CN112040051A - 一种物联网通信装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物联网通信装置及系统，涉及物联网通信领域。物联网通信系统包括手机和物联网通信装置，物联网通信装置包括壳体、设置在壳体内部的电路板，以及设置在壳体上的插接头，电路板上搭载有用于通信连接手机与工业设备之间的物联网通信模块，所述插接头用于与手机的充电接口插接配合；插接头与所述电路板之间电连接，所述壳体上设有用于与手机固定连接的连接结构。将手机与物联网通信装置组合安装，通过插接头使手机与电路板形成可靠的电连接；利用手机的电源为电路板提供电能，借助于电路板上的物联网通信模块，实现手机与工业设备的通信连接；省去了电源、触摸屏和蓝牙模块，简化了整个物联网通信系统的结构。

Description

一种物联网通信装置及系统
技术领域
本发明涉及物联网通信技术领域，特别是涉及一种物联网通信装置及系统。
背景技术
随着人工智能和工业互联网的发展，更广泛、更稳定的无线通信技术逐渐取代原有的通信方式。其中，LoRa技术作为低功耗广域网(LPWAN)的新型技术正推广应用于智慧城市和物联网等领域。
如授权公告号为CN210183350U、授权公告日为2020.03.24的中国实用新型专利公开了一种基于LoRa技术的可移动控制终端设备，并具体公开了可移动控制终端设备包括LoRa模块、MCU、触摸屏，LoRa模块、MCU、触摸屏依次电连接，还包括与MCU电连接TF卡存储模块、RS232模块、RS485接口、USB接口、SWD接口，MCU与触摸屏通过FSMC接口数据通讯连接，LoRa模块与MCU之间通过SPI接口数据通讯连接。可实时监测和控制周围可查询的节点设备状态，实现工业现场的移动式监测和无线控制。
现有技术中的基于LoRa技术的可移动控制终端设备上配置有LoRa模块、MCU、触摸屏等，单独操作使用该终端设备即可实现通信控制。但是，独立的控制终端设备需要配置电源，并且受制于MCU和触摸屏的参数性能，用户的实际操作体验较差。
另外，也出现了将手机和LoRa通讯装置进行蓝牙连接的技术，既可借助手机的高性能进行流畅操作，又可利用LoRa通讯装置的中继实现物联网通信。但是，LoRa通讯装置和手机相互分离，LoRa通讯装置仍需要专门的电源来供电，造成了整个通信系统的结构过于复杂，不便于实际的控制操作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种物联网通信装置，以解决现有LoRa通讯装置需要专门的电源来供电，造成了整个通信系统的结构过于复杂，不便于实际的控制操作的问题。同时本发明的目的还在于提供一种物联网通信系统。
本发明的物联网通信装置的技术方案为：
物联网通信装置包括壳体、设置在所述壳体内部的电路板，以及设置在所述壳体上的插接头，所述电路板上搭载有用于通信连接手机与工业设备之间的物联网通信模块，所述插接头用于与手机的充电接口插接配合；
所述插接头与所述电路板之间电连接，所述壳体上设有用于与手机固定连接的连接结构。
有益效果：使用时，将手机与物联网通信装置进行组合安装，通过插接头插装在手机的充电接口中，并且插接头还与壳体内部的电路板电连接，从而在手机与物联网通信装置的电路板之间形成可靠的电连接；利用手机的电源为电路板提供电能，借助于电路板上搭载的物联网通信模块，实现手机与工业设备之间的通信连接；使用手机的触控屏作为显示和触摸控制面板，触控操作的精确度和流畅性更好，省去了独立配置的电源和触摸屏，以及用于与手机通信连接的蓝牙通信模块，极大地简化了物联网通信装置的内部结构，有效降低了用户的使用成本。更重要的是，手机与插接头之间的插接配合，相比于无线蓝牙连接，数据传输的速率和稳定性更好，还避免了因蓝牙模块工作而造成耗电问题。
