CN209844992U - 一种节电网关 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种节电网关，其包括供电管理设备、第一主控芯片和第二主控芯片，所述供电管理设备包括供电连接端口、电压采集装置、电压输出端口，所述第一主控芯片与所述第二主控芯片连接，且分别与所述电压输出端口电连接；所述电压输出端口用于输出第一电压或第二电压；所述第一主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压时，获取并处理第一数据；所述第二主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压或所述第二电压时，获取第二数据。本实用新型设计合理巧妙，满足了兼顾高运算和低功耗的使用要求，解决网关在断市电、移动或长时间待机时高耗能的问题，通过切换低功耗模式，大大地减少耗电量，提高了续航能力，达到节电目的。

Description

一种节电网关
技术领域
本实用新型涉及电子通信技术领域，具体涉及一种节电网关。
背景技术
网关是工业物联网的主要硬件装置，具有网络传输、数据采集与处理、边缘计算及远程运维的功能。目前，大部分网关采用单个主控芯片，如ARM9系列芯片，若网关处于断市电、移动或长时间待机状态，此类高功耗的主控芯片持续工作，而不断消耗网关内置电池的电量，极易造成因内置电池的电量不足而影响网关正常工作，导致续航能力不足，使用寿命短，无法满足在内置电池供电状态下长时间续航工作的要求。因此，设计和研发出一种低功耗的节电网关显得尤其重要。
实用新型内容
为了克服上述技术问题，本实用新型公开了一种节电网关。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种节电网关，所述网关包括供电管理设备、第一主控芯片和第二主控芯片，所述供电管理设备包括供电连接端口、电压采集装置、电压输出端口，所述第一主控芯片与所述第二主控芯片连接，且分别与所述电压输出端口电连接；
所述供电连接端口用于连接电源；
所述电压采集装置用于采集第一电压或第二电压；
所述电压输出端口用于输出所述第一电压或所述第二电压；
所述第一主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压时，获取并处理第一数据；
所述第二主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压或所述第二电压时，获取第二数据。
上述的节电网关，其中所述电压输出端口电连接有第一电源模块和第二电源模块，所述第一主控芯片、所述第二主控芯片分别电连接于所述第一电源模块和所述第二电源模块。
上述的节电网关，其中所述电压输出端口还电连接有第三电源模块，所述网关还包括通讯装置，所述通讯装置电连接于所述第三电源模块。
上述的节电网关，其中所述第一电源模块、所述第二电源模块和所述第三电源模块均采用DC/DC转换器。
上述的节电网关，其中所述供电连接端口包括第一连接端口和第二连接端口，所述第一连接端口与用于输出所述第一电压的外接电源连接，所述第二连接端口与用于输出所述第二电压的内置电池连接
上述的节电网关，其中所述第一主控芯片还电连接有继电器模块和第四电源模块，所述第四电源模块电连接有授权装置。
上述的节电网关，其中所述授权装置包括以太网芯片、加密芯片和WiFi模块。
上述的节电网关，其中所述第四电源模块采用DC/DC转换器。
上述的节电网关，其中所述第一主控芯片采用ARM9处理器。
上述的节电网关，其中所述第二主控芯片电连接有定位装置、监控装置和存储器。
上述的节电网关，其中所述第二主控芯片采用STM32芯片。
本实用新型的有益效果为：本实用新型设计合理巧妙，满足了网关在工作时兼顾高运算和低功耗的使用要求，解决了网关在断市电、移动或长时间待机时高耗能的问题，通过切换低功耗模式，大大地减少耗电量，提高了续航能力，达到节电目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1，本实施例提供的一种节电网关，所述网关安装于设备上，所述网关包括供电管理设备1、第一主控芯片2和第二主控芯片3，所述供电管理设备1包括供电连接端口12、电压采集装置13、电压输出端口14，所述第一主控芯片2与所述第二主控芯片3连接，且分别与所述电压输出端口14电连接；
所述供电连接端口12用于连接电源；
所述电压采集装置13用于采集第一电压或第二电压；
所述电压输出端口14用于输出所述第一电压或所述第二电压；
所述第一主控芯片2用于在所述电压输出端口14输出所述第一电压时，获取并处理第一数据；
所述第二主控芯片3用于在所述电压输出端口14输出所述第一电压或所述第二电压时，获取第二数据。
