【技术实现步骤摘要】
一种物联网网关
[0001]本专利技术涉及物联网
，尤其涉及一种物联网网关。
技术介绍
[0002]物联网(Internet of Things)简称iot，物联网是以互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网的应用领域主要包括智能工厂、智能家居、运输和物流领域等，在采用物联网技术将各种物联网设备连接在一起时，需要使用物联网网关。现在一些的生产型企业，正经历一轮产线化、自动化、精益化的技术改造过程。原先广泛依赖人工操作的生产方式，一方面无法满足上游整机厂商的的标准要求，另一方面厂内生产组织的效益也达到了瓶颈。基于此，越来越多相关的硬件产品(如测量仪表等)、工业应用类软件(如MES/PMP/看板等)开始得到广泛的应用。如何方便、灵活、安全、可靠的打通这些五花八门的硬件、软件所形成的信息孤岛，成为当下必须要解决的难题。
[0003]目前，在加工车间里，操作工人需要对产线中的设备，包括数控机床、现场传感器数据等设备的实时监控，以确保生产的稳定性。但是在传统设备当中，因设备无法联网不能够将机器加工数据、状态数据以及现场传感器等数据发送到后台进行监控，导致需要人工对设备进行巡视，检查设备工作状况。大多数加工车间没有预留网络数据接口，若设备数据上云端需要铺设通讯线缆，同时工厂需要提供网络服务，导致传统方式数据上云端改造复杂。同时机床数控系统在进行加工时，部分内部数据涉及到加工安全性问题，导致数控系统无法将全部数据接口开放给第三方，第三方无法准确获得机床加工信息。>[0004]目前产线上的设备类型繁多、厂商型号各异，各类设备通信协议互不相通，目前常用的设备包括：机床CNC、机器人、通用控制器、PLC可编程逻辑控制器、工业相机、环境传感器等。经常使用的协议包括串口字符流、modbus rtu、modbus tcp、ftp、以及各种厂商专有协议如focas2、profinet、s7等。这些设备中，很多同类设备的开放协议接口并未统一，如CNC、机器人等。其常用的二次开发接口，如状态信息、程序文件、PLC可编程逻辑控制器寄存器读写等，无法通过统一的接口进行开发。以上多种原因造成上层工业现场软件为了支持不同设备，需要购置各类适配硬件、并配置对应的协议解析器。这对二次开发、安装部署、运维调试提出很高的要求，容易造成后续的调试、返修等较高的人力/物力成本。
技术实现思路
[0005]为解决现在技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种物联网网关，可以提供统一的开放协议接口，与不同的南向设备进行数据交互，便于实现远程设备数据监控，简化了工业类现场软件产品的二次开发和集成工作。
[0006]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种物联网网关，包括处理器单元、电源单元、加密单元、有线通信单元、无线网络单元，电源单元、加密单元、有线通信单元、无线网络单元均与处理器单元电连接；南向设备
与有线通信单元连接，北向设备与有线通信单元或无线网络单元连接；
[0008]加密单元，用于对南向设备进行授权配置信息的加密存储和校验，对内部协议转换SDK工具包进行硬件绑定校验启动，对北向数据进行加密传输；
[0009]处理器单元，用于给接入网关的南向设备匹配相应的协议，与南向设备进行数据交互，对南向设备的数据进行实时采集，通过对内部协议转换SDK工具包将南向设备的协议转换为HTTP协议封装；根北向设备的请求调用，通HTTP协议封装与北向设备进行数据交互；通过无线网络单元将南向设备的数据发送到云平台；
[0010]电源单元，用于为加密单元、有线通信单元、无线网络单元、处理器单元供电。
[0011]进一步地，所述处理器单元，还用于对南向设备上进行程序上传和下载，把南向设备上的程序下载到本地PC电脑，当用南向设备上的程序编辑更新后，处理单元将更新后的程序上传到南向设备。
[0012]具体地，所述无线网络单元包括4G电路单元和WIFI电路单元，4G电路单元与处理器单元通连接，处理器通过4G电路单元将南向设备的数据发送到云平台；
[0013]WIFI电路单元与处理器单元通连接，当4G电路单元无法通信，处理器通过WIFI电路单元将南向设备的数据发送到云平台。
[0014]具体地，所述有线通信单元包括串口单元和网口单元，所述串口单元包括RS485通讯电路单元、RS232通讯电路单元，所述网口单元包括有线网LAN\WAN接口单元。
[0015]具体地，所述对南向设备进行授权配置信息的加密存储和校验，对内部协议转换SDK工具包进行硬件绑定校验启动，对北向数据进行加密传输，包括：
