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工业级防雷抗干扰远程通信网关解决方案

04/24 17:15
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 1 章 产品简介

1.1  产品概述

JM-WG310-IOT22 是基于 5G/4G/3G/2G 、WiFi 、虚拟专网等技术开发的工业级路由器/CPE 。产品采用高性能的工业级 32 位通信处理器和工业级无线模块,以嵌入式操作系统为软件支撑平台,同时支持 1 个千兆以太网 WAN 或千兆SFP 光口(可选)、4 个千兆以太网 LAN(可选 2 个支持 PoE)、2 个 RS232 接口,1 个 RS485 接口(可选 2 个)、2.4G/5.8G WiFi 接口、2 路 DI 接口、2 路 DO 接口,可同时连接串口设备、以太网设备和 WiFi  设备,  支持内部 Flash 和外扩 Micro SD 卡存储数据,能满足多种工业现场应用场景的需求。

JM-WG310-IOT22 全面支持中国移动、中国联通、中国电信三大运营商的 5G/4G/3G/2G 网络,支持 2.4G/5.8G WiFi 功能,支持 GPS 、北斗功能(可选),可支持单模双卡和双模双卡功能,为用户提供全面的无线广域网无线局域网服务,  支持 Python/C++环境二次开发。

该产品已广泛应用于物联网产业链中的 M2M 行业,如电力、交通、热力、路灯、油田、金融、快递、POS 自助终端、智能建筑、消防、环境保护、气象、农林、水利、石化等领域。

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图2)

1.2  产品特点

项目 内容
工业化设计 采用高性能工业级无线模块
采用高性能工业级 32 位通信处理器
采用金属外壳,保护等级 IP30
电源输入(DC 9~36V)
高可靠性设计 WDT 看门狗设计,保证系统稳定
采用完备的防掉线机制,保证数据终端永远在线
以太网接口内置 1.5KV 电磁隔离保护
RS232/RS485 接口内置 15KV ESD 保护
SIM/UIM 卡接口内置 15KV ESD 保护
强大的抗电磁干扰能力,适用各种复杂的电磁环
电源接口内置反相保护和过流、过压保护
天线接口防雷保护(可选)
标准易用 提供标准 RS232(或 RS485)、以太网和 WiFi 接口,可直接连接串口设备、以太网设备和 WiFi 设备
提供标准有线 WAN 口(或 SFP 光口,支持标准 PPPOE 协议),可直接连接 ADSL 设备
智能型数据终端,上电即可进入数据传输状态
使用方便,灵活,多种工作模式选择
方便的系统配置和维护接口(包括本地和远端 WEB 和 CLI 方式)
强大安全 支持多种 WAN  连接方式 ,包括静态 IP,DHCP ,PPPOE ,3G/4G/5G, dhcp-4G/5G
支持无线网络和有线 WAN 双链路智能切换备份功能(可选)
支持 VPN(PPTP,L2TP,OPENVPN(支持 CA), IPSEC(支持 CA), GRE, GRETAP)
支持远程管理,SYSLOG、SNMP、TELNET、SSHD,HTTPS 等功能
支持云平台,本地和远程在线升级,本地和远程导入导出配置文件
支持 NTP , 内置 RTC
支持国内外多种 DDNS ,支持静态域名解析
支持 MAC 地址克隆, 支持接口 VLAN 配置
WiFi 支持 802.11b/g/n/ac ,支持 WiFi AP 、AP Client
WiFi 支持 802.11ax(可选)
WiFi 支持 WEP ,WPA,WPA2 等多种加密方式
支持多种上下线触发模式,包括短信、电话振铃、串口数据、网络数据触发上/下线模式
支持 APN/VPDN
支持 VRRP 链路备份
支持多路 DHCP server 及 DHCP client ,DHCP 捆绑 MAC 地址,DDNS,防火墙,NAT ,DMZ 主机,QoS ,流量统计,实时显示数据传输速率等功能
支持物联协议 MQTT 客户端和服务器(支持 CA),支持常用的物联平台(阿里云,华为云,移动云, 电信云)
支持持工 Modbus RTU 、Modbus TCP 、OPC UA、Ntirp 、DTU 功能
支持主流 PLC 协议、可选 101/ 104/DNP3.0/DLT645 等
支持 Python/C++二次开发平台(Python3)
支持 SPI 防火墙,VPN 穿越,访问控制,URL 过滤等功能
支持本地日志存储
支持 GPS/北斗/脉冲、电力加密/公专/eSIM(可选)
支持单模双 SIM 卡
支持 PoE(PSE)功能(可选)
支持线上网络测试
北端协议.上报 MQTT(JSON)/移动云/阿里云/电信云/华为云
ModbusRTU/TCP
OPCUA(可选)
IEC101(可选)
IEC104(可选)
南端协议.采集 ModbusRTU/TCP/OverTCP
Siemens S7-S200/S200Smart/S300/S400/S1200/S1500(可选)
DLT645(可选)

