CN207677744U - 一种基于NBIoT网络的数据传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NBIoT网络的数据传输装置，所述数据传输装置包括微控制器、NBIoT通讯模组以及若干个串口模组；所述NBIoT通讯模组以及串口模组均和所述微控制器连接。本实用新型的优点是：该装置利用串口模块以及NBIoT技术实现无线联网功能，具有低成本、高可靠性、后期使用费用低等特点，并可以大幅度减少现场施工和维护的复杂性，可以极大的减少设备和人力的投入成本，适合在工业、通信监控技术领域或其他设备需要实现NBIoT无线通信方面进行推广使用。

Description

一种基于NBIoT网络的数据传输装置

技术领域

本实用新型涉及数据传输装置，具体涉及一种基于NBIoT网络的数据传输装置。

背景技术

目前，工业或通信监控领域智能设备上行联网主要有光纤、以太网、3G/4G无线网络等方式。但光纤和以太网方式往往需要敷设大量线缆，造成工程施工和后期维护成本过大，3G/4G无线方式因运营商基站覆盖范围和所带终端容量有限，使得项目成本和费用一直居高不下。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于NBIoT网络的数据传输装置，该数据传输装置通过采用低成本的NBIoT模组，实现了低成本的数据传输。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种基于NBIoT网络的数据传输装置，所述数据传输装置包括微控制器、NBIoT通讯模组以及若干个串口模组；所述NBIoT通讯模组以及串口模组均和所述微控制器连接。

所述NBIoT通讯模组包括NBIoT模块、SIM卡模块以及射频天线；所述NBIoT模块与所述微控制器连接；所述SIM卡模块以及射频天线均与所述NBIoT模块连接。

所述串口模组为RS232模组；所述串口模组包括依次连接的对外接口、保护电路以及RS232电平转换模块，所述RS232电平转换模块通过光耦隔离模块与所述微控制器连接。

所述串口模组为RS485模组；所述串口模组包括依次连接的对外接口、保护电路以及RS485电平转换模块，所述RS485电平转换模块通过光耦隔离模块与所述微控制器连接。

所述串口模组连接有独立隔离电源模块。

所述微控制器以及所述NBIoT通讯模组均连接有供电模块。

所述微控制器连接有若干个状态指示灯。

所述微控制器具有一个配置控制引脚。

本实用新型的优点是：该装置利用串口模块以及NBIoT技术实现无线联网功能，具有低成本、高可靠性、后期使用费用低等特点，并可以大幅度减少现场施工和维护的复杂性，可以极大的减少设备和人力的投入成本，适合在工业、通信监控技术领域或其他设备需要实现NBIoT无线通信方面进行推广使用。

附图说明

图1为本实用新型基于NBIoT网络的数据传输装置的结构框图；

图2为本实用新型中串口模组的原理图；

图3为本实用新型中另一串口模组的原理图；

图4为本实用新型中NBIoT通讯模组的原理图；

图5为本实用新型中独立隔离电源模块的原理图；

图6为本实用新型中供电模块的原理图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6，图中标记1-15分别为：微控制器1、NBIoT通讯模组2、串口模组3a、串口模组3b、NBIoT模块4、SIM卡模块5、射频天线6、对外接口7a、对外接口7b、保护电路8a、保护电路8b、RS485电平转换模块9、RS232电平转换模块10、光耦隔离模块11、独立隔离电源模块12、供电模块13、状态指示灯14、配置控制引脚15。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种基于NBIoT网络的数据传输装置，该数据传输装置包括微控制器1、NBIoT通讯模组2以及若干个串口模组3（串口模组3是串口模组3a和串口模组3b的统称）；串口模组3以及NBIoT通讯模组2均与微控制器1连接；微控制器1用于将接收自串口模组3的数据通过NBIoT通讯模组2发送至指定设备，并将接收自NBIoT通讯模组2的数据转发至串口模组3。

如图4所示，本实施例中，NBIoT通讯模组2包括NBIoT模块4、SIM卡模块5以及射频天线6；微控制器1通过串行接口与NBIoT模块4连接；SIM卡模块5以及射频天线6均与所述NBIoT模块4连接；本实施例中NBIoT模块4与微控制器1的串行接口Uart3连接；通过NBIoT通讯模组2，微控制器1可以使用NBIoT的方式和远程服务器端进行通信。

如图1至3所示，本实施例中，微控制器1连接有两个串口模组3；串口模组3a是RS232模组，串口模组3b是RS232模组；通过串口模组3，微控制器1可以和连接在串口模组3上的外设或其他设备进行通信。