进一步的，所述插接头设置在所述壳体的底部，且所述壳体的底部还设有充电转接口，所述充电转接口与所述插接头导电连接。
进一步的，所述物联网通信模块为LoRa通信模块，或者，LoRaWAN通信模块。
进一步的，所述壳体包括前面板和背板，所述前面板和背板之间设置有容置空间，所述电路板安装在所述容置空间中。
进一步的，所述壳体为矩形壳体，所述矩形壳体的长度侧边设有卡沿，所述卡沿凸出于所述前面板的板面，所述卡沿在所述矩形壳体的宽度方向上对应设有两个，两个所述卡沿构成所述用于与手机固定连接的连接结构。
进一步的，所述壳体的底部设有凸出于所述前面板的下挡块，所述插接头凸出安装在所述下挡块的上侧位置，所述充电转接口朝下设置在所述下挡块的下部位置。
进一步的，所述插接头间隔设置在所述下挡块远离所述前面板的位置，所述插接头与所述前面板之间预留有容纳手机插接安装的插装间隔，所述充电转接口设置在所述插接头与所述背板之间。
进一步的，所述电路板为PCB主板，所述插接头与所述PCB主板之间连接有柔性PCB。
进一步的，所述壳体上还设有天线接头，所述天线接头与所述电路板电连接，所述充电接头上安装有通信天线。
本发明的物联网通信系统的技术方案为：
物联网通信系统包括手机和物联网通信装置，物联网通信装置包括壳体、设置在所述壳体内部的电路板，以及设置在所述壳体上的插接头，所述电路板上搭载有用于通信连接所述手机与工业设备之间的物联网通信模块，所述插接头与所述手机的充电接口插接配合；
所述插接头与所述电路板之间电连接，所述壳体上设有与所述手机固定连接的连接结构。
有益效果：使用时，将手机与物联网通信装置进行组合安装，通过插接头插装在手机的充电接口中，并且插接头还与壳体内部的电路板电连接，从而在手机与物联网通信装置的电路板之间形成可靠的电连接；利用手机的电源为电路板提供电能，借助于电路板上搭载的物联网通信模块，实现手机与工业设备之间的通信连接；使用手机的触控屏作为显示和触摸控制面板，触控操作的精确度和流畅性更好，省去了独立配置的电源和触摸屏，以及用于与手机通信连接的蓝牙通信模块，极大地简化了物联网通信装置的内部结构，有效降低了用户的使用成本。更重要的是，手机与插接头之间的插接配合，相比于无线蓝牙连接，数据传输的速率和稳定性更好，还避免了因蓝牙模块工作而造成耗电问题。
进一步的，所述壳体的底部还设有充电转接口，所述充电转接口与所述插接头导电连接。
进一步的，所述物联网通信模块为LoRa通信模块，或者，LoRaWAN通信模块。
进一步的，所述壳体包括前面板和背板，所述前面板和背板之间设置有容置空间，所述电路板安装在所述容置空间中。
进一步的，所述壳体为矩形壳体，所述矩形壳体的长度侧边设有卡沿，所述卡沿凸出于所述前面板的板面，所述卡沿在所述矩形壳体的宽度方向上对应设有两个，两个所述卡沿构成所述连接结构。
进一步的，所述壳体的底部设有凸出于所述前面板的下挡块，所述插接头凸出安装在所述下挡块的上侧位置，所述充电转接口朝下设置在所述下挡块的下部位置。
进一步的，所述插接头间隔设置在所述下挡块远离所述前面板的位置，所述插接头与所述前面板之间预留有容纳手机插接安装的插装间隔，所述充电转接口设置在所述插接头与所述背板之间。
进一步的，所述电路板为PCB主板，所述插接头与所述PCB主板之间连接有柔性PCB。
进一步的，所述壳体上还设有天线接头，所述天线接头与所述电路板电连接，所述充电接头上安装有通信天线。
附图说明
图1为本发明的物联网通信系统的具体实施例1中物联网通信系统的立体示意图；
图2为本发明的物联网通信系统的具体实施例1中物联网通信装置的立体示意图；
图3为本发明的物联网通信系统的具体实施例1中物联网通信装置(去掉前面板)的立体示意图；
图4为本发明的物联网通信系统的具体实施例1中物联网通信系统的横剖示意图。
