CN105699794A - 远程通信式电测量设备及其通讯板 - Google Patents

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宋锡强
朱虹
沈蔚
瞿祎
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Abstract

远程通信式电测量设备的通讯板是设计在其内部电路板上，通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片，并通过电路板上的电源芯片获取工作电源，所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的读取电路。

Description

远程通信式电测量设备及其通讯板
技术领域
本发明涉及智能电网技术，更特定言之，本发明涉及一种远程通信式电测量设备（例如以GPRS/3G通讯规约方式）的通讯板，用于改善电测量设备中的制造结构和安装方式，在一个较佳例子中进一步涉及一种远程读取式电测量设备，例如预付费电表。
背景技术
电测量设备随着科技手段的不断更新，其性能和制造工艺也随之进步，而且为了追求更高的性能和更大的扩展空间，设备的电路板设计要求具有更小的尺寸和更大的安装空间。在多数情形下增加这些部件的功能和运行速度的同时，对尺寸减小的一个主要因素可以归结为制造商是否以越来越小的元器件来设计版图，也就是说设计更精巧功能更强大的电测量设备对于目前制造商来说是一种持续的挑战。
对于安装这种设备的电路板的封装设计中，由于电路板以及周围设备的安装位置的种种设计要求因素的制约（例如电气隔离、抗电磁干扰），并且考虑到重量和运输的问题，在封装中需要考虑到封装效率和组装的难易程度，需要在各个部件之间建立电力连接。
一般而言，电测量设备内部是由一个或多个封装部件，其中每个封装部件均具有相同或不同的厚度，各个封装部件可以在其外部轮廓之内进行分布。为了提高组装效率，内部部件可以位于每个封装部件的厚度之内的不同高度处，它们之间可以通过电力排线加以连接，因此数据和电力连接需要考虑到贯穿这些高度来连接两个部件。
在一个电路设计方面，目前在远程载波式电能表、输变电终端、数据集中器上使用的SIM卡基本上都是普通SIM通讯卡，参照图1所示的一个内部弱电电路板1，在它的中央部分设计了一个可读取GSM式卡的卡槽2，以GPRS方式进行通讯，同时在其周围设计MCU芯片，或者其他外围电路，由于常规电路板的设计方式，这种电路板尺寸较大，而且封装方式较为单一，不具备可扩展性。Nano-SIM卡是新一代的SIM卡。它比正在使用的micro-SIM面积更小，更薄。只有第一代SIM卡60%的面积，其具体尺寸为12mmx9mm，厚度也减少了15%。Nano-SIM目标是替代目前在大规模使用的普通SIM卡和micro-SIM，其更小的尺寸将会为密集的GPRS模块主板排布释放空间，可以有更多的空间用于其他器件的布局，由于其小封装尺寸在高温或者低温条件下更加不容易变形，适用最新的3G/4G技术。
发明内容
本发明的一个实施例的设计目的是消除或缓解目前技术中的至少一个问题，在原有通讯模块的方案上，将普通SIM卡替换为最新的Nano-SIM卡，以便适用于Nano-SIM卡通讯，整体实现需要MCU，GSM/GPRS无线模块，电源供电电路，存储电路等共同组成。MCU芯片相当于整个系统的核心，负责整个电能表程序的运行判断，通过串口与GSM/GPRS无线模块进行通讯连接，GSM/GPRS无线模块，电源芯片与Nano-SIM卡的引脚进行对应连接，负责响应MCU芯片的指令对Nano-SIM卡进行操作，电源供电电路负责给整个系统进行供电，存储电路负责相关数据的存储。
技术方案：远程通信式电测量设备的通讯板是设计在其内部电路板上，通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片，并通过电路板上的电源芯片获取工作电源，所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的读取电路。
在一个实施例中，通讯板是设置在电路板上的一侧部处，所述Nano-SIM式通讯卡沿第一方向X插入卡槽。
所述通讯板可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y耦接所述电路板。
在另一个实施例中，一种远程通信式电测量设备包括外壳，以及外壳内的电路板，所述电路板包括MCU芯片、电源芯片以及通讯板，其中所述通讯板通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片，并通过电路板上的电源芯片获取工作电源，所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的读取电路；进一步包括连接组件，用于从外壳上的插槽插入所述Nano-SIM式通讯卡时保持其与通讯卡电气对准。
在一个实施例中，所述通讯板是设置在电路板上的一弱电侧部处，所述Nano-SIM式通讯卡沿第一方向X插入卡槽。
在一个实施例中，所述通讯板可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y耦接所述电路板。
在一个实施例中，所述通讯卡与电路板上的电气组件保持一定尺寸的紧凑装配距离。
在一个实施例中，所述紧凑装配距离是通讯卡与MCU芯片之间的距离，或者是所述通讯卡与插拔接口之间的距离。
根据以上实施例，本发明解决或缓解了目前电测量设备在制造和版图设计上的缺陷，节省了内部空间同时提高了设备的通讯性能。
附图说明
图1为目前一般电测量设备一个电路板的版图示意图；
图2为本发明电路板的一个实施例的示意图；
图3为本发明电路板的另一个实施例以X为水平轴向的轴测示意图。
具体实施方式
参照图2，远程通信式电测量设备，例如远端预付费电表的通讯板是设计在其内部电路板1上，通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片3，并通过电路板1上的电源芯片5获取工作电源，所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽2，以及与之耦接的读取电路。在一个较佳例子中，卡槽2可以设置为多个，其中可以插入至少一个电力用户的至少一个输出设备，便于电力用户向其中插入可移动的模块和从设备中取出的可移动模块的至少一个弹出组件，以封闭电表外壳。
在电表的电路板1上对于卡槽2设置有I/O接口，可包括接收和/或传输数字/模拟信号，例如通讯内容等数据。
参照图3，在一个实施例中，通讯板2是设置在电路板1上的一侧部处，Nano-SIM式通讯卡沿第一坐标方向X插入图示通讯板2上的卡槽内。通讯板2可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y电气耦接所述电路板1，即通讯板2可从电路板1上拆卸下。
参照图3，在另一个实施例中，专变用户终端包括外壳，以及外壳内的电路板1，电路板包括MCU芯片3、电源芯片5以及通讯板2，其中所述通讯板2通过串口连接且受控于电路板1上的MCU芯片3，并通过电路板1上的电源芯片5获取工作电源，所述通讯板2设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的3G通讯信号读取电路21；进一步包括连接组件，用于从外壳上的插槽插入所述Nano-SIM式通讯卡时保持其与通讯卡电气对准。
如图所示，所述通讯板2是设置在电路板1上的一弱电侧部处，所述Nano-SIM式通讯卡沿第一方向X插入卡槽。
在一个实施例中，所述通讯板可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y耦接所述电路板。
在一个实施例中，所述通讯卡与电路板上的电气组件保持一定尺寸的紧凑装配距离。
在一个实施例中，所述紧凑装配距离是通讯卡与MCU芯片之间的距离，或者是所述通讯卡与插拔接口之间的距离。
根据以上实施例，本发明解决或缓解了目前电测量设备在制造和版图设计上的缺陷，节省了内部空间同时提高了设备的通讯性能。