1.3  工作原理框图

工业路由器原理框图如下:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图3)

1.4  产品规格

项目 内容
CPU 系统 CPU 工业级 32 位通信处理器
FLASH 256MB
DDR3 512MB
接口参数 WAN 接口 1 个 10/100/1000M 以太网 口( RJ45 插座) , 自适应MDI/MDIX , 内置 1.5KV 电磁隔离保护
LAN 接口 4 个 10/100/1000M 以太网口(RJ45 插座)/其中 2 个可选支持 PoE , 自适应 MDI/MDIX , 内置 1.5KV 电磁隔离保护
串口 2 个 RS232 串 口(RS232-1 与 RS485-1 共用接口),1路 RS485 串 口(RS232-2 和 RS485-2 不可同时使用),内置 15KV ESD 保护,串口参数如下:

数据位:5 、6 、7 、8 位

停止位:1 、1.5(可选)、2 位

校验:无校验、偶校验、奇校验

串口速率:2400~ 115200bits/s ,默认 115200bps

天线接口 蜂窝天线:标准 SMA 阴头接口,特性阻抗50 欧

WiFi 天线:标准 SMA 阳头接口,特性阻抗 50 欧

GPS 天线(可选):标准 SMA 阴头天线接口,特性阻抗50 欧

SIM/UIM 卡接口 标准的抽屉式用户卡接口,支持 1.8V/3V SIM/UIM 卡(可选 eSIM), 内置 15KV ESD 保护
Micro SD 卡 标准自弹式 Micro SD 卡接口,最大支持 128GB
电源接口 标准的 2 pin 3.81mm 接线端子, 内置电源反相保护和过流、过压保护
Reset 复位按钮 长按此按钮8s ,可将工业路由器的配置参数恢复为出厂默认值
应用接口 2 路数字量输入接口(光隔离)

逻辑 0 :湿接点 DC 0-5V ,或干接点导通逻辑 1 :湿接点 DC 8-30V ,或干接点断开

2 路数字量输出接口(光隔离)

Open collector output

最大输出电流:300mA/30V

指示灯 具有“SIG ”、“PWR ”、“RUN ”、“SIM1 ”、“SIM2 ”、 “NET ”、“LAN1 ”、“LAN2 ”、“LAN3 ”、“LAN4 ” “、WAN ”等指示灯
网络参数 无线网络 5G NR SA/NSA:n1/2/3/5/7/8/12/20/28/41/66/ 71/77/78/79 TDD-LTE:B38/39/40/41 和 B59/62(专网)

FDD-LTE:B1/2/3/4/5/7/8/13/17/20/25/28

WCDMA:850/900/1900/2100MHz

TD-SCDMA:1880- 1920/2010-2025MHz(A/F) CDMA2000 1x/ EVDO Rev. A:800/1900MHz GSM/GPRS/EDGE:850/900/1800/1900MHz CDMA:800/1900MHz

WAN 协议 支持 PPP/PPPOE
LAN 协议 支持 APR
网络认证 支持 CHAP/PAP 认证
网络接入 支持 APN/VPDN
IP 应用 支持 Ping、Trace、DHCPServer 、DHCP Relay 、 DHCP Client 、DNS relay 、DDNS  、Telnet
IP 路由 支持静态路由
WiFi 参数 标准及频段 支持 IEEE802.11b/g/n,2.4G,支持 AP  模式,Station  模式(可选)

支持 IEEE802.11ac ,5.8G ,支持 AP  模式,Station  模式(可选)

支持 IEEE802.11ax ,2.4G & 5.8G(可选)

理论带宽 IEEE802.11b/g:最高速率达 54Mbps IEEE802.11n:最高速率达 300Mbps

IEEE802.11ac:最高速率达 866Mbps

IEEE802.11ax:最高速率达 1201Mbps

安全加密 支持 WEP、WPA、WPA2  等多种加密方式,可选 WPS功能
发射功率 26dBm(11b),18dBm(11ac/MCS7/HT40),16dBm (11ac/MCS9/HT80)
接收灵敏度 <-72dBM@54Mbps
GPS/北斗参数