[0016]通过加密单元的驱动接口从处理器单元读取南向设备的硬件配置信息，加密单元中存储有授权绑定的南向设备的硬件配置信息，将从加密单元读取的硬件配置信息与从南向设备读取的硬件配置信息进行比较，当二者的硬件配置信息不匹配时，不运行内部协议转换SDK工具包；当二者的硬件配置信息完全匹配时，运行内部协议转换SDK工具包；
[0017]加密单元包括信安密码安全模块，使用国密SSL加密体系对HTTP协议封装进行加密传输。
[0018]具体地，所述给接入网关的南向设备匹配相应的协议，与南向设备进行数据交互，对南向设备的数据进行实时采集，包括步骤：
[0019]南向设备通过南向接口接入物联网网关后，处理器单元通过南向通信层获取南向设备的接口协议，匹配相应的南向协议与南向设备进行协议交互；
[0020]配置接入的南向设备的硬件设备的IP地址信息，建立南向设备和物联网网关的通信，实时采集南向设备的数据。
[0021]具体地，所述实时采集南向设备的数据包括采集机床CNC的数据项和机器人的数据项，采集和修改PLC可编程逻辑控制器的数据，将采集到的数据通过无线网络单元、网口单元推送数据到云平台；其中，机床CNC的数据项包括：运行状态、工作方式、轴坐标、切削速度、主轴转速、速度倍率、切削时间、当天生产件数统计数据、当天机床开工率统计数据；机器人的数据项包括：关节坐标、直角坐标、运行状态、当天机床开工率统计数据。
[0022]具体地，所述通过对内部协议转换SDK工具包将南向设备的协议转换为HTTP协议封装，包括步骤：
[0023]处理单元的南向协议层通过南向通信层获取南向设备的接口协议之后进行匹配
相应协议，匹配相应协议后通过开放协议层转换为封装后的HTTP协议；
[0024]封装后的HTTP协议以API接口给APP应用调用，APP应用通过GET方法请求数据。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0026]本专利技术提供一种物联网网关，通过处理器单元给接入网关的南向设备匹配相应的协议，与南向设备进行数据交互，通过对内部协议转换SDK工具包将南向设备的协议转换为HTTP协议封装，提供统一的开放协议接口，该开放协议接口默认支持主流的二次开发接口，包括以太网、WIFI、4G；可以对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物联网网关，其特征在于，包括处理器单元、电源单元、加密单元、有线通信单元、无线网络单元，电源单元、加密单元、有线通信单元、无线网络单元均与处理器单元电连接；南向设备与有线通信单元连接，北向设备与有线通信单元或无线网络单元连接；加密单元，用于对南向设备进行授权配置信息的加密存储和校验，对内部协议转换SDK工具包进行硬件绑定校验启动，对北向数据进行加密传输；处理器单元，用于给接入网关的南向设备匹配相应的协议，与南向设备进行数据交互，对南向设备的数据进行实时采集，通过对内部协议转换SDK工具包将南向设备的协议转换为HTTP协议封装；根北向设备的请求调用，通HTTP协议封装与北向设备进行数据交互；通过无线网络单元将南向设备的数据发送到云平台；电源单元，用于为加密单元、有线通信单元、无线网络单元、处理器单元供电。2.根据权利要求1所述的一种联网网关，其特征在于，所述处理器单元，还用于对南向设备上进行程序上传和下载，把南向设备上的程序下载到本地PC电脑，当用南向设备上的程序编辑更新后，处理单元将更新后的程序上传到南向设备。3.根据权利要求1所述的一种联网网关，其特征在于，所述无线网络单元包括4G电路单元和WIFI电路单元，4G电路单元与处理器单元通连接，处理器通过4G电路单元将南向设备的数据发送到云平台；WIFI电路单元与处理器单元通连接，当4G电路单元无法通信，处理器通过WIFI电路单元将南向设备的数据发送到云平台。4.根据权利要求1所述的一种联网网关，其特征在于，所述有线通信单元包括串口单元和网口单元，所述串口单元包括RS485通讯电路单元、RS232通讯电路单元，所述网口单元包括有线网LAN\WAN接口单元。5.根据权利要求1所述的一种联网网关，其特征在于，所述南向设备包括：机床CNC、机器人、可编程逻辑控制器PLC、测量仪、传感器。6.根据权利要求1所述的一种联网网关，其特征在于，所述对南向设备进行授权配置信息的加密存储和校验，对内部协议转换SDK工具包进行硬件绑定校验启动，对北向数据进行加密传输，包括：通过加密单元的驱动接口从处理器单元读取南向设备的硬件配置信息，...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋师，徐新悦，蒋旭辉，郭杜良，邱坤，林沛宜，刘子兴，
申请(专利权)人：广州数控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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