[实用新型]一种基于MQTT通信协议的GPRS无线数据中转网关

说明书

本实用新型提供一种基于MQTT通信协议的GPRS无线数据中转网关，包括市电输入电路经5V转换电路、3.3V转换电路连接主控单片机，主控单片机分别连接2.4G无线模块、485接口电路、GPRS模块、Rj‑45网络接口和人机交互模块；5V转换电路与4V转换电路、GPRS模块、GPRS外置天线依次连接。本实用新型有益效果是：能够实现将本地数据上传到指定网络平台的功能，达到“数据上云”目的，为后续大数据分析提供链路通道；输入接口支持连接本地设备，输出接口支持连接Internet网络；一台无线数据中转网关，可以同时将接入的多台Modbus设备和多台兼容433M或2.4G的无线传感器内部的数据采集。

技术领域

本实用新型涉及一种基于MQTT通信协议的GPRS无线数据中转网关，此实用新型适用于铁路信号设备、工控设备的互联网接入，以及传统433M、2.4G低功耗传感器设备的数据汇总上云平台的物联网落地应用领域。

背景技术

随着社会的发展、科技的进步，人工智能、机器学习等逐步从概念词语变成了实际应用。这些技术能够将现实中的物理设备转换为数学模型，通过对原始数据的积累和模型的较调可以对物理设备的工作状态进行趋势预测甚至于寿命预估。毋庸置疑的是这些技术的变现绝对会极大的降低人工成本，同时提高生产力和安全性。针对铁路上用信号等敏感电子设备及其他执行设备也能在危险发生前提前预测，减少危险的发生和修复设备的时间成本。

而要实现上述对电子设备的实时监控和健康管理的必不可少的一大前提是数据的积累，而“数据积累”就需要一款能够将本地设备的工作状态及数据上传到云服务器当中，但传统铁路、工业电子设备一般采用Modbus等有线或433M、2.G无线本地通信协议，没有接入互联网的功能。针对上述情况，本实用新型应运而生。

实用新型内容

针对现有技术中传统铁路、工业等电子设备及低功耗的无线传感器设备只能在本地通信，无法接入互联网的问题，本实用新型提供一种基于MQTT通信协议的GPRS无线数据中转网关，网关主要完成的功能是将本地的遵循Modbus协议的数据和无线传感器的数据打包为网络数据帧按照MQTT协议传输到网络云平台，实现数据上云。

所述数据中转网关包括220V市电输入电路、5V转换电路、3.3V转换电路、4V转换电路、433M、2.4G无线模块、485接口电路、主控单片机、GPRS模块、Rj-45网络接口、人机交互模块、GPRS外置天线。

所述数据中转网关支持接入多路433M或2.4G无线传感器，同时还可以接入多个支持Modbus的子设备。数据中转网关捕获控制无线传感器发出的数据，定时采集Modbus子设备的数据，将这些数据重新打包为网络数据包。

所述数据中转网关可以支持Rj-45插入网线接入公网，还可以通过GPRS方式接入公网。使用GPRS入网的优势在于可以在没有宽带接入的区域进行数据上传。

所述数据中转网关中的人机交互模块包括五个按键和一块LCD显示屏，用户可配置接入子设备的地址、频率等各项系统参数。同时LCD屏还可以实时显示网关的工作状态。

所述数据中转网关在经过配置后可以直接连接云服务器，通过MQTT协议将存在本机的数据发布到云服务中，同时还可订阅某些关注数据，并将从云服务器中收到的数据转发给Modbus子设备。

所述数据中转网关的GPRS模块支持更换SIM卡，用户可以根据不同地区选择优惠的网络运营商。

本实用新型的有益效果是：

1.支持多路433M、2.4G无线传感器接入，支持多路Modbus子设备接入。

2.支持GPRS和有线两种方式接入互联网。

3.能够将采集到的无线数据和Modbus数据打包为网络数据包，通过MQTT协议发送到网络云平台中。