CN212873731U - 一种基于NB-IoT的可切换的集中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于集中器技术领域，具体涉及一种基于NB‑IoT的可切换的集中器，包括单片机、时钟电路、电源模块、液晶屏、本地485接口、本地服务器、NB‑IoT模块、远程服务器、RS485接口、MBus‑485转换器、电表，所述单片机通过导线分别连接有时钟电路、液晶屏，所述单片机通过本地485接口与本地服务器连接，所述单片机通过NB‑IoT模块与远程服务器连接，所述单片机通过RS485接口分别与MBus‑485转换器、电表连接，所述电源模块分别连接有单片机、NB‑IoT模块。本实用新型集中器与远程服务器采用NB‑IoT模块通信，相比传统的GPRS，具有更强的信号覆盖能力，更低的功耗，更低的运营成本以及更广泛的前景。本实用新型用于抄表模式的切换。

Description

一种基于NB-IoT的可切换的集中器

技术领域

本实用新型属于集中器技术领域，具体涉及一种基于NB-IoT的可切换的集中器。

背景技术

随着智慧城市概念的提出，国内智能化系统的日益完善，基于GPRS、ZigBee等的无线远程抄表系统应运而生，它解决了人工抄表一系列问题，节约了人力成本，但也存在问题。

一是采用GPRS/3G/4G的蜂窝远程抄表系统，可实现远距离通信，但通讯基站用户容量小，功耗高，信号差，无法大面积推广。采用ZigBee的远程抄表，基于IEEE802.15.4标准的低速率无线个域网协议，工作频段在2 .4GHz，频率较高，绕射和抗干扰性能较差，传输距离较短；

二是集中器只能连接远程服务器或本地服务器其中的一个，针对不同用户要求时的兼容性较差。

实用新型内容

针对上述传统集中器绕射和抗干扰性能较差、传输距离较短、兼容性较差的技术问题，本实用新型提供了一种抗干扰能力强、传输距离长、兼容性强的基于NB-IoT的可切换的集中器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于NB-IoT的可切换的集中器，包括单片机、时钟电路、电源模块、液晶屏、本地485接口、本地服务器、NB-IoT模块、远程服务器、RS485接口、MBus-485转换器、电表，所述单片机通过导线分别连接有时钟电路、液晶屏，所述单片机通过本地485接口与本地服务器连接，所述单片机通过NB-IoT模块与远程服务器连接，所述单片机通过RS485接口分别与MBus-485转换器、电表连接，所述电源模块分别连接有单片机、NB-IoT模块。

所述NB-IoT模块通过NB模组接口与单片机连接，所述NB模组接口包括第一场效应管、第二场效应管、ICN芯片、供电电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容，所述ICN芯片的VDD引脚连接有供电电源VCC，所述ICN芯片的GND引脚接地，所述ICN芯片的OUT引脚通过第三电容接地，所述供电电源通过第二电阻分别连接在第一场效应管的漏极、单片机的串口TXD，所述第一场效应管的栅极和源极之间并联有第一电阻，所述第一电阻的一端连接NB-IoT模块的串口RXD，所述供电电源通过第四电阻分别连接有第二场效应管的漏极、单片机的串口RXD，所述第二场效应管的栅极和源极之间并联有第三电阻，所述第三电阻的一端连接NB-IoT模块的串口TXD。

所述单片机采用STC15F2K16S2单片机，所述电源模块采用TPS5430(3A)芯片。

所述第一电容、第三电容的电容均为10μF，所述第二电容的电容为104μF。

所述本地485接口、RS485接口均采用MAX13085驱动芯片。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

本实用新型集中器与远程服务器采用NB-IoT模块通信，相比传统的GPRS，具有更强的信号覆盖能力，更低的功耗，更低的运营成本以及更广泛的前景；本实用新型采用无线及有线搭配的架构，实现了运营成本与系统稳定性的平衡；本实用新型集中器可方便地在远程模式与本地模式之间切换，提高了系统针对不同用户要求时的兼容性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型NB模组接口的电路图。

其中：1为单片机，2为时钟电路，3为电源模块，4为液晶屏，5为本地485接口，6为本地服务器，7为NB-IoT模块，8为远程服务器，9为RS485接口，10为MBus-485转换器，11为电表，Q1为第一场效应管，Q2为第二场效应管，71为ICN芯片，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，C1为第一电容，C2为第二电容，C3为第三电容，VCC为供电电源。

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。

一种基于NB-IoT的可切换的集中器，如图1所示，包括单片机1、时钟电路2、电源模块3、液晶屏4、本地485接口5、本地服务器6、NB-IoT模块7、远程服务器8、RS485接口9、MBus-485转换器10、电表11，单片机1通过导线分别连接有时钟电路2、液晶屏4，单片机1通过本地485接口5与本地服务器6连接，单片机1通过NB-IoT模块7与远程服务器8连接，单片机1通过RS485接口9分别与MBus-485转换器10、电表1连接，电源3模块分别连接有单片机1、NB-IoT模块7。单片机1通过NB-IoT模块7、本地485接口8分别与远程服务器8、本地服务器6连接，本地服务器6与远程服务器8可互相切换，当本地服务器接6上本地485接口5之后，集中器自动切换成本地模式；拔除此接口，集中器则切换成远程模式，通过NB-IoT模块7与远程服务器8进行通信。