图中：1、壳体；10、前面板；11、背板；12、插接头；13、卡沿；14、下挡块；15、充电转接口；16、通信天线；2、电路板；21、柔性PCB；22、天线接头；3、手机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的物联网通信系统的具体实施例1，如图1至图4所示，物联网通信系统包括手机3和物联网通信装置，其中，物联网通信装置包括壳体1、电路板2和插接头12，电路板2设置在壳体1的内部，电路板2上搭载有用于通信连接手机3与工业设备之间的物联网通信模块；壳体1上设有用于与手机3固定连接的连接结构，插接头12设置在壳体1的底部位置，插接头12用于与手机3的充电接口插接配合，插接头12与电路板2之间电连接。
使用时，将手机3与物联网通信装置进行组合安装，通过位于壳体1底部位置的插接头12插装在手机3的充电接口中，并且插接头12还与壳体1内部的电路板2电连接，从而在手机3与物联网通信装置的电路板2之间形成可靠的电连接；利用手机3的电源为电路板2提供电能，借助于电路板2上搭载的物联网通信模块，实现手机3与工业设备之间的通信连接；使用手机3的触控屏作为显示和触摸控制面板，触控操作的精确度和流畅性更好，省去了独立配置的电源和触摸屏，以及用于与手机通信连接的蓝牙通信模块，极大地简化了物联网通信装置的内部结构，有效降低了用户的使用成本。更重要的是，手机3与插接头12之间的插接配合，相比于无线蓝牙连接，数据传输的速率和稳定性更好，还避免了因蓝牙模块工作而造成耗电问题。
在本实施例中，壳体1的底部还设有充电转接口15，充电转接口15与插接头12导电连接。专门设置与插接头12导电连接的充电转接口15，通过充电转接口15对手机3接口进行拓展，既能保证手机3与电路板2之间的电连接，又可在手机电池的电量不足时，通过充电转接口15对手机3充电补充，确保了可长时间使用手机3进行物联网通信控制，提高了物联网通信装置的通用性。
需要说明的，插接头12与主流智能手机的充电接口类型一致，在本实施例中，插接头12为Micro usb接头，适用于大多数的安卓智能手机；另外，充电转接口15的类型为Microusb接口，使用常见的安卓手机充电线，将移动电源与充电转接口15连接，即可实现对手机3的充电补充，同时对物联网通信装置中的电路板2供电，不影响正常的物联网通信控制。
其中，物联网通信模块为LoRa通信模块，具体的，LoRa通信模块可选用的型号为RFM90，具有超低功耗和高性能的优点，频率范围为150至960MHz。在其他实施例中，为了满足不同的使用需求，LoRa通信模块还可选用F8L10D型号；或者，物联网通信模块不仅限于LoRa通信模块，可为LoRaWAN通信模块，适用于更大型的物联网网络数据通信场景。
其中，壳体1包括前面板10和背板11，前面板10和背板11之间设置有容置空间，电路板2安装在容置空间中。并且，壳体1为矩形壳体，矩形壳体的长度侧边设有卡沿13，卡沿13凸出于前面板10的板面，卡沿13在矩形壳体的宽度方向上对应设有两个，两个卡沿13构成用于与手机3固定连接的连接结构。两个卡沿13之间的横向距离与手机3的宽度相匹配，卡沿13远离前面板10的边缘设有内翻段，通过卡沿13的内翻段对手机3进行卡紧固定，从而使手机3与物联网通信装置之间形成可靠的组合结构，便于用户的操控使用和随身携带。
在本实施例中，壳体1的底部设有凸出于前面板10的下挡块14，插接头12凸出安装在下挡块14的上侧位置，充电转接口15朝下设置在下挡块14的下部位置。并且，插接头12间隔设置在下挡块14远离前面板10的位置，插接头12与前面板10之间预留有容纳手机3插接安装的插装间隔，充电转接口15设置在插接头12与背板15之间。如图4所示，插接头12安装在下挡块14的上部，且插接头12悬伸至下挡块14的左侧，充电转接口15设置在下挡块14的下部，且充电转接口15的接口方向朝右布置，将插接头12与充电转接口15朝向错开布置，避免了外接充电对正常组合使用时造成干涉影响。
