CN213484518U - Gprs转换模组电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及无线通讯技术领域，公开了一种GPRS转换模组电路，包括：外部接口单元，用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；GPRS模块单元，用于与外部设备进行通讯；电压反向保护单元，与外部接口单元连接，用于从外部接口单元传输的电源信号进行反向保护；电压检测单元，与电压反向保护单元连接，用于检测输入的电源信号；电压控制单元，与电压检测单元连接，用于根据电源信号控制传输至GPRS模块单元；通讯电平转换单元，与外部接口单元和GPRS模块单元连接，用于对外部设备与GPRS模块单元之间的通讯信号进行电压转换。通过上述方式，本实用新型实施例能够防止输入电压极性反接或输入电压过压而造成器件损坏。

Description

GPRS转换模组电路

技术领域

本实用新型实施例涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种GPRS转换模组电路。

背景技术

通用无线分组业务(General packet radio service，GPRS)是一种基于全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication，GSM)的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自如切换的优点。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以分组的形式传送资料到用户手上。GPRS是GSM网络向第三代移动通信系统过渡的一项2.5代通信技术，在许多方面都具有显著的优势。

随着物联网的飞速发展，家电产品的智能化已成为家电未来发展的趋势，各种无线通讯技术广泛应用于家电产品的开发设计。GPRS模块作为一种无线通讯技术在家电产品上亦受到广泛应用，然而为了加快产品的升级换代、新产品的开发设计及售后方面的考虑，GPRS模块被广泛开发为GPRS转换模组，而GPRS模块由于价格较贵，同时对于供电电压要求较高，如果外部供电异常易导致GPRS模块产生无法恢复的损坏。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种GPRS转换模组电路，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种GPRS转换模组电路，包括：外部接口单元，用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；GPRS模块单元，用于与外部设备进行通讯；电压反向保护单元，与所述外部接口单元连接，用于从外部接口单元传输的电源信号进行反向保护；电压检测单元，与所述电压反向保护单元连接，用于检测输入的所述电源信号；电压控制单元，与所述电压检测单元连接，用于根据所述电源信号控制传输至所述GPRS模块单元；通讯电平转换单元，与所述外部接口单元和所述GPRS模块单元连接，用于对所述外部设备与所述GPRS模块单元之间的通讯信号进行电压转换。

在一种可选的方式中，所述外部接口单元包括接口端子和第一电容，所述接口端子的第一引脚与所述外部供电电源的正极连接，所述接口端子的第二引脚与所述外部供电电源的负极连接，所述接口端子的第三引脚与所述外部设备的通讯串口发射端连接，所述接口端子的第四引脚与所述外部设备的通讯串口接收端连接，所述第一电容的第一端与所述接口端子的第一引脚连接，所述第一电容的第二端接地。

在一种可选的方式中，所述第一电容为电解电容。

在一种可选的方式中，所述电压反向保护单元包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述接口端子的第二引脚连接，所述第一二极管的负极与所述接口端子的第一引脚连接。

在一种可选的方式中，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容以及稳压二极管，所述第一电阻的第一端与所述外部供电电源的正极连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极通过相互并联的所述第三电阻和第二电容接地。

在一种可选的方式中，所述电压控制单元包括：第四电阻、第五电阻、第一晶体管、第二晶体管以及第三晶体管；所述第一晶体管的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一晶体管的第二端与所述第三晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第三端与所述外部供电电源的正极连接，所述第二晶体管的第一端与所述稳压二极管的阳极连接，所述第二晶体管的第二端通过所述第四电阻与所述外部供电电源的正极连接，同时还通过所述第五电阻与所述第三晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第三端接地，所述第三晶体管的第二端为所述电压控制单元的输出端与所述GPRS模块单元连接，所述第三晶体管的第三端与所述外部供电电源的正极连接。

在一种可选的方式中，所述电压控制单元还包括：第三电容和第四电容；所述第三电容与所述第四电容相互并联，一端与所述第三晶体管的第二端连接，另一端接地。

在一种可选的方式中，所述第一晶体管为PNP三极管，所述第二晶体管为NPN三极管，其中第一端为基极，第二端为集电极，第三端为发射极；所述第三晶体管为PMOS管，其中第一端为栅极、第二端漏极，第三端为源极。

