CN105139615A - 一种以电量计量控制为核心的物联网关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，包括壳体、电源电路、电量测量电路、直通及切断电路、中央控制电路、通讯电路，电量测量电路输入端与电流传感器输出端并接，校准端口与电量测量电路输入端连接，电量测量电路输出端通过光耦隔离器与中央控制电路连接；直通及切断电路包括冲压成型的直通电极、一体化带有电流传感器的切断控制装置，中央控制电路及通讯电路包括中央控制器、GSM电路、FM电路、M-BUS电路、继电器驱动电路等。本发明能够远程对控制设备进行电量的独立计量和控制，可实现实时与服务器和终端设备的通讯，适合为供水、供气、供热计量终端及物联网终端设备等提供智能手机APP与服务器端或与设备端交互操作，为智慧城市建设和物联家居建设服务。

Description

一种以电量计量控制为核心的物联网关设备

技术领域

本发明涉及一种物联网关设备，尤其涉及以电量计量控制为核心的物联网关设备。

背景技术

目前物联网通讯设备，体积大、成本高、安装不便、供电困难，造成在智慧城市建设和物联家居建设中，重复投资、重复建设现象非常严重，因此，需要一种安装方便、使用线上电源、成本低廉、且可以对控制对象进行计量和切断控制的物联网关设备，为智慧城市建设和物联家居服务，从而降低一次性投入，降低运营成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种以电量计量控制为核心的物联网关设备。

本发明采用的技术方案是：一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，包括壳体、电源电路、电量测量电路、直通及切断电路、中央控制电路、通讯电路，其特征在于：电源电路的开关电源与入户接线端口并接，电源电路的输出端分别与电量测量电路和中央控制电路输入端连接；电量测量电路输入端与电流传感器输出端并接，校准端口与电量测量电路输入端连接，电量测量电路输出端通过光耦隔离器与中央控制电路连接；直通及切断电路包括冲压成型的直通电极、与磁保持继电器一体化带有电流传感器的切断控制装置，入户接线端口与继电器的输入静触点电极一体结构，输出电极与继电器的输出动触点电极一体，输出动触点电极与电流传感器一端焊接为一体，电流传感器另一端与出口电极焊接为一体；中央控制电路及通讯电路包括中央控制器、GSM电路、FM电路、M-BUS电路、继电器驱动电路、有线控制端口、GSM天线、FM天线和备用电池，中央控制电路的主控制芯片分别与总线通讯电路、GSM电路和FM电路相连接，GSM电路和FM电路分别连接有GSM天线、FM天线，总线通讯电路连接有线控制端口，后备电池作为中央控制电路的后备电源。

具体实施时，所述的电源电路与电量测量电路为一体的结构，形成电源及电量测量电路。电源电路的一个输出端接电量测量电路的电源输入端；电源电路的另一个输出端通过连线接控制电路电源输入端。

具体实施时，所述的中央控制电路与通讯电路为一体结构，形成中央控制电路及通讯电路，中央控制电路的主控制芯片分别与GSM电路、FM电路、总线通讯电路连接，总线通讯电路从壳体引出到户接线端口。

具体实施时，所述的直通及切断电路中，直通电极为冲压U字型电极；切断装置为入户接线端口、输入静触点电极、电流传感器、与磁保持继电器的输出动触点电极和输入静触点电极为一个整体结构。

具体实施时，壳体包括主体、控制电路仓体、设备仓盖、密封垫、防护盖、轨道卡、紧固螺丝、天线仓，设备仓盖和控制电路仓体分别位于主体左右位置，防护盖位于分别位于主体、设备仓盖和控制电路仓体的上下侧，天线仓位于主体的前侧。

具体实施时，将继电器放入控制电路仓体的内部，然后将入户接线端口和用户接线端口放入控制电路仓体的两端，把安装轨道卡放入控制电路仓体的内部，将整组插入主体中。

具体实施时，将中央控制电路及通讯电路装入控制电路仓体的上部仓体，将电源电路及电量测量电路安装到主体的仓体内，把入户接线端口和用户端口安装到主体的两端，有线控制端口安装到主体其中的一端，直通电极位于主体的仓体内，把安装轨道卡放入主体的下部一端。

具体实施时，所述的主体分别和控制电路仓体、设备仓盖之间设有密封垫，通过紧固螺丝分别把主体、控制电路仓体和设备仓盖连接在一起。

具体实施时，所述的控制电路仓体设有SIM卡口，SIM卡口内置SIM卡，SIM卡口上设有密封盖。

本发明的有益效果是：能够远程对控制设备进行电量的独立计量和控制，可为周边的终端设备提供无线或有线中继服务，实现网关功能，由于有线上电源提供供电，因此可实现实时与服务器和终端设备的通讯，适合为供水计量终端设备、燃气计量终端设备、热计量终端设备、物联网门锁设备、路灯控制设备、家用空调控制设备、家用热水器控制设备、电梯控制设备、物流箱控制设备、充电桩设备等提供智能手机APP与服务器端或与设备端交互操作，为智慧城市建设和物联家居建设服务。