(可选)

GPS 接收机类型:72 道 GPS L1(1575.42MHz)C/A 码

水平定位精度:2.5m

最大导航更新率:18Hz

速度精度:0.05m/s

北斗 接收机类型:72 道北斗 B1I

水平定位精度:3m

最大导航更新率:18Hz

速度精度:0.05m/s

供电参数 标准电源 DC 12V/ 1.5A
供电范围 DC 9~36V
在线不通信 1 <500mA (@DC 12V ,4G 模块)
在线不通信 2 <700 mA (@DC 12V ,5G 模块)
通信电流 1 <520mA (@DC 12V ,4G 模块,网口接 PC 播视频)
通信电流 2 <1200mA (@DC 12V ,5G 模块,网口接 PC 播视频)
最大电流 1 <600mA (@DC 12V ,4G 模块)
最大电流 2 <1400mA (@DC 12V ,5G 模块)
机械参数 外形尺寸 128x114.5x46.5mm(不包含配件)
重量 约 700g(主机)
环境参数 工作温度 -40~+75ºC(-40~+167℉)
储存温度 -40~+85ºC(-40~+185℉)
相对湿度 95%(无凝结)
安装方式 固定片 两侧挂耳固定
导轨 35mm DIN 导轨

 2 章 产品安装

2.1  概述

工业路由器必须正确安装方可达到设计的功能,通常设备的安装必须在本公司认可格的工程师指导下进行。

注意事项:

请不要带电安装工业路由器。

2.2  装箱清单

当您开箱时请保管好包装材料, 以便日后需要转运时使用。清单如下:

物料类型 数量 备注
工业路由器主机 1 台 标配
无线蜂窝天线(SMA 阳头) 1 根 标配(部分机型是 2-4 根)
WiFi 天线(SMA 阴头) 3 根 标配
SIM 卡套 2 个 标配
RJ45 网线 1 条 标配
产品合格证 1 份 标配
RS232 串口线 1 条 标配
2pin 3.81mm 间距端子头 1 个 标配
8pin 3.5mm 间距端子头 2 个 标配
SIM 卡固定片 1 个 标配
电源适配器 1 个 选配
Micro-SD 卡 1 张 选配
RS485 串口线 1 条 选配
GPS/北斗天线 1 根 选配

2.3  用户接口描述

用户接口示意图

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图4)

接口定义

接口采用 3.5mm 间距工业端子(带法兰锁),接口定义如下表:

接口编号 功能分类 接口名称 默认功能 说明
1-1 RS232-2 RX2 第 2 路 RS232 接收(工业路由器接收) RS232-2 和 RS485-2不可同时使用
1-2 TX2 第 2 路 RS232 发送(工业路由器发送)
1-3 GND 第 2 路 RS232 串口地
1-4 RS485-2 A2 第 2 路 RS485 接口 A
1-5 B2 第 2 路 RS485 接口 B
1-6 RS232-1/R

S485-1

RX1/A1 第 1 路 RS232 接收(工业路由器接收)/第 1 路 RS485 接口A RS232-1 和 RS485-1共用接口(默认支持  RS232 ;可选 RS485)
1-7 TX1/B1 第 1 路 RS232 发送(工业路由器发送)/第 1 路 RS485 接口 B
1-8 GND 第 1 路 RS232 串口地
2-1 Digital Input DI1 第 1 路数字量输入 数字量输入

逻辑0 :湿接点 DC 0-5V ,或干接点导通逻辑 1 :湿接点 DC

8-30V ,或干接点断开

2-2 DIGND 数字量输入地
2-3 DI2 第 2 路数字量输入
2-4 DIGND 数字量输入地
2-5 Digital

Output

DO1 第 1 路数字量输出 数字量输出

OC output

最大输出电流:

300mA/30V

2-6 DOGND 数字量输出地
2-7 DO2 第 2 路数字量输出
2-8 DOGND 数字量输出地

2.4  安装与电缆连接

外形尺寸(两边固定片可拆卸):(单位:mm)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图5)

天线安装:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图6)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图7)

天线安装

无线广域网天线接口为 SMA 阴头插座(标识为“5G/4G ”,部分机型是 2-4 天线, “ANT1~ANT4”),将配套的无线蜂窝天线的 SMA 阳头旋到该天线接口上,并确保旋紧,以免影响信号质量。