进一步，NB-IoT模块7通过NB模组接口与单片机1连接，如图2所示，NB模组接口包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、ICN芯片71、供电电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，ICN芯片71的VDD引脚连接有供电电源VCC，ICN芯片71的GND引脚接地，ICN芯片71的OUT引脚通过第三电容C3接地，供电电源VCC分别通过第一电容C1、第二电容C2接地，用于过滤电路中的高频成分。供电电源VCC通过第二电阻R2分别连接在第一场效应管Q1的漏极、单片机1的串口TXD，第一场效应管Q1的栅极和源极之间并联有第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接NB-IoT模块7的串口RXD，供电电源VCC通过第四电阻R4分别连接有第二场效应管Q2的漏极、单片机1的串口RXD，第二场效应管Q2的栅极和源极之间并联有第三电阻R3，第三电阻R3的一端连接NB-IoT模块7的串口TXD。NB模组接口具有两个功能，给NB-IoT模块7供电以及通信线的电平转换，供电电源VCC通过ICN芯片71得到符合NB-IoT模块7供电的电源；通信线的电平通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一场效应管Q1、第二场效应管Q2，得到符合NB-IoT模块信号的电平。

进一步，优选的，单片机1采用STC15F2K16S2单片机，电源模块3采用TPS5430(3A)芯片。

进一步，优选的，第一电容C1、第三电容C3的电容均为10μF，第二电容C2的电容为104μF。

进一步，优选的，本地485接口5、RS485接口9均采用MAX13085驱动芯片，MAX13085驱动芯片的RS-485/ RS-422、I/O引脚具有增强型ESD保护，并且MAX13085驱动芯片具有强大的摆率控制功能，有助于实现无差错数据传输。

本实用新型的工作流程为：单片机1通过NB-IoT模块7、本地485接口8分别与远程服务器8、本地服务器6连接，本地服务器6与远程服务器8可互相切换，当本地服务器接6上本地485接口5之后，集中器自动切换成本地模式；拔除此接口，集中器则切换成远程模式，通过NB-IoT模块7与远程服务器8进行通信，NB-IoT模块7通过NB模组接口与单片机1连接，NB模组接口具有两个功能，给NB-IoT模块7供电以及通信线的电平转换，供电电源VCC通过ICN芯片71得到符合NB-IoT模块7供电的电源；通信线的电平通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一场效应管Q1、第二场效应管Q2，得到符合NB-IoT模块7信号的电平。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于NB-IoT的可切换的集中器，其特征在于：包括单片机(1)、时钟电路(2)、电源模块(3)、液晶屏(4)、本地485接口(5)、本地服务器(6)、NB-IoT模块(7)、远程服务器(8)、RS485接口(9)、MBus-485转换器(10)、电表(11)，所述单片机(1)通过导线分别连接有时钟电路(2)、液晶屏(4)，所述单片机(1)通过本地485接口(5)与本地服务器(6)连接，所述单片机(1)通过NB-IoT模块(7)与远程服务器(8)连接，所述单片机(1)通过RS485接口(9)分别与MBus-485转换器(10)、电表(11)连接，所述电源模块(3)分别连接有单片机(1)、NB-IoT模块(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的可切换的集中器，其特征在于：所述NB-IoT模块(7)通过NB模组接口与单片机(1)连接，所述NB模组接口包括第一场效应管(Q1)、第二场效应管(Q2)、ICN芯片(71)、供电电源(VCC)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)，所述ICN芯片(71)的VDD引脚连接有供电电源(VCC)，所述ICN芯片(71)的GND引脚接地，所述ICN芯片(71)的OUT引脚通过第三电容(C3)接地，所述供电电源(VCC)分别通过第一电容(C1)、第二电容(C2)接地，所述供电电源(VCC)通过第二电阻(R2)分别连接在第一场效应管(Q1)的漏极、单片机(1)的串口TXD，所述第一场效应管(Q1)的栅极和源极之间并联有第一电阻(R1)，所述第一电阻(R1)的一端连接NB-IoT模块(7)的串口RXD，所述供电电源(VCC)通过第四电阻(R4)分别连接有第二场效应管(Q2)的漏极、单片机(1)的串口RXD，所述第二场效应管(Q2)的栅极和源极之间并联有第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)的一端连接NB-IoT模块(7)的串口TXD。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的可切换的集中器，其特征在于：所述单片机(1)采用STC15F2K16S2单片机，所述电源模块(3)采用TPS5430(3A)芯片。

4.根据权利要求2所述的一种基于NB-IoT的可切换的集中器，其特征在于：所述第一电容(C1)、第三电容(C3)的电容均为10μF，所述第二电容(C2)的电容为104μF。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的可切换的集中器，其特征在于：所述本地485接口(5)、RS485接口(9)均采用MAX13085驱动芯片。

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