在一种可选的方式中，所述GPRS模块单元包括：GPRS模块和第五电容，所述GPRS模块的电源端与所述电压控制单元的输出端连接，所述GPRS模块的接地端接地，所述GPRS模块的内核供电端接第一参考电压，并通过所述第五电容接地，所述GPRS模块的接收端和发送端与所述通讯电平转换单元连接。

在一种可选的方式中，所述通讯电平转换单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三二极管以及第四晶体管，所述第六电阻的一端与所述外部接口单元连接，另一端与第三二极管的阳极以及所述GPRS模块单元连接，所述第六电阻的另一端还通过所述第七电阻接地，所述第三二极管的阴极接第一参考电压，所述第四晶体管的第一端通过所述第九电阻接所述第一参考电压，所述第四晶体管的第二端与所述外部接口单元连接，同时还通过所述第八电阻与所述外部供电电源的正极连接，所述第四晶体管的第三端与所述GPRS模块单元连接。

本实用新型实施例的GPRS转换模组电路包括：外部接口单元用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；GPRS模块单元用于与外部设备进行通讯；电压反向保护单元与所述外部接口单元连接，用于从外部接口单元传输的电源信号进行反向保护；电压检测单元与所述电压反向保护单元连接，用于检测输入的所述电源信号；电压控制单元与所述电压检测单元连接，用于根据所述电源信号控制传输至所述GPRS模块单元；通讯电平转换单元与所述外部接口单元和所述GPRS模块单元连接，用于对所述外部设备与所述GPRS模块单元之间的通讯信号进行电压转换，能够防止输入电压极性反接或输入电压过压而造成器件损坏。

上述说明仅是本实用新型实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的GPRS转换模组电路的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的GPRS转换模组电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本实用新型实施例提供的GPRS转换模组电路的电路示意图，如图1所示，GPRS转换模组电路包括：外部接口单元11、电压反向保护单元12、电压检测单元13、电压控制单元14、GPRS模块单元15以及通讯电平转换单元16。外部接口单元11用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；GPRS模块单元12用于与外部设备进行通讯；电压反向保护单元12与所述外部接口单元11连接，用于从外部接口单元11传输的电源信号进行反向保护；电压检测单元13与所述电压反向保护单元12连接，用于检测输入的所述电源信号；电压控制单元14与所述电压检测单元13连接，用于根据所述电源信号控制传输至所述GPRS模块单元12；通讯电平转换单元16与所述外部接口单元11和所述GPRS模块单元12连接，用于对所述外部设备与所述GPRS模块单元12之间的通讯信号进行电压转换。

本实用新型实施例通过电压反向保护单元12对GPRS转换模组电路进行电压反向保护，防止因外部供电电源极性反接而可能造成的器件损坏。通过电压检测单元13检测外部供电电源的供电电压VIN传输至GPRS模块单元12的供电电源电压VCC，具体根据检测的外部供电电源的供电电压VIN控制GPRS模块单元12的供电电源电压VCC，如此可以防止因输入电压过压而造成器件损坏。通过通讯电平转换单元16实现外部设备与GPRS模块单元12之间不同通信信号电平的转换，使外部设备和GPRS模块单元12能够进行正常的通信。

在本实用新型实施例中，如图2所示，外部接口单元11包括接口端子CN1和第一电容C1，所述接口端子CN1的第一引脚1与所述外部供电电源的正极连接，所述接口端子CN1的第二引脚2与所述外部供电电源的负极连接，并接地GND，所述接口端子CN1的第三引脚3与所述外部设备的通讯串口发射端OUT-TX连接，所述接口端子CN1的第四引脚4与所述外部设备的通讯串口接收端OUT-RX连接，所述第一电容C1的第一端与所述接口端子CN1的第一引脚1连接，所述第一电容C1的第二端接地。其中，第一电容C1为电解电容，用于对外部供电电源的储能和滤波。外部供电电源通过外部接口单元11将外部供电电源的供电电压VIN传输至电压反向保护单元12。

