CN209118101U - 多接口异构物联网接入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种多接口异构物联网接入设备，包括多个上板和一个底板；所述底板上设有多路卡槽，每个所述卡槽上对应安装一个上板；上板通过卡槽与底板连接；所述底板上还设有MCU主控芯片、POE电源电路、存储电路和以太网通信电路；所述卡槽连接MCU主控芯片的输入IO管脚，所述MCU主控芯片的电源管脚连接POE电源电路，的输出端，所述MCU主控芯片的数据管脚连接存储电路，所述MCU主控芯片的通信管脚连接以太网通信电路。采用MCU主控芯片和以太网通信芯片相结合的电路结构，由于MCU主控芯片与以太网通信芯片相连接，用户通过将上位机连接以太网通信芯片，利用上位机便可以实现对底板上的MCU主控芯片和上板上的微控单片机同时进行远程配置，提高了采集器对所有传感器的适应性。

Description

多接口异构物联网接入设备

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，特别涉及一种多接口异构物联网接入设备。

背景技术

随着科技的发展，物联网的时代已经到来。目前市场上销售的支持物联网的终端众多，但其集中表现出来的特性是：功能单一，外部接口较少，设计简单，仅满足单一应用或单一应用的部分扩展，并且现有的物联网采集器所扩展的传感器的接口是固定的，一旦更换传感器时，由于新接入的传感器的接口与物联网采集器的接口不对应，可能导致新接入的传感器无法识别，因此现有的物联网采集器，在更换传感器时，或者在用户更换传感器接口时，也会导致传感器无法识别。现有的采集器需要进行现场确认传感器类型后，通过现场连接传感器定义端口，修改通信协议之后，新的传感器才能使用，无法实现远程修改，并且所连接的传感器数目有限，当多个传感器同时连接时，无法保证数据上传的带宽，造成传输延时，如果遇到更换传感器的情况很不方便；另一方面，现有的物联网传感器采集器大多采用单层电路板设计，需要扩展多路接口时，无法在原有电路板的基础上进行多路扩展，电路面积大，结构不紧凑，使用时极为不方便，再次，由于使用的主控MCU芯片为程序固化的单一功能芯片，因此当更换的传感器，需要改变主控MCU芯片程序，才能实现采集结果的传输时，就必须完全进行更换，现有的采集器从硬件结构上不支持远程对主控制芯片进行远程设置，因此，本申请针对以上问题，提出了一种通用多接口物联网数据采集器。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种多接口异构物联网接入设备，包括多个上板和一个底板；所述底板上设有多路卡槽，每个所述卡槽上对应安装一个上板；所述上板包括微控电路和传感器接口电路；所述传感器接口电路的输入端连接物联网中的传感器，所述传感器接口电路的输出端连接微控电路，所述微控电路的下端设有触点，所述微控电路通过触点与底板上的卡槽连接；所述底板上还设有MCU主控芯片、POE电源电路、存储电路和以太网通信电路；所述卡槽连接MCU主控芯片的输入IO管脚，所述MCU主控芯片的电源管脚连接POE电源电路，的输出端，所述MCU主控芯片的数据管脚连接存储电路，所述MCU主控芯片的通信管脚连接以太网通信电路。

所述POE电源电路包括POE转换芯片和降压芯片，所述POE转换芯片的输入端连接网口，所述POE转换芯片的输出端通过连接电感连接至降压芯片的输入管脚，所述降压芯片的输出管脚连接MCU主控芯片的电源管脚。

优选的，所述MCU主控芯片的型号为STM32F407VGT6，所述以太网通信芯片的型号为LAN8720A。

在上述任一方案中优选的是，所述微控电路包括微控单片机和电压转换器；所述微控单片的电源管脚与电压转换器的输出端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述底板上还设有多个RJ45接口，每一个RJ45接口与两个上板上的RJ45接口电路相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述传感器接口电路包括串口芯片，所述串口芯片输入管脚通过连接卡槽连接RJ45接口；所述串口芯片的输出管脚连接微控单片机的通信管脚。