附图说明

图1是本发明一种以电量计量控制为核心的物联网关设备的总体结构示意图。

图2是本发明一种以电量计量控制为核心的物联网关设备壳体结构图。

图3是本发明一种以电量计量控制为核心的物联网关设备的电路原理图。

图4是本发明一种以电量计量控制为核心的物联网关设备直通及切断电极结构示意图。

图中：1、壳体2、电源及电量测量电路3、直通及切断电路4、中央控制电路及通讯电路；1.1、主体1.2、控制电路仓体1.3、设备仓盖1.5、防护盖、1.6、轨道卡、1.7、紧固螺丝1.8、天线仓1.9、密封盖1.10、LED指示灯孔1.11、密封垫2.1、电源电路2.2、电量测量电路、2.3、光耦隔离输出电路2.4、校准端口；3.0、直通电极3.1、磁保持继电器3.2、电流传感器3.3、输入静触点电极3.4、输出电极3.5、入户接线端口3.6、用户端口3.7、输出动触点电极4.0、电路板4.1、主控制芯片4.2、GSM模块4.3、FM芯片4.4、总线通讯电路4.5、继电器驱动电路4.6、有线控制端口4.7、GSM天线4.8、FM天线4.9、后备电池。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4和一个具体的实施例对本发明做详细说明：

如图1、图2、图3、图4所示，一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，包括壳体、电源电路2.1、电量测量电路2.2、直通及切断电路3、中央控制电路和通讯电路4。壳体由主体1.1、控制电路仓体1.2、设备仓盖1.3、密封垫1.11、防护盖1.5、轨道卡1.6、紧固螺丝1.7、天线仓1.8等组成，壳体上设有LED指示灯孔1.10，设备仓盖1.3和控制电路仓体1.2分别位于主体1.1左右位置，防护盖1.5位于分别位于主体1.1、设备仓盖1.3和控制电路仓体1.2的上下侧，天线仓1.8位于主体1.1的前侧。电源及电量测量电路2由电源电路2.1、电量测量电路2.2、光耦隔离输出电路2.3、校准端口2.4组成。电源电路2.1的开关电源与入户接线端口3.5并接，电源电路2.1的输出端分别与电量测量电路2.2和中央控制电路输入端连接；电量测量电路2.2输入端与电流传感器3.2输出端并接，校准端口2.4与电量测量电路2.2输入端连接，电量测量电路2.2输出端通过光耦隔离器2.3与中央控制电路的主控制芯片4.1连接；直通及切断电路3由220V入户接线端口3.5、直通电极3.0、输入静触点电极3.3、磁保持继电器3.1、输出动触点电极3.7、电流传感器3.2、输出电极3.4、用户端口3.6组成。直通及切断电路由冲压成型的直通电极3.0、与磁保持继电器3.1一体化带有电流传感器3.2的切断控制装置组成，入户接线端口3.5与继电器的输入静触点电极3.3一体，输出电极3.4与继电器的输出动触点电极3.7一体，输出动触点电极3.7与电流传感器3.2一端焊接为一体，电流传感器3.2另一端与出口电极3.4焊接为一体；中央控制电路及通讯电路包括中央控制器、GSM电路、FM电路、M-BUS电路、继电器驱动电路4.5、有线控制端口、GSM天线、FM天线、M-BUS电路、备用电池组成，中央控制电路的主控制芯片4.1分别与总线通讯电路4.4、GSM模块4.2和FM芯片4.3相连接，GSM模块4.2和FM芯片4.3分别连接有GSM天线4.7、FM天线4.8，总线通讯电路4.4连接有线控制端口4.6，后备电池4.9作为中央控制电路的后备电源。电源电路2.1与电量测量电路2.2为一体的结构，形成电源及电量测量电路2。电源电路2.1的一个输出端接电量测量电路2.2的电源输入端；电源电路2.1的另一个输出端通过连线接中央控制电路的主控制芯片4.1电源输入端。中央控制电路与通讯电路为一体结构，形成中央控制电路及通讯电路4，中央控制电路的主控制芯片4.1分别与GSM模块4.2、FM电路4.3、总线通讯电路4.4连接，总线通讯电路4.4从壳体引出到户接线端口4.6。直通及切断电路中，直通电极3.0为冲压U字型电极；切断装置为入户接线端口3.5、输入静触点电极3.3、电流传感器3.2、与磁保持继电器3.1的输出动触点电极3.7和输入静触点电极3.3为一个整体结构。