另外，电路板2为PCB主板，插接头12与PCB主板之间连接有柔性PCB21。并且，壳体1上还设有天线接头22，天线接头22与电路板2电连接，充电接头22上安装有通信天线16，设置通信天线16提高了LoRa物联网通信的信号强度。
本发明的物联网通信系统的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，插接头不仅限于具体实施例1中的Micro usb接头，插接头可为Type－C接头，Type－C接头具有更快的数据传输速度以及更强的输电能力，适用于当前的新型安卓智能手机；再或者，为了专门适配于苹果智能手机，插接头12可为Lightning接头，Lightning接头具有结构小巧的优点。
本发明的物联网通信系统的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，充电转接口不仅限于具体实施例1中的Micro usb接口，充电转接口还可为Type－C接口或Lightning接口，并且，充电转接口与插接头的类型可一致，也可不同，均可实现手机为电路板供电和对手机充电补充的目的。
本发明的物联网通信系统的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，壳体上的连接结构不仅限于具体实施例1中的两个卡沿，连接结构还可为卡扣、绑带、吸盘或者磁吸片等结构，同样能够实现手机与壳体之间的固定连接。
本发明的物联网通信装置的具体实施例，与本发明的物联网通信系统的具体实施方式中物联网通信装置的各具体实施例相同，在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物联网通信装置，其特征是，包括壳体、设置在所述壳体内部的电路板，以及设置在所述壳体上的插接头，所述电路板上搭载有用于通信连接手机与工业设备之间的物联网通信模块，所述插接头用于与手机的充电接口插接配合；
所述插接头与所述电路板之间电连接，所述壳体上设有用于与手机固定连接的连接结构。
2.根据权利要求1所述的物联网通信装置，其特征是，所述插接头设置在所述壳体的底部，且所述壳体的底部还设有充电转接口，所述充电转接口与所述插接头导电连接。
3.根据权利要求1所述的物联网通信装置，其特征是，所述物联网通信模块为LoRa通信模块，或者，LoRaWAN通信模块。
4.根据权利要求2所述的物联网通信装置，其特征是，所述壳体包括前面板和背板，所述前面板和背板之间设置有容置空间，所述电路板安装在所述容置空间中。
5.根据权利要求4所述的物联网通信装置，其特征是，所述壳体为矩形壳体，所述矩形壳体的长度侧边设有卡沿，所述卡沿凸出于所述前面板的板面，所述卡沿在所述矩形壳体的宽度方向上对应设有两个，两个所述卡沿构成所述用于与手机固定连接的连接结构。
6.根据权利要求2所述的物联网通信装置，其特征是，所述壳体的底部设有凸出于所述前面板的下挡块，所述插接头凸出安装在所述下挡块的上侧位置，所述充电转接口朝下设置在所述下挡块的下部位置。
7.根据权利要求6所述的物联网通信装置，其特征是，所述插接头间隔设置在所述下挡块远离所述前面板的位置，所述插接头与所述前面板之间预留有容纳手机插接安装的插装间隔，所述充电转接口设置在所述插接头与所述背板之间。
8.根据权利要求1所述的物联网通信装置，其特征是，所述电路板为PCB主板，所述插接头与所述PCB主板之间连接有柔性PCB。
9.根据权利要求1所述的物联网通信装置，其特征是，所述壳体上还设有天线接头，所述天线接头与所述电路板电连接，所述充电接头上安装有通信天线。
10.一种物联网通信系统，包括手机和物联网通信装置，其特征是，所述物联网通信装置为权利要求1至9任一项所述的物联网通信装置。
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