Claims (8)

1.一种远程通信式电测量设备的通讯板，设计在其内部电路板上，通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片，并通过电路板上的电源芯片获取工作电源，其特征在于：所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的读取电路。
2.根据权利要求1所述的远程通信式电测量设备的通讯板，其改进设计在于：所述通讯板是设置在电路板上的一侧部处，所述Nano-SIM式通讯卡沿第一方向X插入卡槽。
3.根据权利要求2所述的远程通信式电测量设备的通讯板，其改进设计在于：所述通讯板可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y耦接所述电路板。
4.一种远程通信式电测量设备，包括外壳，以及外壳内的电路板，其特征在于：所述电路板包括MCU芯片、电源芯片以及通讯板，其中所述通讯板通过串口连接且受控于电路板上的MCU芯片，并通过电路板上的电源芯片获取工作电源，其特征在于：所述通讯板设有一个与用于容纳和读取Nano-SIM式通讯卡的卡槽，以及与之耦接的读取电路；进一步包括连接组件，用于从外壳上的插槽插入所述Nano-SIM式通讯卡时保持其与通讯卡电气对准。
5.根据权利要求4所述的远程通信式电测量设备，其特征在于：所述通讯板是设置在电路板上的一弱电侧部处，所述Nano-SIM式通讯卡沿第一方向X插入卡槽。
6.根据权利要求5所述的远程通信式电测量设备，其特征在于：所述通讯板可插拔地沿着与所述第一方向X正交的第二方向Y耦接所述电路板。
7.根据权利要求4所述的远程通信式电测量设备，其特征在于：所述通讯卡与电路板上的电气组件保持一定尺寸的紧凑装配距离。
8.根据权利要求6或7所述的远程通信式电测量设备，其特征在于：所述紧凑装配距离是通讯卡与MCU芯片之间的距离，或者是所述通讯卡与插拔接口之间的距离。
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