一种工业安全网关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种工业安全网关，包括处理器模块、WiFi模块、4G模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块和供电模块，所述WiFi模块、所述4G模块和所述以太网模块均通过串口与所述处理器模块连接，所述串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块与所述处理器模块连接，所述供电模块为所述处理器模块、WiFi模块、4G模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块和数字输出模块供电。本实用新型专利技术组网灵活、扩展性好且成本低。扩展性好且成本低。扩展性好且成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种工业安全网关


[0001]本技术涉及一种网关，特别是一种工业安全网关，属于网络设备


技术介绍

[0002]随着“中国制造2025”概念的提出，制造业正在响应国家建设智能工厂的号召。工厂纷纷踏入智能化升级改造之路，智能化工厂建设涉及到大数据、云计算、网络安全、人工智能、机器学习、认知计算、AR、3D打印、工业物联网、系统集成等
，然而这些技术的应用与稳定的网络数据传输密不可分。稳定的网络是实现智能工厂的基础条件，要保证网络间各设备能够顺利的进行设备交互、远程控制、数据安全，保障各子系统能够正常工作，那就不得不提到在网络中起到跨网传输的工业安全网关设备。工业安全网关在整个智能工厂系统建设中，起到各子系统支撑作用。现今，市场上也出现了各式各样的工业安全网关，这些网关在集成WiFi、4G等网络模块的同时如要求具有更强的扩展性能，则往往需要使用较高性能的处理器，比如ARM Cortex
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A系列处理器，同时必须使用实时操作系统，使得扩展性好组网灵活的工业网关成本较高。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术缺陷，本技术的任务在于提供一种工业安全网关，满足灵活组网及扩展性要求同时保持较低的成本。
[0004]本技术技术方案如下：一种工业安全网关，包括处理器模块、WiFi模块、4G 模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块和供电模块，所述WiFi模块、所述4G模块和所述以太网模块均通过串口与所述处理器模块连接，所述串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块与所述处理器模块连接，所述供电模块为所述处理器模块、WiFi模块、4G模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块和数字输出模块供电。
[0005]进一步地，所述数字输入模块包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端串联第一电阻后与第二电阻并联，所述第一电阻与第二电阻的连接端连接高电平，所述第二电阻与光电耦合器的输入端的连接端为所述数字输入模块的输入端，所述数字输入模块的输入端通过第三电阻接地，所述光电耦合器的输出端连接第四电阻后接入所述处理器模块的输入端口，所述光电耦合器的输出端串联第五电阻和第一发光二极管接地。
[0006]进一步地，所述数字输出模块包括开关型输出电路，所述开关型输出电路包括MOS 管和第一三极管，所述第一三极管的基极连接于所述处理器模块的输出端口，所述第一三极管的发射极接地，所述MOS管的源极通过第五电阻后与栅极并接连接至所述第一三极管的集电极，所述MOS管的漏极构成所述开关型输出电路的输出端，所述MOS 管的漏极与接地间连接电容、第二发光二极管和肖特基二极管的并联电路。
[0007]进一步地，所述数字输出模块包括继电器输出电路，所述继电器输出电路包括继电器和第二三极管，所述第二三极管的基极连接于所述处理器模块的输出端口，所述第二三极管的发射极接地，所述处理器模块的输出端口与接地间连接第三发光二极管，所述第
二三极管的集电极用于控制所述继电器的线圈。
[0008]进一步地，所述WiFi模块包括USR
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C322模块，所述USR
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C322模块的重新加载端口通过第一开关控制，所述USR
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C322模块的重置端口由所述处理器模块控制。
[0009]进一步地，所述以太网模块包括USR
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K5超级网口模块，所述USR
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K5超级网口模块的重新加载端口通过第二开关控制，所述USR
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K5超级网口模块的重置端口由所述处理器模块控制。