具体的，当所述电压输出端口14向所述第一主控芯片2和所述第二主控芯片3输出所述第一电压时，即此时所述网关进入工作模式，所述第二主控芯片3获取所述第二数据后上传至所述第一主控芯片2，所述第一主控芯片2获取并处理所述第一数据；当所述电压输出端口14向所述第二主控芯片3输出所述第二电压时，即所述网关进入低功耗模式，所述第一主控芯片2停止工作，所述第二主控芯片3获取所述第二数据；其中，所述第一主控芯片2与所述第二主控芯片3通过串口连接，便于所述第二主控芯片3将所述第二数据上传至所述第一主控芯片2；根据输入不同的电压，控制相应的主控芯片工作，通过切换低功耗模式，大大地减少耗电量，达到节电目的，满足了高运算和低功耗的使用要求，提高了续航能力。
其中，所述第一数据至少包括所述设备的位置数据、加速度数据、传感数据和工作生成的数据，所述第二数据至少包括所述设备的位置数据和加速度数据。
较佳的实施例中，所述电压输出端口14电连接有第一电源模块41和第二电源模块42，所述第一主控芯片2、所述第二主控芯片3分别电连接于所述第一电源模块41和所述第二电源模块42；优选的，所述第一电源模块41输出5V的电压，所述第二电源模块42输出3.3V的电压。
其中，所述第一电源模块41和所述第二电源模块42用于调节输出电压，优选地，所述第一电源模块41和所述第二电源模块42均采用DC/DC转换器；当所述第一主控芯片2或所述第二主控芯片3不需要运行时，关闭对应的所述第一电源模块41或所述第二电源模块42，避免造成不必要的能耗，降低耗电量；具体的，当所述供电管理设备1向所述第二主控芯片3输出所述第二电压时，即所述网关进入低功耗模式，所述第二主控芯片3获取所述第二数据，同时，所述第一电源模块41关闭以使所述第一主控芯片2停止工作。
进一步地，所述电压输出端口14还电连接有第三电源模块43，所述网关还包括通讯装置5，所述通讯装置5电连接于所述第三电源模块43，所述通讯装置5用于将所述第一数据和/或所述第二数据上传至后台，确保数据的实时性，便于后台监控；具体的，所述第三电源模块43输出3.8V的电压，所述通讯装置5至少包括2G模块、3G模块、4G模块、5G模块中的一种或多种。
其中，所述第三电源模块43用于调节输出电压，优选地，所述第三电源模块43采用DC/DC转换器；当所述通讯装置5不需要运行时，关闭所述第三电源模块43，避免造成不必要的能耗，降低耗电量；具体的，当所述通讯装置5不需要上传数据至后台时，所述第三电源模块43关闭以使所述第通讯装置5停止工作。
较佳的实施例中，所述供电连接端口12包括第一连接端口和第二连接端口，所述第一连接端口与用于输出所述第一电压的外接电源15连接，所述第二连接端口与用于输出所述第二电压的内置电池11连接。
其中，所述第一电压为由所述外接电源15提供并进行降压稳压后的电压，所述第二电压由所述内置电池11提供；优选的，所述供电管理设备1采用BQ24133芯片，所述外接电源15为连接市电的所述设备，所述第一电压为12-30V，所述第二电压为7-8.4V；具体的，当所述供电管理设备1输入所述第一电压，即此时所述设备连接市电，由所述外接电源15提供所述第一电压；当所述供电管理设备1输入所述第二电压，即此时所述设备断开市电，并接通所述内置电池11，由所述内置电池11提供所述第二电压。
较佳的实施例中，所述第一主控芯片2还电连接有继电器模块21和第四电源模块44，所述第四电源模块44电连接有授权装置22，所述授权装置22包括以太网芯片221、加密芯片222和WiFi模块223，所述以太网芯片221用于接收设备发出的开机请求，所述加密芯片222用于根据所述开机请求反馈开机授权信息，所述WiFi模块223用于在连接市电的所述设备正常工作和处于WiFi信号覆盖范围内时上传所述第一数据至后台；当所述供电管理设备1输入所述第一电压时，所述继电器模块21开启所述第一主控芯片2以获取并处理所述第一数据；当所述供电管理设备1输入所述第二电压时，所述继电器模块21关闭所述第一主控芯片2以中断获取所述第一数据，便于根据输入不同的电压，及时开启或关闭所述第一主控芯片2，为了进一步降低耗电量，提高了续航能力。
其中，所述第四电源模块44用于调节输出电压，优选地，所述第四电源模块44采用DC/DC转换器；当所述设备开机后，所述授权装置22不需要运行时，关掉所述第四电源模块44，避免造成不必要的能耗，降低耗电量。
具体的，当所述供电管理设备1输入所述第一电压时，所述以太网芯片221接收到所述设备发出的开机请求，所述加密芯片222反馈开机授权信息，所述设备方可开机，其中，所述开机授权信息至少包括应答编码、密钥、激活码、验证码、许可指令中的一种；优选的，所述以太网芯片221采用IP175D。
进一步地，所述第一主控芯片2电连接有通信接口，所述网关通过所述通信接口安装于所述设备上，实现所述网关与所述设备之间的信息交换，便于所述第一主控芯片2采集所述第一数据；优选地，所述通信接口为RS-232接口和RS-485接口。
较佳的实施例中，所述第一主控芯片2采用ARM9处理器；所述第二主控芯片3采用STM32芯片；优选的，所述第一主控芯片2采用IMX280，所述第二主控芯片3采用STM32L051C8芯片；其中，所述第一主控芯片2为高性能芯片，所述第二主控芯片3为低功耗芯片，当所述供电管理设备1输入所述第一电压时，所述第一主控芯片2和所述第二主控芯片3同时工作，满足网关高运算、高性能的特点；当所述供电管理设备1输入所述第二电压时，所述第二主控芯片3工作，满足网关在所述内置电池11供电状态下长时间续航工作的要求。