无线局域网天线接口为 SMA 阳头插座(标识为 “WiFi ”,部分机型是 2-4 天线, “ANT5~ANT8 ”),将配套 WiFi 天线的 SMA 阴头旋到该天线接口上,并确保旋紧,以免影响信号质量。

GPS 天线(选配)接口为 SMA 阴头插座(标识为“GPS”),将配套的 GPS 天线的SMA 阳头旋到该天线接口上,并确保旋紧, 以免影响信号质量。

注意:无线蜂窝天线、WiFi 天线和 GPS 天线不能接反,否则设备无法正常工作。

SIM/UIM 卡安装:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图8)

SIM/UIM 卡安装

安装或取出 SIM/UIM 卡时,先用尖状物插入 SIM/UIM 卡座侧边小圆点,SIM/UIM 卡套即可弹出。安装 SIM/UIM 卡时,先将 SIM/UIM 卡放入卡套,并确保 SIM/UIM 卡的金属接触面朝外,再将 SIM/UIM 卡套插入抽屉中,并确保插到位。

安装电缆:

工业路由器采用工业级端子接口。建议电源选用 22-16AWG 线材,通信选用 28-18AWG线材。

下图为通信接口和其它配件的实物图:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图9)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图10)

各接口参照下面描述进行即可:

RS232 通信接口接线

其信号定义如下(标配 ,一端为 DB9 母头 ,一端为裸线):

裸线线材颜色 对应 DB9 母头管脚
蓝色(TX) 2
棕色(RX) 3
黑色(GND) 5

将 RS232 线按照工业路由器接口定义接到工业路由器上相对应的端子上即可 ,如下图所示:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图11)

Debug 调试口接线:

Debug 串口与 RS232-2 复用同一路串口。接线方式参考上图(RS232 通信接口接线)。

电源适配器接线:

电源接口采用 2pin 的 3.81mm 间距工业端子 ,接口定义如下表:

端子管脚号 信号定义 备注
1 V+ 电源正极
2 V- 电源负极

接法如下图所示:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图12)

网线接线:

将网络直连线的一端插到工业路由器的网口上(标识为“LAN1/LAN2/LAN3/LAN4 ”),另一端插到用户设备的以太网接口上。 网络直连线信号连接如下:

RJ45- 1 2 3 4 5 6 7 8
RJ45- 1 2 3 4 5 6 7 8

RS485 接线:

其接口定义如下表:

线材颜色 信号定义
红色 RS485 正极(A)
黑色 RS485 负极(B)

将 RS485 线按照工业路由器接口定义接到工业路由器上相对应的端子上即可 ,如下图所示:

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图13)

开关量输入接线(干接点 ,逻辑 0 :闭合;逻辑 1 :断开)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图14)

(湿接点 ,逻辑 0: DC 0-5V;逻辑 1: DC 8-30V)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图15)

数字量输出接线(光隔离 ,OC 门输出 ,最大输出电流 300mA/30V)

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图16)

2.5  电源说明

工业级4G远程双卡双待物联网智能网关(图17)

电源适配器(选配)

工业路由器通常应用于复杂的外部环境。为了适应复杂的应用环境,提高系统的工作稳定性,工业路由器采用了先进的电源技术。用户可采用选配的 DC 12V/ 1.5A 电源适配器给工业路由器供电,也可以直接用直流 9~36V 电源给工业路由器供电。当用户采用外加电源给工业路由器供电时,必须保证电源的稳定性(纹波小于300mV ,并确保瞬间电压不超过36V),并保证电源功率大于 9W 以上。

推荐使用选配的 DC 12V/ 1.5A 电源。

2.6  指示灯说明

工业路由器提供以下指示灯:“SIG ”、“PWR ”、“RUN ”、“SIM1 ”、“SIM2 ”、“NET ”、 “LAN1 ”、“LAN2 ”、“LAN3 ”、“LAN4 ”、“WAN ”。各指示灯状态说明如下表:

