Konstruktionsprinzipien von IoT-Datenübertragungsgeräten

1. Blockschaltbild der Anwendung

Das Diagramm des DTU-Anwendungsrahmens ist in Abbildung 1 dargestellt. Die DTU kommuniziert mit dem Knoten C über einen kabelgebundenen Low-Speed-Modus. Schließlich fasst die DTU die Daten zusammen und sendet sie an den Server der Geschäftsplattform. Die von Knoten C hochgeladenen Daten werden als Geschäftsdaten bezeichnet, und die DTU ist nur für die Übertragung ohne jegliche Verarbeitung zuständig; die an das Überwachungszentrum gesendeten Daten werden als Kontrolldaten bezeichnet, die hauptsächlich den eigenen Betriebsstatus melden. Gleichzeitig kann die Leitstelle auch die DTU herunterladen. Kontrollieren Sie den Befehl und lassen Sie ihn die folgenden Befehle ausführen, wie z. B. die erneute Anmeldung und den Neustart der DTU, um den Überwachungseffekt zu erzielen.

DTU-Strukturdiagramm Das DTU-Strukturdiagramm ist in Abbildung 2 dargestellt. In diesem Entwurf wird der AT91SAM9260 von Atmel verwendet, ein Mikroprozessor für den industriellen Einsatz mit einem ARM926EJ-S-Kern. Er verfügt über eine große Anzahl von Peripherieschnittstellen und ist ein klassischer ARM9-Prozessor, der die Verarbeitungsanforderungen der DTU erfüllen kann. Besonders wichtig ist, dass er das Linux-Betriebssystem unterstützt, was die Stabilität des gesamten DTU garantiert und die Entwicklung vereinfacht.

Bei der seriellen Datenschnittstelle handelt es sich um die in der Industrie üblichen RS-232- und RS-485-Schnittstellen, die die Quelle der Geschäftsdaten sind. Bei der Netzwerkschnittstelle handelt es sich um die übliche RJ45-Schnittstelle und die 3G-Netzwerkschnittstelle. Das 3G-Netz verwendet das EVDO-Netz von China Telecom, das schnell und stabil ist und die Anforderungen der DTU bei verschiedenen Gelegenheiten erfüllen kann. Um den Erweiterungsbedarf zu decken, sind auch USB-Schnittstellen, Mikrofon- und Hörerschnittstellen vorgesehen, so dass Sie mit einem Klick telefonieren können. Damit das DTU das Linux-Betriebssystem perfekt ausführen kann, sind externe SDRAM- und Flash-Chips angeschlossen, um ausreichend Speicher und Speicherplatz zu gewährleisten.

2. Hardware-Entwurf

Abbildung 3 ist ein Hardware-Verbindungsplan für das 3G-Modul. In diesem Entwurf wird das ZTE MC8830-Modul verwendet, das das EVDO-Netz von China Telecom unterstützt.

UIM CL.K, UIM_DATA und UIM RST sind jeweils mit den entsprechenden Pins der UIM-Karte verbunden. Diese Schaltung verwendet eine flexible Methode zur Steuerung des Schalters des Moduls. R1 ist ein 0 Ω-Widerstand. Wenn der Widerstand nicht verschweißt ist, wird ein Low-Pegel-Impuls von 1,5~2 s Dauer an den ON/OFF-Pin im geschlossenen Zustand ausgegeben, um das Modul einzuschalten. Wenn ein solcher Impuls im laufenden Betrieb empfangen wird, wird das Modul ausgeschaltet; wenn R1 angeschlossen ist, schaltet sich das Modul automatisch ein. Auch wenn es über den ON/OFF-Pin ausgeschaltet wird, schaltet sich das Modul nach dem Herunterfahren automatisch wieder ein []. In den meisten Fällen muss das Modul in Betrieb sein, wenn die DTU läuft, so dass R1 in praktischen Anwendungen angeschweißt ist. Der MC8630 nutzt die USB-Kommunikation mit dem Chip, um sicherzustellen, dass die Geschwindigkeit des 3G-Netzwerks nicht begrenzt ist. Daher sind die USB_D- und USB_D+ Pins des Moduls mit den USB+ und USB- des AT91SAM9260 verbunden. Um den normalen Betrieb von USB zu gewährleisten, müssen 5 V an den VBUS-Pin angelegt werden. Um eine bessere Interaktion mit der Außenwelt zu ermöglichen, wird der MC8630.

Das Modul verfügt über einen Pin zur Steuerung der LED - sIG-LED. Wenn das Modul eingeschaltet ist und normal funktioniert, wird dieser Pin den Pegel einmal in etwa 3 Sekunden umschalten und mit dem LED-Schaltkreis zusammenarbeiten, um ein Blinken zu erreichen; wenn das Modul sich einwählt, um Daten an das Internet zu senden, wird die Umschaltfrequenz 1S werden, so dass die LED eine sehr gute interaktive Schnittstelle ist. Um diesen Pin zu schützen, wird ein NPN-Transistor verwendet, der die LED antreibt, um zu verhindern, dass ein zu hoher Strom der LED-Lampe das Modul beschädigt.

3. Software-Entwurf

3.1 Einführung in das M2M-Protokoll M2M (Machine-to-Machine/Man) ist eine vernetzte Industrieanwendung und -dienstleistung, bei der die intelligente Interaktion von Maschinen im Mittelpunkt steht. Es bietet den Kunden umfassende Informationslösungen, indem es Kommunikationsmodule in die Maschine einbettet und die Netzwerkkommunikation als Zugangsmethode nutzt, um die verschiedenen Informationsbedürfnisse der Kunden zu erfüllen. Das MDMP (M2M-Protokoll) von China Telecom ist ein sehr umfangreiches und komplexes Protokoll. Seine Hauptmerkmale sind wie folgt: ① Die Endgerätnummer ist eindeutig an die IMSI-Nummer gebunden: Jedes Endgerät meldet sich bei der M2M-Kontrollplattform über eine eindeutige M2M-Karte an. ②Heartbeat-Mechanismus: Sendet in regelmäßigen Abständen Heartbeat-Nachrichten an die Plattform, um diese über den Verbindungsstatus des Terminals zu informieren.

Schlüsselwörter: Internet der Dinge Datenübertragungsgeräte