在上述任一方案中优选的是，所述以太网通信电路包括网口和以太网转换芯片，所述以太网转换芯片的第一通信管脚连接网口，所述以太网转换芯片的第二通信管脚连接MCU主控芯片的通信管脚。

在上述任一方案中优选的是，所述存储电路包括两个EEPROM存储芯片，每个所述EEPROM存储芯片的数据管脚分别与MCU主控芯片的数据管脚连接。

根据本实用新型实施例提供的一种多接口异构物联网接入设备相比于现有的物联网接入设备至少具有以下优点：

1、采用MCU主控芯片和以太网通信芯片相结合的形式，由于MCU主控芯片与以太网通信芯片相连接，用户通过将上位机连接以太网通信芯片，用于利用此硬件结构，即可实现利用上位机对底板上的MCU主控芯片和上板上的微控单片机同时进行远程配置，提高了采集器对所有传感器的适应性。

2、采用上板通过卡槽插接到底板的方式，上板能够灵活的在底板上进行安装和拆卸，可以根据需要进行灵活设置，相比于单层电路板结构，其有利于满足多种用途形式的需求，应用的灵活性及适用性较好，且其设计结构紧凑，内部的零部件具有良好的互换性，为现场安装和维护提供了方便，从而有效降低了现场设备维护成本，提高了设备安装维修的效率。

3、采用POE电源供电，简化了电路结构，节省了整个采集器的内部空间，不用专门设置电源转换模块，避免了电源转换过程中造成的功率损耗。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种多接口异构物联网接入设备的电路连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种多接口异构物联网接入设备的MCU主控芯片的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的多接口异构物联网接入设备的POE电源电路的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的多接口异构物联网接入设备的微控单片机的电路原理图；

图5为本实用新型实施例提供的多接口异构物联网接入设备的以太网通信电路的电路原理图；

图中：

1、上板；2、底板；3、卡槽；4、MCU主控芯片；5、POE电源电路；6、存储电路；7、RJ45接口；8、以太网通信电路；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型实施例的一种多接口异构物联网接入设备，包括多个上板1和一个底板2；所述底板2上设有多路卡槽3，每个所述卡槽3上对应安装一个上板1；所述上板1包括微控电路和传感器接口电路；所述传感器接口电路的输入端连接物联网中的传感器，所述传感器接口电路的输出端连接微控电路，所述微控电路的下端设有触点，所述微控电路通过触点与底板2上的卡槽3连接；所述底板2上还设有MCU主控芯片4、POE电源电路5、存储电路6和以太网通信电路8；所述卡槽3连接MCU主控芯片4的输入IO管脚，所述MCU主控芯片4的电源管脚连接POE电源电路5的输出端，所述MCU主控芯片4的数据管脚连接存储电路6，所述MCU主控芯片4的通信管脚连接以太网通信电路8。

如图2所示，所述MCU主控芯片的型号为STM32F407VGT6，所述以太网通信芯片的型号为LAN8720A。所述底板上还设有多个RJ45接口，每一个RJ45接口与两个上板上的RJ45接口电路相连接。

如图3所示，所述POE电源电路包括POE转换芯片和降压芯片，所述POE转换芯片的输入端连接网口，所述POE转换芯片的输出端通过连接电感连接至降压芯片的输入管脚，所述降压芯片的输出管脚连接MCU主控芯片的电源管脚。由此实现了通过网线即可进行供电，无需另设电源，减小了整个模块的体积，简化了电路结构。

如图4-5所示，所述微控电路包括微控单片机和电压转换器；所述微控单片的电源管脚与电压转换器的输出端相连接。微控单片机采用型号为ATMEGA328。所述传感器接口电路包括串口芯片，所述串口芯片输入管脚通过连接卡槽连接RJ45接口；所述串口芯片的输出管脚连接微控单片机的通信管脚。其中电压转换器的输入端与卡槽连接，用于从底板获电，电压转换器的输出端输出3.3V电压，用于给上板的微控单片机和串口芯片供电；微控单片机接收采集电路发送的传感器采集的信号，微控单片机的数据管脚NSS管脚、MOSI管脚和MISO管脚与卡槽连接，在通过卡槽将传感器采集的信号通过以太网MCU主控电路上传至上位机，用户可以通过在上位机上配置各个上板的端口信息，即可实现对采集器接口的远程配置，无需工作人员现场调试。

