低功率网关制造技术

本发明专利技术涉及用于转发传感器数据的网关(405)，网关(405)包括：第一通信模块(101)，其被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传感器数据；处理器(704)，其连接到所述第一通信模块(101)并被配置为用于收集和临时存储所述传感器数据并用于执行描绘通信协议的程序；第二通信模块(104)，其连接到所述处理器(704)，并被配置为用于发送所收集和临时存储的所述传感器数据，其中，所述处理器(704)被配置为用于接通所述第二通信模块以发送所收集的所述数据并在发送所收集的所述数据之后关断所述第二通信模块。

【技术实现步骤摘要】
低功率网关
本专利技术涉及接收和转发传感器数据的低功率网关以及用于转发传感器数据的方法。
技术介绍
网关用于数据的接收和转发，其中，用于接收和发送的通信协议可以不同。在此，例如，数据源可以是本地计算机或传感器，并且数据接收器可以是远程计算机(例如，通过因特网或移动网络与网关连接的服务器)。接口在两侧可以是有线的或无线的。用于操作网关的能量通常从电网获得，因此无论任何无线接口，灵活性仍不令人满意。可替代地，网关也可以利用电池来操作，然而，由于网关的通常功耗，因此需要频繁更换或对电池充电，由此降低经济性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供既灵活又经济的网关及方法。该目的通过独立权利要求的主题实现。有利的实施例是从属权利要求、下述说明书以及附图的内容。根据第一方面，提出一种用于转发传感器数据的网关，所述网关包括第一通信模块、处理器和第二通信模块。第一通信模块被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传感器数据。处理器连接到第一通信模块，并被配置为用于收集和临时存储传感器数据，并且用于执行描绘通信协议的程序。第二通信模块连接到处理器，并被配置为用于发送所收集和临时存储的传感器数据。此外，处理器还被配置为用于接通第二通信模块以发送所收集的数据，并用于在发送所收集的数据之后关断第二通信模块。由此，提供了一种接收并收集或临时存储数据并仅在收集之后转发数据的网关。通信模块被配置为用于分别根据通信协议进行发送和接收；就硬件而言，这意味着要提供相应的发送和接收频率和调制类型以及由处理器接收的应用数据(例如传感器数据和诸如标头等管理数据)，以减小载波调制或在相反方向上的解调，然后将其传递给处理器以进行解码和进一步处理。例如，处理器可以以已知的方式同时执行多个程序，从而可以同时处理至少两个通信协议。此外，网关可以包括一个或多个用于临时存储数据并存储程序的存储器。也可以使用两个或多个处理器，然而这提高了功耗。通信模块被配置为用于支持相同或不同的通信协议。有利地，支持近程协议以接收传感器数据，并且支持适于远程的协议以发送所收集的数据。在此，协议可以是根据通信标准的协议，但也可以是专有协议。处理器通过将传感器数据临时存储在存储器中来收集由第一通信模块根据第一通信协议收集的传感器数据。同时，第二通信模块关断并且可以例如再次接通电源电压。在此，“关断”也被理解为可以停用第二通信模块的一部分，使得第二通信模块处于节能模式、休眠模式或睡眠模式，并在任何时候可以通过命令被再次唤醒。例如，其他硬件组件可以位于处理器和通信模块之间，以调节电流和电压。一旦处理器收集了足够的数据或者在一个特定的时间间隔之后，处理器准备要传输的传感器数据，例如，处理器将传感器数据编码成根据第二通信协议的格式，接通第二通信模块以发送所收集的传感器数据，并将数据转发给第二通信模块，第二通信模块最终将数据物理地发送到移动系统的基站。根据一实施例，网关包括控制单元，并且处理器连接到控制单元，或者处理器是控制单元的一部分。例如，处理器的接通和关断信号可以仅到达控制单元，控制单元随后提供物理信号，以接通或关断通信模块。因此，通过处理器“接通”或“关断”通信模块也理解为使用这种可能存在的控制单元。根据一实施例，第一通信模块被永久地接通，使得其可以连续地接收传感器数据。可以以独立于传感器数据的接收的方式进行传感器数据的发送，使得可以同时或在接收中断时发送传感器数据。当同时发送并接收传感器数据时，可以在发送所收集的数据同时已经收集新的传感器数据。根据另一实施例，处理器被配置为用于在接收至少一个传感器数据源的传感器数据之前接通第一通信模块并且在接收传感器数据之后关断第一通信模块。由此，在例如接收定时以及传感器数据源(例如，测量单元的通信装置)同步的情况，仅在传感器数据源发送传感器数据时接收。例如，第一通信模块可以接通并且在发送一个测量周期的所有传感器数据源数据之前一直保持接通，或者第一通信模块可以针对每个传感器单独接通和关断，以从传感器数据源接收数据记录。根据一实施例，网关还包括时间模块，所述时间模块被配置为用于在接通第一通信模块之前接通处理器，并在关断第一通信模块或第二通信模块之后关断处理器。特别地，根据一实施例，处理器被配置为用于基于时间模块的时间信号根据可配置的时间顺序接通和关断第二通信模块和/或第一通信模块。在此，“处理器的关断或接通”理解为处理器例如完全地通过电源电压关断，或者停用处理器的一部分，并且可以通过例如信号线上的电压状态来控制停用或激活。在一情景中，例如，时间模块可以包括信号线，该信号线适合于提供处理器的电源。一旦为处理器供电，处理器就可以初始化或启动并执行通信处理和传感器数据的收集。时间模块也可以将信号发送到处于节能模式或休眠模式并通过唤醒信号或唤醒命令再次完全接通的处理器。根据另一实施例，时间模块被配置为用于将至少一个传感器数据源与时间模块同步，并确定传感器数据源的发送间隔。时间模块可以承担其他任务，例如时间控制通信模块的接通或关断的定时以及与传感器数据源的同步。例如，关于同步，测量设备(即具有通讯单元的传感器)通过NFC或另一无线或有线接口登录到网关，并在此过程中与网关同步。对此，例如，时间模块可以包括实时时钟、计时器、逻辑电路和/或简单处理器，并且也可以包括多个信号输出线，以例如单独接通或关断接收器模块、处理器和发送器模块。此外，通过已知的同步技术，例如利用来自卫星导航或时间发射器(例如DCF77)的信号，能够实现传感器数据源与网关的同步。例如，可以以由时间模块监测的固定时间间隔进行同步或重新同步。例如，关于通信模块的接通或关断的定时，处理器可以向时间模块询问计时器是否过期。原则上，计时器也可以在处理器中实现，并且时间模块提供时间基准(例如处理器的时钟，并因此处理器中的计时器)。然而，在处理器外部也需要计时器(例如在时间模块内)，以例如在预定时间点接通已关断的处理器。根据一实施例，网关包括集成的能量存储器，并且网关由集成的能量存储器供电以用于其操作。例如，集成的能量存储器可以是电池或蓄电器。由于此处所述的构造，能量需求很少，以致于不需要外部能源。特别地，可以省略有线电源，由此可以在现场非常灵活地设置网关。根据一实施例，网关从环境中获取其能量或部分能量，例如借助太阳能模块通过阳光获得，其中，获得的电能可以再次存储在电池或蓄电器中。此外，与电源连接相比，电池的使用减少了提供所需的低压操作电压所需的电路。根据一实施例，处理器被配置为用于根据蓝牙LE、远程广域网(LoRa：LongRangeWideAreaNetwork)、SymphonyLink、Weightless、Wi-FiHaLow(WLAN标准802.11ah)、数字增强无绳通信超低能耗(DectULE：DigitalEnhancedCordlessTelecommunicationsUltraLowEnergy)、M-BusWireless、WirelessHART或Mioty中的一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于传感器数据转发的网关(405)，包括：/n第一通信模块(101)，其被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传感器数据；/n处理器(704)，其连接到所述第一通信模块(101)，并且被配置为用于收集和临时存储所述传感器数据；/n第二通信模块(104)，其连接到所述处理器(104)，并且被配置为用于发送所收集和临时存储的所述传感器数据，/n其中，所述处理器(704)被配置为用于接通所述第二通信模块以发送所收集的所述数据，并且用于在发送所收集的所述数据之后关断所述第二通信模块。/n