如图1、2所示，串口模组3a与微控制器1的串行接口Uart1连接；串口模组3a包括依次连接的对外接口7a、保护电路8a以及RS232电平转换模块10，所述RS232电平转换模块10的两根信号线通过光耦隔离模块11与串行接口Uart1的发送信号线Uart1_TXD和接收信号线Uart1_RXD连接；RS232电平转换模块10可将RS232电平与TTL电平相互转换。

如图1、3所示，串口模组3b与微控制器1的串行接口Uart2连接；串口模组3b包括依次连接的对外接口7b、保护电路8b以及RS485电平转换模块9，所述RS485电平转换模块9的两根信号线通过光耦隔离模块11与串行接口Uart2的发送信号线Uart2_TXD和接收信号线Uart2_RXD连接；RS485电平转换模块9可将RS485电平与TTL电平相互转换。

如图5所示，串口模组3a和串口模组3b由独立隔离电源模块12进行供电；独立隔离电源模块12输入电压为5V，独立隔离电源模块12具有两个电源输出端：Vcc_232和Vcc_485；这两个电源输出端分别用于向串口模组3a和串口模组3b供电。

如图6所示，微控制器1以及NBIoT通讯模组2均连接有供电模块13；供电模块13的输出端与独立隔离电源模块12的输出端不共地；供电模块13可输出5V和3.3V的电源；供电模块13输出的5V电源可作为独立隔离电源模块12输入电源。

如图1所示，微控制器1还连接有三个状态指示灯14；三个状态指示灯14分别用于指示NB网络状态、服务器连接状态和串行通信状态。

如图1所示，微控制器1包括一个配置控制引脚15；配置控制引脚连接有开关；通过开关可以调节配置控制引脚15的电平，进而控制微控制器1的配置状态；本实施例中，微控制器1可以是单片机、PLC或其他数字设备。

如图1所示，在本实施例的数据传输装置处于数据传输模式时，串口模组3接收到外设传来的数据后，微控制器1自动将收到的数据通过NBIoT通讯模组2透明传输至指定服务器上；NBIoT通讯模组2接收到服务器返回的数据后，微控制器1将返回的数据通过串口模组3透明传输至相应的外设；处于数据传输模式时，数据传输装置的工作过程具体包括以下步骤：

1）微控制器1实时检测串口模组3是否接收到外设发送的串行数据帧，当一帧串行数据接收完成后，微控制器1对其进行转码，并将转码后的数据通过NBIoT通讯模组2透明传输至指定服务器；

2）微控制器1实时检测NBIoT通讯模组2是否接收到服务器发送的返回数据帧；当返回数据帧接收完成后，微控制器1对其进行转码，并通过串口模组3透明传输至相应的外设。

如图1所示，微控制器1内部存储有服务器的IP地址和端口号；此外，微控制器1内还存储有外设的串口参数（波特率、帧格式、校验方式等）；微控制器1内存储的各种信息均可以通过命令进行配置；微控制器1的配置过程具体包括以下步骤：

1）从外部将微控制器1的配置控制引脚15的电平拉低100ms以上，微控制器1进入配置状态；在配置状态中，配置控制引脚15需要保持低电平状态；

2）在配置模式下，通过任意一个串口模组3向微控制器1发送配置信息，配置信息包括外设的串口参数、工作模式以及服务器的IP地址和端口号；

3）配置完成后，将配置控制引脚15的电平拉高，使得微控制器1进入数据传输模式；微控制器1在配置状态中接收到的配置信息自动更新，并立即生效。

本实施例的有益技术效果为：该装置利用串口模块以及NBIoT技术实现无线联网功能，具有低成本、高可靠性、后期使用费用低等特点，并可以大幅度减少现场施工和维护的复杂性，可以极大的减少设备和人力的投入成本，适合在工业、通信监控技术领域或其他设备需要实现NBIoT无线通信方面进行推广使用。

Claims (8)

1.一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述数据传输装置包括微控制器、NBIoT通讯模组以及若干个串口模组；所述NBIoT通讯模组以及串口模组均和所述微控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述NBIoT通讯模组包括NBIoT模块、SIM卡模块以及射频天线；所述NBIoT模块与所述微控制器连接；所述SIM卡模块以及射频天线均与所述NBIoT模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述串口模组为RS232模组；所述串口模组包括依次连接的对外接口、保护电路以及RS232电平转换模块，所述RS232电平转换模块通过光耦隔离模块与所述微控制器连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述串口模组为RS485模组；所述串口模组包括依次连接的对外接口、保护电路以及RS485电平转换模块，所述RS485电平转换模块通过光耦隔离模块与所述微控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述串口模组连接有独立隔离电源模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述微控制器以及所述NBIoT通讯模组均连接有供电模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述微控制器连接有若干个状态指示灯。

8.根据权利要求1所述的一种基于NBIoT网络的数据传输装置，其特征在于所述微控制器具有一个配置控制引脚。