所述以太网通信电路包括网口和以太网转换芯片，所述以太网转换芯片的第一通信管脚连接网口，所述以太网转换芯片的第二通信管脚连接MCU主控芯片的通信管脚。所述存储电路包括两个EEPROM存储芯片，每个所述EEPROM存储芯片的数据管脚分别与MCU主控芯片的数据管脚连接。

如图5所示，其中，以太网转换芯片采用型号为LAN8720A的转换芯片，LAN8720A的TD0管脚对应连接网口的TD+管脚，LAN8720A的RD0管脚对应连接网口的RD+管脚。以太网转换芯片的TD1管脚对应连接MCU主控芯片的RD通信管脚。由此实现，当网口通过网线接入上位机时，上位机下发的信息通过网口传输至以太网转换芯片，在通过以太网转换芯片传输至MCU主控芯片的通信管脚，由此实现上位机通过远程即可对MCU主控芯片的调试。

本实用新型的工作过程为，当MCU主控芯片调试完成之后，RJ45接口可以连接传感器，也可以同时连接物联网中的执行器，根据所连接的传感器的类型，只需要调节上板上的采集电路的电路结构即可实现，对新型传感器数据的采集，无需整体更换，当连接执行器时，只需要在控制执行器的上板上设置继电器与微控单片机的输出管脚连接，通过继电器对物联网中的执行器进行控制，用户通过上位机对每个上板设置控制条件，上位机利用网口将控制条件发送至MCU主控芯片，再MCU主控芯片发送至卡槽，经过卡槽连接的触点，实现对微控单片机中的原有的指令进行修改，当控制执行器时MCU主控芯片，根据接收到的传感器采集的数据，控制连接执行器的上板，一旦满足继电器的触发条件，即可控制继电器触发，实现对继电器的控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种多接口异构物联网接入设备，包括多个上板和一个底板；其特征在于，所述底板上设有多路卡槽，每个所述卡槽上对应安装一个上板；

所述上板包括微控电路和传感器接口电路；所述传感器接口电路的输入端连接物联网中的传感器，所述传感器接口电路的输出端连接微控电路，所述微控电路的下端设有触点，所述微控电路通过触点与底板上的卡槽连接；

所述底板上还设有MCU主控芯片、POE电源电路、存储电路和以太网通信电路；所述卡槽连接MCU主控芯片的输入IO管脚，所述MCU主控芯片的电源管脚连接POE电源电路，的输出端，所述MCU主控芯片的数据管脚连接存储电路，所述MCU主控芯片的通信管脚连接以太网通信电路；

所述POE电源电路包括POE转换芯片和降压芯片，所述POE转换芯片的输入端连接网口，所述POE转换芯片的输出端通过连接电感连接至降压芯片的输入管脚，所述降压芯片的输出管脚连接MCU主控芯片的电源管脚。

2.根据权利要求1所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述MCU主控芯片的型号为STM32F407VGT6，所述以太网通信芯片的型号为LAN8720A。

3.根据权利要求1所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述微控电路包括微控单片机和电压转换器；所述微控单片的电源管脚与电压转换器的输出端相连接。

4.根据权利要求1所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述底板上还设有多个RJ45接口，每一个RJ45接口与两个上板上的RJ45接口电路相连接。

5.根据权利要求4所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述传感器接口电路包括串口芯片，所述串口芯片输入管脚通过连接卡槽连接RJ45接口；所述串口芯片的输出管脚连接微控单片机的通信管脚。

6.根据权利要求1所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述以太网通信电路包括网口和以太网转换芯片，所述以太网转换芯片的第一通信管脚连接网口，所述以太网转换芯片的第二通信管脚连接MCU主控芯片的通信管脚。

7.根据权利要求1所述的多接口异构物联网接入设备，其特征在于，所述存储电路包括两个EEPROM存储芯片，每个所述EEPROM存储芯片的数据管脚分别与MCU主控芯片的数据管脚连接。