[發明專利]一種基于433M與GPRS的自供電物聯網網關

在審

• 申請號: 201610166692.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105704849A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 汪林兵;葉周景;楊海露;仝鑫隆
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W88/16
• 分類號: H04W88/16;H04L12/66
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明涉及物聯網應用技術，具體涉及一種基于433M與GPRS的自供電物聯網網 關。

背景技術

隨著信息通信技術的不斷進步，通信網絡作為信息通信技術的重要基礎，已經從 人到人的通信發展到人與物以及物與物（M2M），并逐漸趨向于從縱向的局部物物相連過渡 到橫向的跨應用、跨地域的物聯網（Internetofthings，IOT）。

近年來，無線傳感器網絡（WSN）、RFID等近程通信技術應運而生，通過構建一個節 點間自組織的無線網絡，以一種低成本、高效率的方式，實現人與物、物與物間的通信。但這 些感知類網絡通信技術一般都應用在局部區域內，網與網之間無法通信，這樣就構成了一 個個信息的孤島，離真正實現全面互聯互通、協同感知還有一定距離。若能利用如今各大運 營商已建成的覆蓋全國的有線、無線通信網絡，就能夠滿足高帶寬、數據遠距離傳輸的要 求。因此，通過傳統通信網絡與傳感器網絡、RFID等感知技術的有力結合，可以有效解決感 知節點遠距離互聯互通的問題。

物聯網網關將成為連接感知網絡與傳統通信網絡的紐帶。作為網關設備，物聯網 網關可以實現感知網絡與通信網絡，以及不同類型感知網絡之間的協議轉換，既可以實現 廣域互聯，也可以實現局域互聯。此外，物聯網網關還需要具備設備管理功能，運營商通過 物聯網網關設備可以管理底層的各感知節點，了解各節點的相關信息，并實現遠程控制。現 有的物聯網網關設備常常采用ZigBee與感知節點進行通信，由于ZigBee是基于 IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其優勢在 于可以自由組網，且不產生運營費用。但由于其使用的是2.4G高頻傳輸，其穿透性及傳輸距 離都受到制約，適合于靜態環境，如多應用于智能家居。但在實際工程應用中，如道路橋梁 的健康監測，由于有車輛來往，傳輸信號易受干擾，導致通信距離不夠，丟包率高，此外， Zigbee協議開銷大，在工作中易因網絡維護持續工作，造成大量的額外功耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種基于433M與GPRS的自供電物聯網網關， 以連接感知網絡與傳統通信網絡，并提高復雜環境下的數據傳輸效率，實現廣域互聯，遠程 控制，設備管理，溫濕度監測等功能。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于433M與GPRS的自供電物聯網網關，所述網關包括：CPU、GPRS/3G模塊、RF模塊、 上位機串口、電源管理模塊、傳感器接口、電源接口。

進一步的，其特征在于，所述RF通信模塊通過433MHz通信協議。

進一步的，所述RF通信模塊通信采用TI的CC1101。

進一步的，所述GPRS/3G通信模塊，利用公用運營商網絡GPRS網絡為用戶提供無線 長距離數據傳輸功能。

進一步的，所述CPU使用ARM?Cortex?-M332位的RISC內核，工作頻率為72MHz， 內置高速存儲器。

進一步的，所述電源管理模塊為具備MPPT太陽能最大功率點跟蹤功能的太陽能電 池板管理器。

進一步的，所述網關還包括陽能板與電池，所述太陽能板與電池通過所述電源接 口為網關供電，所述電源管理模塊將所收集的太陽能能量提供給電池充電。

進一步的，所述網關還包括溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器通過傳感器接口與 網關連接，實現溫濕度監測。

進一步的，所述電池為可充電鋰離子電池。

本發明提供一種基于433M與GPRS的自供電物聯網網關，是一種連接基于433M通信 協議的感知網絡與傳統無線通信網絡的設備，具備設備管理、遠程控制、電源管理、溫濕度 監測等功能。該設備集成度高，通過單片機設計和網絡協議轉換設計，實現集成化的網關設 備，實現了433M網絡與GPRS網絡的通信，以及對感知網絡內節點的遠程控制，主要應用于遠 程的大范圍的監測數據傳輸以及溫濕度監測，如道路橋梁健康監測。其自供電功能，防止其 因遠程布設而不便于補充電能導致的設備失效；采用433M頻段進行組網，信號穿透力增強， 大大提高信號傳輸距離；采用GPRS通信，實現廣域互聯，遠程控制。

附圖說明

圖1是本發明的物聯網網關硬件方案設計框圖；

圖2是本發明的物聯網網關數據傳輸示意圖。