指示灯     
SIG( 蓝色) 无线模块信号强度极差
慢闪 无线模块信号强度较弱
快闪 无线模块信号强度中等
常亮 无线模块信号强度极好
Power( 红色) 设备电源正常
设备未上电
RUN( 蓝色) 闪烁 系统正常运行
灭/长亮 系统不正常
SIM1( 蓝色) 未读到 SIM1/UIM1 的卡
读到 SIM1/UIM1 的卡
SIM2( 蓝色) 未读到 SIM2/UIM2 的卡
读到 SIM2/UIM2 的卡
NET(绿色) 设备未登录网络
设备已登录网络
LAN1(黄色) LAN1 交换机接口未连接
亮/闪烁 LAN1 交换机接口已连接/正在数据通信
LAN2(黄色) LAN2 交换机接口未连接
亮/闪烁 LAN2 交换机接口已连接/正在数据通信
LAN3(黄色) LAN3 交换机接口未连接
亮/闪烁 LAN3 交换机接口已连接/正在数据通信
LAN4(黄色) LAN4 交换机接口未连接
亮/闪烁 LAN4 交换机接口已连接/正在数据通信
WAN(黄色) WAN 接口未连接
亮/闪烁 WAN 接口已连接/正在数据通信

2.7  复位按钮说明

工业路由器设有一个复位按钮,标识为“RST ”。该按钮的作用是将工业路由器的参数配置恢复为出厂值。方法如下:用尖状物插入“RST ”孔位,并按住复位按钮约 8 秒钟后,此时,工业路由器会自动把参数配置恢复为出厂值,并在约 10 秒钟之后,工业路由器自动重启(自动重启现象如下:“RUN ”指示灯熄灭 10 秒钟左右,然后又正常工作)。

2.8  设备安装说明

设备外壳支持挂耳式固定片或35mm DIN 导轨安装固定。

2.9  设备防雷说明

设备连接户外传感器(如雨量计、水位计等)时,建议采取防雷保护措施(如安装防雷器等),以提高设备的安全防护等级。

捷米(北京)科技有限公司

捷米(北京)科技有限公司

捷米(北京)科技有限公司(下称JIEMITE捷米特)成立于2010年,公司品牌为“JIEMITE捷米特”,拥有12年自动化行业经验,在工业设备互联领域有着十多年丰富经验。是一家专业从事工业通讯和控制产品研发、工业自动化控制系统设计、集成及技术服务的企业。产品涵盖IO模块、协议转换器、物联网网关,PLC以太网模块和电力电表采集网关等,并具有很丰富的EMC/EMl设计经验,可以为客户提供深度定制化服务。 JIEMITE捷米特致力于研发和提供工控、交通、楼宇、电力、能源石化等领域内的通信产品,尽力为用户提供综合的一站解决方案。公司产品在工业通信领域中具有较高的知名度,因其稳定可靠、性价比等优势而受到广大用户的好评。公司目前提供的工业网络通信产品涵盖PROFINET、PROFIBUS、DeviceNet、CANopen、CAN、Modbus、Modbus TCP、ControlNet、EtherNet IP、HART、BACnetPBACnet、电力DLT645、KNX/EIB、Profibus PA、EtherCAT、CC-Link、HJ/T212、IEC61850、IEC60870、M-BUS、MQTT、FF、ControlNet、OPC-UA、SNMP及其他工业以太网等领域,相关产品通过多项国际标准认证,性能具有国际先进水平。

捷米(北京)科技有限公司(下称JIEMITE捷米特)成立于2010年,公司品牌为“JIEMITE捷米特”,拥有12年自动化行业经验,在工业设备互联领域有着十多年丰富经验。是一家专业从事工业通讯和控制产品研发、工业自动化控制系统设计、集成及技术服务的企业。产品涵盖IO模块、协议转换器、物联网网关,PLC以太网模块和电力电表采集网关等,并具有很丰富的EMC/EMl设计经验,可以为客户提供深度定制化服务。 JIEMITE捷米特致力于研发和提供工控、交通、楼宇、电力、能源石化等领域内的通信产品,尽力为用户提供综合的一站解决方案。公司产品在工业通信领域中具有较高的知名度,因其稳定可靠、性价比等优势而受到广大用户的好评。公司目前提供的工业网络通信产品涵盖PROFINET、PROFIBUS、DeviceNet、CANopen、CAN、Modbus、Modbus TCP、ControlNet、EtherNet IP、HART、BACnetPBACnet、电力DLT645、KNX/EIB、Profibus PA、EtherCAT、CC-Link、HJ/T212、IEC61850、IEC60870、M-BUS、MQTT、FF、ControlNet、OPC-UA、SNMP及其他工业以太网等领域,相关产品通过多项国际标准认证,性能具有国际先进水平。 收起

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