将继电器3.1放入控制电路仓体1.2的内部，然后将入户接线端口3.5和用户接线端口4.6放入控制电路仓体1.2的两端，再把安装轨道卡1.6放入控制电路仓体1.2的内部，将整组插入主体1.1连接。将中央控制电路及通讯电路4装入控制电路仓体1.2的上部仓体，将电源电路及电量测量电路2安装到主体1.1的下部仓体，把入户接线端口3.5和用户端口3.6安装到主体1.1的两端，有线控制端口4.6安装到主体1.1其中的一端，直通电极3.0位于主体1.1的仓体内，把安装轨道卡1.6放入主体1.1的下部一端，然后连接相关导线。通过轨道卡1.6把控制电路仓体1.2和主体1.1连接在一起。主体1.1分别和控制电路仓体1.2、设备仓盖1.3之间设有密封垫1.11，通过紧固螺丝1.7把主体1.1分别、控制电路仓体1.2和设备仓盖1.3连接在一起。控制电路仓体1.2设有SIM卡口，SIM卡口内置SIM卡，SIM卡口上设有SIM卡口上设有密封盖1.9。将本发明以电量计量控制为核心的物联网关设备卡在安装轨道后，将入户线和用户线接好，然后用防护盖1.5分别扣在入户线接线端、用户线接线端，用螺丝紧固防护。

接入220V市电后，电源电路给电量电路和控制电路供电，对负载电量进行计量，控制电路通过GSM模组根据SIM卡的授权内容实时与服务器通讯，接受智能手机APP指令，根据需要执行继电器切断用户供电的功能，FM电路与周边的终端设备进行无线通讯，从而实现用户通过手机APP完成对终端设备的操控，实现物联网关的功能，对于与以电量计量控制为核心的物联网关设备在一个空间内的终端设备，可使用总线接口进行连接并由网关设备提供电源。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何在本发明基础上简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，包括壳体、电源电路、电量测量电路、直通及切断电路、中央控制电路、通讯电路，其特征在于：电源电路的开关电源与入户接线端口并接，电源电路的输出端分别与电量测量电路和中央控制电路输入端连接；电量测量电路输入端与电流传感器输出端并接，校准端口与电量测量电路输入端连接，电量测量电路输出端通过光耦隔离器与中央控制电路连接；直通及切断电路包括冲压成型的直通电极、与磁保持继电器一体化带有电流传感器的切断控制装置，入户接线端口与继电器的输入静触点电极一体结构，输出电极与继电器的输出动触点电极一体，输出动触点电极与电流传感器一端焊接为一体，电流传感器另一端与出口电极焊接为一体；中央控制电路及通讯电路包括中央控制器、GSM电路、FM电路、M-BUS电路、继电器驱动电路、有线控制端口、GSM天线、FM天线和备用电池，中央控制电路的主控制芯片分别与总线通讯电路、GSM电路和FM电路相连接，GSM电路和FM电路分别连接有GSM天线、FM天线，总线通讯电路连接有线控制端口，后备电池作为中央控制电路的后备电源。

2.根据权利要求1所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：所述的电源电路与电量测量电路为一体的结构，形成电源及电量测量电路。

3.根据权利要求1所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：所述的中央控制电路与通讯电路为一体结构，形成中央控制电路及通讯电路，中央控制电路的主控制芯片分别与GSM电路、FM电路、总线通讯电路连接，总线通讯电路从壳体引出到用户接线端口。

4.根据权利要求1所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：所述的直通及切断电路中，直通电极为冲压U字型电极；切断装置为入户接线端口、输入静触点电极、电流传感器、与磁保持继电器的输出动触点电极和输入静触点电极为一个整体结构。

5.根据权利要求1至4的任一权利要求所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：壳体包括主体、控制电路仓体、设备仓盖、密封垫、防护盖、轨道卡、紧固螺丝、天线仓，设备仓盖和控制电路仓体分别位于主体左右位置，防护盖位于分别位于主体、设备仓盖和控制电路仓体的上下侧，天线仓位于主体的前侧。

6.根据权利要求5所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：将继电器放入控制电路仓体的内部，然后将入户接线端口和用户接线端口放入控制电路仓体的两端，把安装轨道卡放入控制电路仓体的内部，将整组插入主体中连接。

7.根据权利要求5所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：将中央控制电路及通讯电路装入控制电路仓体的上部仓体，将电源电路及电量测量电路安装到主体的仓体内，把入户接线端口和用户端口安装到主体的两端，有线控制端口安装到主体其中的一端，直通电极位于主体的仓体内，把安装轨道卡放入主体的下部一端。

8.根据权利要求5所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：所述的主体分别和控制电路仓体、设备仓盖之间设有密封垫，通过紧固螺丝分别把主体、控制电路仓体和设备仓盖连接在一起。

9.根据权利要求5所述的一种以电量计量控制为核心的物联网关设备，其特征在于：所述的控制电路仓体设有SIM卡口，SIM卡口内置SIM卡，SIM卡口上设有密封盖。