[0010]进一步地，所述4G模块包括WH
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GM5模块，所述WH
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GM5模块的SIM卡端口与接地之间设有静电保护管，所述WH
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GM5模块的重新加载端口通过第三开关控制，所述WH
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GM5模块的重置端口由所述处理器模块控制。
[0011]进一步地，所述处理器模块设有Flash电路和SDRAM电路，使得本专利技术网关配置高性能处理器时同样可以运行实时操作系统。
[0012]本技术与现有技术相比的优点在于：
[0013]采用串口方式连接的各种通讯模块，可仅使用较低性能的处理器制造，成本较低。提供丰富外设接口，提供灵活的现场设备连接方式，满足不同终端的联网和数据采集需求，为物联网边缘节点提供数据采集、存储、边缘计算、平台接入。
附图说明
[0014]图1为实施例的工业安全网关模块结构示意图。
[0015]图2为供电电路结构示意图。
[0016]图3为处理器模块电路结构示意图。
[0017]图4为以太网模块电路结构示意图。
[0018]图5为WiFi模块电路结构示意图。
[0019]图6为4G模块电路结构示意图。
[0020]图7为RS485模块电路结构示意图。
[0021]图8为RS232模块电路结构示意图。
[0022]图9为数字输入模块电路结构示意图。
[0023]图10为继电器输出电路结构示意图。
[0024]图11为继电器输出电路结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例对本技术作进一步说明，但不作为对本技术的限定。
[0026]实施例，请结合图1所示，本实施例涉及的工业安全网关包括处理器模块1、Flash 2、SDRAM 3、WiFi模块4、4G模块5、以太网模块6、串口通讯模块7、数字输入模块8、数字输出模块9和供电模块10，串口通讯模块7包括RS485模块71和RS232模块72，其中WiFi模块4、4G模块5、以太网模块6均通过串口与处理器模块1连接，串口通讯模块7、数字输入模块8、数字输出模块9与处理器模块1相应端口连接，供电模块10为前述各模块供电。
[0027]具体的请结合图2所示，供电模块10电路中DC1与P1是工业安全网关的电源输入接口，分别采用音叉DC
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2.5接口和穿墙式插拔连接器，便于网关供电。其中 D1，D2，F1，Z1组成工业安全网关电源防护电路，让网关具有过流、过压、短路、反接保护功能；L1，
C1，C2，C3，L2是电源的滤波电路，让电压稳定输出；R1，LD1 组成网关电源指示灯，便于观察网关是否通电；C4，C5，C6，R2，R3，C10，C11， R6，C12，U2，C7，D3，L3，C8，C9，R4，R5组成了由输入电压至3.3V的稳压电路，电路设计时充分考虑负载功耗，输出载流可达3A，其中D3肖特基二极管是3.3V电源过压防护电路，保护3.3V负载正常工作；C13，C14，C15，R7，R8，C19，C20，C21， R11，U2，C16，L4，D4，C17，C18，R9，R10组成了由输入电压至3.8V的稳压电路，电路设计时充分考虑负载功耗，输出载流可达3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业安全网关，其特征在于，包括处理器模块、WiFi模块、4G模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块和供电模块，所述WiFi模块、所述4G模块和所述以太网模块均通过串口与所述处理器模块连接，所述串口通讯模块、数字输入模块、数字输出模块与所述处理器模块连接，所述供电模块为所述处理器模块、WiFi模块、4G模块、以太网模块、串口通讯模块、数字输入模块和数字输出模块供电。2.根据权利要求1所述的工业安全网关，其特征在于，所述数字输入模块包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端串联第一电阻后与第二电阻并联，所述第一电阻与第二电阻的连接端连接高电平，所述第二电阻与光电耦合器的输入端的连接端为所述数字输入模块的输入端，所述数字输入模块的输入端通过第三电阻接地，所述光电耦合器的输出端连接第四电阻后接入所述处理器模块的输入端口，所述光电耦合器的输出端串联第五电阻和第一发光二极管接地。3.根据权利要求1所述的工业安全网关，其特征在于，所述数字输出模块包括开关型输出电路，所述开关型输出电路包括MOS管和第一三极管，所述第一三极管的基极连接于所述处理器模块的输出端口，所述第一三极管的发射极接地，所述MOS管的源极通过第五电阻后与栅极并接连接至所述第一三极管的集电极，所述MOS管的漏极构成所述开关型输出电路的输出端，所述MOS管的漏极与接地间连接电容、第二发光二极管和肖特基二极管的并联电路。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，胡鹏路，王玉青，徐帆，华奕昕，常佳丽，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：