【技术特征摘要】
20190204 EP 19155311.41.一种用于传感器数据转发的网关(405)，包括：
第一通信模块(101)，其被配置为用于从至少一个传感器数据源接收传感器数据；
处理器(704)，其连接到所述第一通信模块(101)，并且被配置为用于收集和临时存储所述传感器数据；
第二通信模块(104)，其连接到所述处理器(104)，并且被配置为用于发送所收集和临时存储的所述传感器数据，
其中，所述处理器(704)被配置为用于接通所述第二通信模块以发送所收集的所述数据，并且用于在发送所收集的所述数据之后关断所述第二通信模块。


2.根据权利要求1所述的网关(405)，其中，所述第一通信模块被永久地接通。


3.根据权利要求1所述的网关(405)，其中，所述处理器(704)被进一步配置为用于在接收所述至少一个传感器数据源的所述传感器数据之前接通所述第一通信模块(705)并且在接收所述传感器数据之后关断所述第一通信模块。


4.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述网关(405)还包括时间模块，所述时间模块被配置为用于在接通所述第一通信模块(705)之前接通所述处理器(704)并且在关断所述第一通信模块(705)或所述第二通信模块(707)之后关断所述处理器。


5.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述网关(405)包括集成的能量存储器(709)，并且所述网关(405)由所述集成的能量存储器(709)供电以用于其操作。


6.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述处理器(704)被配置为用于根据蓝牙LE、LoRa、SymphonyLink、Weightless、Wi-FiHaLow、DectULE、M-BusWireless、WirelessHART或Mioty中的一个或多个网络协议来操作所述第一通信模块(705)，并且其中，所述处理器(704)被配置为用于根据1G、2G、3G、4G、5G、Sigfox、Waviot、RPMA、NB-IOT、LTE-M或CAT-M1中的一个或多个通信标准来操作所述第二通信模块(707)。


7.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述处理器(704)被配置为用于基于所述时间模块(703)的时间信号根据可配置的时间顺序来接通和关断所述第二通信模块(707)和/或所述第一通信模块(705)。


8.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述时间模块(703)被配置为用于将所述至少一个传感器数据源与所述时间模块(703)同步，并且用于确定所述传感器数据源的发送间隔。


9.根据前述任一项权利要求所述的网关(405)，其中，所述网关(405)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·韦勒，约尔格·布尔斯格，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE