CN210578532U - 一种电路及多通道装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电路及多通道装置，涉及通讯技术领域。用于解决现有短信发送方式均存在不具备无线网络接入的功能，无法实现整个系统设备的多网络接入和网络备份功能的问题。该电路包括：MCU、4G单元、网络传输单元和供电单元；MCU包括第一通用输入/输出口，至少二个第二通用输入/输出口和串行外设接口；第一通用输入/输出口用于通过拨码电路将MUC控制单元所在的电路设置为主电路模块或从电路模块；第二通用输入/输出口用于确定与主电路模块电联接的从电路模块的地址；串行外设接口用于进行与主电路模块电联接的多个从电路模块之间的信息交互；MCU分别与4G单元，网络传输单元和供电单元电联接。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯技术领域，更具体的涉及一种电路及多通道装置。
背景技术
针对应急管理系统或监测预警系统中的报警提醒和信息发布功能，目前主要有三种实现方式，一是USB(英文为：Universal Serial Bus，中文为：通用串行总线)接口的短信猫，二是网络短信服务器，三是短信网关。
短信猫是一种依靠USB接口连接的短信发送装置，有单路和多路的区别，虽然当前可以支持4G(英文为：the 4 Generation mobile communication technology，中文为：4G网络)网络发送短信，但其缺点是供电不稳定、信号易受干扰、设备集成度低且多路装置不具备短信调度功能；网络短信服务器是一种依赖于第三方短信服务器运营商的发送方式，它是建立在公共互联网的基础上进行短信发送的，其缺点是易受第三方运营商和网络稳定性的限制，且不可运行在内网或专网环境中，同时预存费用不方便，需要单独与第三方运营商先签署使用合同后才可充值使用；短信网关是目前最常见的短信发送装置。
当前有两类提供商，一种是电信运行商的短信网关，其优点是短信直接发送到运营商的服务器，减少了中间转发次数和延迟，但其缺点是一般的应用场景因短信发送量不是很大，电信运营商提供服务的意愿较低；另一种普通厂商生产的短信网关，目前能提供的是基于2G网络的单一GSM(英文为：Global System for Mobile Communication，中文为：全球移动通信系统)或CDMA(英文为：CodeDivisionMultipleAccess，中文为：码分多址)制式的短信网关，且不具备短信调度功能，也不支持每一路短信发送模块的信号状态，是否欠费等查询功能。另外，近年来随着国内三大运营商相继宣布退出2G网络，目前市场上所有类型的短信发送设备也将不能在GSM/CDMA制式的2G网络中发送短信。
综上所述，现有的短信发送方式均存在不具备无线网络接入的功能，无法实现整个系统设备的多网络接入和网络备份功能的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种电路及多通道装置，用于解决现有短信发送方式均存在不具备无线网络接入的功能，无法实现整个系统设备的多网络接入和网络备份功能的问题。
本实用新型实施例提供了一种电路，包括：MCU、4G单元、网络传输单元和供电单元；
所述MCU包括第一通用输入/输出口，至少二个第二通用输入/输出口和串行外设接口；所述第一通用输入/输出口用于通过拨码电路将所述MUC控制单元所在的电路设置为主电路模块或从电路模块；所述第二通用输入/输出口用于确定与所述主电路模块电联接的所述从电路模块的地址；所述串行外设接口用于进行与所述主电路模块电联接的多个所述从电路模块之间的信息交互；
所述MCU分别与所述4G单元，所述网络传输单元和所述供电单元电联接。
优选地，所述4G单元包括第一通讯模块和第二通讯模块；
第一通讯模块和第二通讯模块分别与所述MCU电联接。
优选地，所述供电单元包括第一DC-DC电源芯片，第二DC-DC电源芯片，第一LDO和第二LDO；
所述供电单元通过所述第一DC-DC电源芯片向所述4G单元提供4.2V电源；
所述供电单元通过所述第二DC-DC电源芯片和第一LDO向所述MCU提供3.3V电源；
所述供电单元通过所述第二DC-DC电源芯片和第二LDO向所述网络芯片提供1.8V电源。
本实用新型实施例还提供了一种多通道装置，包括上述至少2个电路。
优选地，1个所述电路包括的第一通用输入/输出口的选拔电路用于将所述电路设置为主电路模块的，至少1个所述电路包括的所述第一通用输入/输出口的选拔电路均用于将所述电路设置为从电路模块；
将所述主电路模块所在的所述电路设置为第一电路，将所述从电路模块所在的所述电路设置为第二电路；
所述第一电路的第二通用输入/输出口分别与所述第二电路的第二通用输入/输出口电联接；
所述第一电路的串行外设接口分别与所述第二电路的串行外设接口电联接。
本实用新型实施例提供了一种电路，包括：MCU、4G单元、网络传输单元和供电单元；所述MCU包括第一通用输入/输出口，至少二个第二通用输入/输出口和串行外设接口；所述第一通用输入/输出口用于通过拨码电路设置主电路模块或从电路模块；所述第二通用输入/输出口用于确定所述从电路模块的地址；所述串行外设接口用于进行所述主电路模块和所述从电路模块之间的信息交互；所述MCU分别与所述4G单元，所述网络传输单元和所述供电单元电联接。该电路采用4G单元结合MCU，可以实现实现多路短信发送的调度功能，以及4G无线网的自动接入功能；解决了USB短信猫的短信发送方式信号不稳定，供电不稳定，抗干扰度低，短信发送失败率高等问题；解决了短信服务器依赖公共互联网易受网速和服务器稳定性造成短信发送不成功的问题，解决了取消2G网络下市场上2G网络短信网关无法发送短信的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种多通道装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1示例性的示出了本实用新型实施例提供的的一种电路结构示意图，如图1所示，该电路主要包括有MCU(英文为：Microcontroller Unit，中文为：微控制单元)控制单元、4G单元、网络传输单元和供电单元。
其中，MCU采用UART外设资源充足的STM32F103RET6作为主控芯片，4G单元采用两块SIMCOM7600CE通讯模块芯片，均可以支持GSM，TD-SCDMA(英文为：Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，中文为：时分同步码分多址)，CDMA，WCDMA(英文为：Wideband Code Division Multiple Access，中文为：宽频码分多址)，TDD-LTE(英文为：Time Division Long Term Evolution，中文为：分时长期演进)和FDD-LTE(英文为：Frequency Division Duplexing Long Term Evolution，中文为：频分双工长期演进)网络通讯；网络传输单元采用CH9121芯片，其内部集成TCP/IP协议栈，可实现网络数据包和串口数据的双向透明传输。
如图1所示，MCU分别与4G单元，网络传输单元和供电单元电联接。该MCU包括一个第一通用输入/输出口，至少二个第二通用输入/输出口和串行外设接口。具体地，第一通用输入/输出口用于通过拨码电路设置将MCU所在电路设置为主电路模块或从电路模块，比如，当拨码电路设置为1时，则会将第一通用输入/输出口所在电路设置为主电路模块；而当拨码电路设置为0时，则会将第一通用输入/输出口所在电路设置为从电路模块。第二通用输入/输出口用于确定与主电路模块电联接的从电路模块的地址，从而可以方便主电路模块和从电路模块之间执行任务；串行外设接口用于进行与主电路模块电联接的从电路模块之间的信息交互，比如，进行主电路模块和从电路模块之间的命令下发、状态回传和数据传输等信息交互。设计主从模块的主要目的是为了下发命令或上报信息的统一处理、高效执行和通道扩展方便。
在本实用新型实施例中，4G单元包括第一通讯模块和第二通讯模块，第一通讯模块和第二通讯模块分别与MUC控制单元电联接。一个4G模块为一个通道，一个标准电路板上设计2个通道，此设计的好处是支持最少2路的短信发送通道和无线网络接入，才能实现任务分配处理和备份的功能；而多个标准电路则可以实现更多通道的扩展，有助于实现大批量任务的高效执行。
进一步地，本实用新型实施例所提供的供电单元主要包括第一DC-DC电源芯片，第二DC-DC电源芯片，第一LDO(英文为：low dropout regulator，中文为：低压差线性稳压器)和第二LDO，其中，供电单元通过第一DC-DC电源芯片向4G单元提供4.2V电源；通过第二DC-DC电源芯片和第一LDO向MCU提供3.3V电源；通过第二DC-DC电源芯片和第二LDO向网络芯片提供1.8V电源。在实际应用中，第一DC-DC电源芯片和第二DC-DC电源芯片可以是型号为RT7272B的芯片，第一LDO可以是型号为AMS1117-3.3的芯片，第二LDO可以是型号为AMS1117-1.8的芯片。
综上所述，本实用新型实施例提供了一种电路，该电路采用4G单元结合MCU，可以实现实现多路短信发送的调度功能，以及4G无线网的自动接入功能；解决了USB短信猫的短信发送方式信号不稳定，供电不稳定，抗干扰度低，短信发送失败率高等问题；解决了短信服务器依赖公共互联网易受网速和服务器稳定性造成短信发送不成功的问题，解决了取消2G网络下市场上2G网络短信网关无法发送短信的问题。
图2为本实用新型实施例提供的一种多通道装置结构示意图，如图2所示，该图中所示的多通道装置可以支持两路以上(2的倍数)短信通道，即该多通道装置需要一个主电路模块和多个从电路模块。在该多通道装置内主电路模块和从电路模块的元器件区别仅在于主电路模块有网络传输单元，而从电路模块没有。主电路模块通过网络传输单元用于接收上层业务下发的查询命令和短信发送任务，并根据短信数量和短信通道闲忙状态进行发送任务调度，从电路模块接收并执行来自主电路模块的发送任务或上报相应数据信息。
如图2所示的主电路模块和从电路模块的连接方法可以看出多通道时主电路模块利用MCU的第一通用输入/输出口，通过拨码电路设置为1，而从电路模块则全部设置为0；串行外设接口则是用来在主从电路模块之间进行命令下发、状态回传和数据传输；四个第二通用输入/输出口接口则是用来确定从电路模块的地址，以便正确地执行任务。
该多通道装置的工作流程分为任务响应和信息上报两种模式。任务响应主要指的是主电路模块监听并接收上层通过TCP/IP协议下发的命令请求，解析命令内容，若是批量发送短信，则将信息放入本地缓存，再通过判断当前空闲的短信通道数量，按平均发送规则将短信发送任务下发到相应的从电路模块并通过4G单元执行发送任务，任务发送完成后返回发送成功状态；若是状态查询请求，如是否在线和网络信号强度等，则统一下发至所有控制模块，并上报状态信息。信息上报主要是指每个从电路模块将自身的状态信息或接收到的新短信进行上报，其过程是从电路模块MCU监听本地4G模块，一旦发现有新短信则上传至主电路模块的MCU，然后通过TCP/IP协议将短信上传至上层业务系统，并定时上报本地4G模块的状态信息。
进一步地，该多通道装置所包括的4G无线网络接入是4G单元具备的一项功能，在该多通道装置所包括的主电路模块和从电路模块中无需额外增加新的硬件电路，但通过设计底层驱动协议，将多个通道4G网络信号进行实时监听，并在上层设计自动切换功能，当某一个网络信号强度低于设定值时，将自动切换至下一个通道的网络。
在实际应用中，若在应急管理系统和检测预警系统中增加该多通道装置，可以解决当前各种短信发送方式的短板或弊端，为突发应急事件的处理提供信息的高效和准确的传递途径，有效提高管理人员的处理事件的效率；在信息发布系统中增加本装置，可以准确覆盖相关工作人员和普通大众，确保信息的知情权和危情的提醒到位。
进一步地，该多通道装置所具备的4G无线网络接入功能，可以给所在系统提供一到多路的4G无线网络备份功能，能确保系统在互联网断开或无法连接有线网络的空间里，建立与外部互相通信的路径。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种电路，其特征在于，包括：MCU、4G单元、网络传输单元和供电单元；
所述MCU包括第一通用输入/输出口，至少二个第二通用输入/输出口和串行外设接口；所述第一通用输入/输出口用于通过拨码电路将所述MCU所在的电路设置为主电路模块或从电路模块；所述第二通用输入/输出口用于确定与所述主电路模块电联接的所述从电路模块的地址；所述串行外设接口用于进行与所述主电路模块电联接的多个所述从电路模块之间的信息交互；
所述MCU分别与所述4G单元，所述网络传输单元和所述供电单元电联接。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述4G单元包括第一通讯模块和第二通讯模块；
第一通讯模块和第二通讯模块分别与所述MCU电联接。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元包括第一DC-DC电源芯片，
所述供电单元通过所述第一DC-DC电源芯片向所述4G单元提供4.2V电源。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元还包括第二DC-DC电源芯片，第一LDO和第二LDO；
所述供电单元通过所述第二DC-DC电源芯片和第一LDO向所述MCU提供3.3V电源；
所述供电单元通过所述第二DC-DC电源芯片和第二LDO向所述网络传输单元提供1.8V电源。
5.一种多通道装置，其特征在于，包括至少2个权利要求1～3任一一项所述的电路。
6.如权利要求5所述的多通道装置，其特征在于，1个所述电路包括的第一通用输入/输出口的选拔电路用于将所述电路设置为主电路模块的，至少1个所述电路包括的所述第一通用输入/输出口的选拔电路均用于将所述电路设置为从电路模块；
其中，所述第一通用输入/输出口的选拔电路设置为1时，所述第一通用输入/输出口的选拔电路所在电路为主电路模块；所述第一通用输入/输出口的选拔电路设置为0时，所述第一通用输入/输出口的选拔电路所在电路为从电路模块。
7.如权利要求6所述多通道装置，其特征在于，所述主电路模块的第二通用输入/输出口分别与所述从电路模块的第二通用输入/输出口电联接，用于确定所述从电路模块的地址；
所述主电路模块的串行外设接口分别与所述从电路模块的串行外设接口电联接，用于在所述主电路模块和所述从电路模块之间进行命令、数据传输。
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| CN201921948252.1U CN210578532U (zh) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 一种电路及多通道装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110798242A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-14 | 西安邦正公共安全技术有限公司 | 一种电路、多通道装置和多路短信发送方法 |
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2019
- 2019-11-12 CN CN201921948252.1U patent/CN210578532U/zh active Active
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| CN110798242A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-02-14 | 西安邦正公共安全技术有限公司 | 一种电路、多通道装置和多路短信发送方法 |
| CN110798242B (zh) * | 2019-11-12 | 2024-06-14 | 西安邦正公共安全技术有限公司 | 一种电路、多通道装置和多路短信发送方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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