进一步地，所述第二主控芯片3电连接有定位装置31、监控装置32和存储器33，所述定位装置31用于采集所述第二数据并上传至所述第二主控芯片3；所述监控装置32用于接收所述设备发生位移时产生的瞬时信号，并唤醒所述定位装置31以采集所述第二数据；所述存储器33用于存储所述第二数据。
为了进一步地降低耗电量，当所述监控装置32未接收到所述瞬时信号时，所述定位装置31以第一时间间隔采集一次所述第二数据；当所述监控装置32接收到所述瞬时信号，所述定位装置31以第二时间间隔采集一次所述第二数据；其中，所述第一时间大于所述第二时间；所述第一时间为所述监控装置32未接收到所述瞬时信号时采集所述第二数据的时间间隔，所述第二时间为所述监控装置32接收到所述瞬时信号时采集所述第二数据的时间间隔；所述第一时间和所述第二时间根据实际的使用环境和精度要求设置，且所述定位装置31每采集一次所述第二数据后进入休眠状态，待所述第一时间或所述第二时间后再次采集所述第二数据，减少耗电量，提高续航能力，以达到节电的目标。
具体的，当所述监控装置32接收到所述瞬时信号时，即此时设备处于移动状态，所述网关进入低功耗模式，所述定位装置31被唤醒并采集所述第二数据，并由所述存储器33存储所述第二数据；其中，所述定位装置31为GPS模块，所述监控装置32至少包括加速度传感器、振动传感器、光传感器、声音传感器、磁传感器、温度传感器中的一种，所述瞬时信号至少包括振动信号、光信号、声信号、磁信号、温度信号中的一种；优选的，所述监控装置32为三轴加速度传感器LIS3DH，所述瞬时信号为振动信号。
本实用新型的工作过程：当所述供电管理设备1输入所述第一电压时，此时所述网关处于工作模式，所述第二主控芯片3获取所述第二数据后上传至所述第一主控芯片2，所述第一主控芯片2获取并处理所述第一数据，所述通讯装置5将所述第一数据上传至后台；当所述供电管理设备1输入所述第二电压时，此时所述网关处于低功耗模式，所述第一主控芯片2停止工作，所述第二主控芯片3获取所述第二数据，所述通讯装置5将所述第二数据上传至后台；若所述监控装置32接收到所述瞬时信号，则所述网关进入低功耗模式，所述第一主控芯片2停止工作，所述供电管理设备1输入所述第二电压，所述第二主控芯片3获取所述第二数据，所述通讯装置5将所述第二数据上传至后台。
本实用新型设计合理巧妙，满足了兼顾高运算和低功耗的使用要求，解决了网关在断市电、移动或长时间待机时高耗能的问题，通过切换低功耗模式，大大地减少耗电量，提高了续航能力，达到节电目的。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种节电网关，其特征在于，所述网关包括供电管理设备、第一主控芯片和第二主控芯片，所述供电管理设备包括供电连接端口、电压采集装置、电压输出端口，所述第一主控芯片与所述第二主控芯片连接，且分别与所述电压输出端口电连接；
所述供电连接端口用于连接电源；
所述电压采集装置用于采集第一电压或第二电压；
所述电压输出端口用于输出所述第一电压或所述第二电压；
所述第一主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压时，获取并处理第一数据；
所述第二主控芯片用于在所述电压输出端口输出所述第一电压或所述第二电压时，获取第二数据。
2.根据权利要求1所述的节电网关，其特征在于，所述电压输出端口电连接有第一电源模块和第二电源模块，所述第一主控芯片、所述第二主控芯片分别电连接于所述第一电源模块和所述第二电源模块。
3.根据权利要求2所述的节电网关，其特征在于，所述电压输出端口还电连接有第三电源模块，所述网关还包括通讯装置，所述通讯装置电连接于所述第三电源模块。
4.根据权利要求3所述的节电网关，其特征在于，所述第一电源模块、所述第二电源模块和所述第三电源模块均采用DC/DC转换器。
5.根据权利要求1所述的节电网关，其特征在于，所述供电连接端口包括第一连接端口和第二连接端口，所述第一连接端口与用于输出所述第一电压的外接电源连接，所述第二连接端口与用于输出所述第二电压的内置电池连接。
6.根据权利要求1所述的节电网关，其特征在于，所述第一主控芯片还电连接有继电器模块和第四电源模块，所述第四电源模块电连接有授权装置。
7.根据权利要求6所述的节电网关，其特征在于，所述授权装置包括以太网芯片、加密芯片和WiFi模块。
8.根据权利要求6所述的节电网关，其特征在于，所述第一主控芯片采用ARM9处理器。
9.根据权利要求1所述的节电网关，其特征在于，所述第二主控芯片电连接有定位装置、监控装置和存储器。
10.根据权利要求9所述的节电网关，其特征在于，所述第二主控芯片采用STM32芯片。
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