[发明专利]一种具有物联功能的仪表接口系统

说明书

本发明公开了一种具有物联功能的仪表接口系统，包括低功耗微控制器以及与低功耗微控制器相连的NB‑IoT模块、升级模块和仪表接口模块，仪表接口模块包括0～24V电压接口、4～20mA电流接口、0～100kHz频率接口、10us以上脉冲接口、USB/UART接口、RS485接口、RS422接口、SPI接口、I²C接口、RS232接口、0～100kΩ电阻接口和开关量接口，低功耗微控制器接收各仪表接口的数据，并通过轻量级数据加密算法对接收数据进行实时加密。本发明使得多个节点能够快速便捷地接入物联网平台，同时采用轻量级加密算法，可以保证数据安全，通过升级模块还可实现物联网节点的远程故障诊断及固件升级。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，特别涉及一种具有物联功能的仪表接口系统。

背景技术

随着D2D技术，“工业4.0”和国家“互联网+”行动计划的提出，物联网、云计算与大数据等新一代信息技术逐步融合到了一起，使人类的生产、生活和社会活动通过无处不在的网络联系在一起。物联网是继计算机、互联网之后信息技术的第三次革命，受到世界各国政府、企业和学术界的高度重视。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)作为物联网的“末梢神经”，综合了信息感知、无线通信、分布式信息处理等技术，实现物理世界、计算世界和人类社会三元世界的互联互通。同时，WSNs作为物联网推广的重要载体、未来延伸Internet覆盖范围和实现普适计算的一项关键技术，得到国家、社会和学术界广泛重视。目前WSNs的应用主要集中在军事、环境监测、安防监控、智能家居、灾难现场搜救等领域，特别是在一些人类无法到达或无法工作的恶劣环境下，可以代替人类收集、传递和处理需要的信息。无线传感器网络技术的研究、开发和应用，关系到国家安全、经济发展、社会建设等各个重大方面，近年来在国内和国际上引起了广泛的重视和投入。

5G技术的加速推进，使得窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)已成为万物互联网络的一个重要分支。2018年12月7日，工业和信息化部许可中国电信、中国移动、中国联通自通知日至2020年6月30日在全国开展第五代移动通信系统试验。2019年3月30日，首个行政区域5G网络在上海建成并开始试用,同时拨通了首个5G手机通话，上海计划年内将建成超过1万个5G基站，到2021年全市将累计建设超过3万个5G基站，实现5G网络深度覆盖，将再一次掀起基于NB-IoT的无线传感网络的研究浪潮。NB-IoT是一种专为万物互联打造的蜂窝网络连接技术，为万物互联提供了更便利的连接方式。

目前，基于NB-IoT的物联网技术存在一些部署难题。一方面，具有物联功能的接口模块大部分只针对某一结构类型的物联网仪表，导致传统的各类仪表的通信接口、通信协议相互之间都不统一；另一方面，目前针对数据量较小的物联网感知节点，其数据安全问题和功耗问题一直没有得到重视，数据安全问题和功耗问题也亟待解决。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明设计了一种具有物联功能的仪表接口系统，其包括多个开放便捷的仪表接口，使得多个节点能够快速便捷地接入物联网平台；同时采用轻量级加密算法，可以保证数据安全；通过升级模块也可实现物联网节点的远程故障诊断及固件升级。

根据本发明的一方面，提供了一种具有物联功能的仪表接口系统，包括低功耗微控制器以及与所述低功耗微控制器相连的NB-IoT模块、升级模块和仪表接口模块，所述仪表接口模块包括0～24V电压接口、4～20mA电流接口、0～100kHz频率接口、10us以上脉冲接口、USB/UART接口、RS485接口、RS422接口、SPI接口、I²C接口、RS232接口、0～100kΩ电阻接口和开关量接口。

所述低功耗微控制器接收各仪表接口的数据，并通过轻量级数据加密算法对接收数据进行实时加密，然后通过所述NB-IoT模块将加密数据发送到云端服务器；并且，所述低功耗微控制器对从云端服务器发送到所述NB-IoT模块的数据进行解析，然后向各仪表接口下发控制指令，