模组和Sub-1G通信模组进行通信，所述MCU主控单元分别与数据采集单元和电源管理双向连接。

通过上述设计，网关集成了数据采集功能和数据通信功能，且MCU主控单元可以选择NB-IoT通信模组接入NB-IoT网络进行数据传输，也可在不能接入NB-IoT网络时选择Sub-1G通信模组接入一定距离内多个网关所建立的区域网络，将数据转发给其他地点能够接入NB-IoT网络的网关进行数据的转传，这样能使网关的应用场景更多，包括营运商信号不通畅的野外环境中。

进一步描述，所述电源管理单元为太阳能电源管理单元；

所述太阳能电源管理单元用于转换太阳能供电，并根据太阳能输出功率动态调节参数和分配能量。

通过上述设计，野外环境的太阳能可由太阳能电源管理单元收集并转换供电，进一步降低网关对充电的需求。

更进一步描述，所述通信单元还包括蓝牙通信模组；

所述蓝牙通信模组经蓝牙通信协议通道与MCU主控单元进行蓝牙通信。

通过上述设计，MCU还可经蓝牙通信模组进行数据传输，使任意可以收发蓝牙信号的设备与网关进行通信。

更进一步描述，NB-IoT的组件网络为电信运营商所提供的网络通道，Sub-1G的组件网络为1-3km范围内的至少2个多链路物联网网关所搭建的信号通道。

更进一步描述，所述Sub-1G为频率为430MHz的数据通信信号。

更进一步描述，所述Sub-1G通信模组包括Sub-1G无线数据芯片、开关转换芯片U2、天线；

所述Sub-1G无线数据芯片的串行输出脚SDO连接MCU的sub输入脚B9/2.7，Sub-1G无线数据芯片的串行输入脚SDI连接MCU的sub输出脚B7/2.4，Sub-1G无线数据芯片的串行时钟脚SCLK连接MCU的时钟脚B8/2.6，所述Sub-1G无线数据芯片的第一电源脚VDD-dig连接电源VCC，Sub-1G无线数据芯片的第二接地脚NC2接地，所述Sub-1G无线数据芯片的电源脚VDD与第二接地脚NC2之间连接有第一电容C1；