在本实用新型实施例中，电压反向保护单元12包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极与所述接口端子CN1的第二引脚2连接，所述第一二极管D1的负极与所述接口端子CN1的第一引脚1连接。当外部供电电源输入极性正确时，第一二极管D1反向截止，GPRS转换模组电路正常工作，当外部供电电源输入极性反向时，D1正向导通，外部供电电源的供电电压VIN被第一二极管D1钳位到0.7V左右，如此可以保护后续电路。

电压检测单元13包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2以及稳压二极管D2。所述第一电阻R1的第一端与所述外部供电电源的正极连接，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2与所述稳压二极管D2的阴极连接，所述稳压二极管D2的阳极通过相互并联的所述第三电阻R3和第二电容C2接地GND。

电压控制单元14包括：第四电阻R4、第五电阻R5、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3。所述第一晶体管Q1的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一晶体管Q2的第二端与所述第三晶体管Q3的第一端连接，所述第一晶体管Q1的第三端与所述外部供电电源的正极连接，所述第二晶体管Q2的第一端与所述稳压二极管D2的阳极连接，所述第二晶体管Q2的第二端通过所述第四电阻R4与所述外部供电电源的正极连接，同时还通过所述第五电阻R5与所述第三晶体管Q3的第一端连接，所述第二晶体管Q2的第三端接地GND，所述第三晶体管Q3的第二端为所述电压控制单元的输出端，与所述GPRS模块单元12连接，所述第三晶体管Q3的第三端与所述外部供电电源的正极连接。电压控制单元14还包括：第三电容C3和第四电容C4；所述第三电容C3与所述第四电容C4相互并联，一端与所述第三晶体管Q3的第二端连接，另一端接地GND。

在本实用新型实施例中，第一晶体管Q1为PNP三极管，所述第二晶体管Q2为NPN三极管，其中第一端为基极，第二端为集电极，第三端为发射极；所述第三晶体管Q3为开关管，具体为PMOS管，其中第一端为栅极、第二端漏极，第三端为源极。

GPRS模块单元15包括：GPRS模块U1和第五电容C5，所述GPRS模块U1的电源端VCC1与所述电压控制单元14的输出端连接，所述GPRS模块U1的接地端GND1接地GND，所述GPRS模块U1的内核供电端VDD1接第一参考电压VDD，并通过所述第五电容接地GND，所述GPRS模块U1的接收端RX和发送端TX与所述通讯电平转换单元15连接。第一参考电压VDD为GPRS模块U1的内核工作电压，电容器C5对输入的第一参考电压起到储能滤波作用。

通讯电平转换单元16包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三二极管D3以及第四晶体管Q4。所述第六电阻R6的一端与所述外部接口单元11连接，具体与接口端子CN1的第三引脚3连接，通过接口端子CN1的第三引脚3与外部设备的通讯串口发射端OUT-TX连接。第六电阻R6的另一端与第三二极管D3的阳极以及所述GPRS模块单元15连接，所述第六电阻R6的另一端还通过所述第七电阻R7接地GND，所述第三二极管D3的阴极接第一参考电压VDD。所述第四晶体管Q4的第一端通过所述第九电阻R9接所述第一参考电压VDD，所述第四晶体管Q4的第二端与所述外部接口单元11连接，具体与接口端子CN1的第四引脚4连接，通过接口端子CN1的第四引脚4与外部设备的通讯串口接收端OUT-RX连接。第四晶体管Q4的第二端同时还通过所述第八电阻R8与所述外部供电电源的正极连接，所述第四晶体管Q4的第三端与所述GPRS模块单元15连接。

以下对本实用新型实施例的GPRS转换模组电路的原理进行说明：

当外部供电电源的供电电压VIN小于等于电压检测单元13的第一截止电压V1时，第二晶体管Q2截止，第一晶体管Q1截止，第三晶体管Q3的栅极和源极等电位，第三晶体管Q3截止，因此电压检测单元13输出的第二参考电压VCC等于0。其中，第一截止电压V1的值由稳压二极管D2的稳压值决定，当稳压二极管D2的稳压值较小时，第一截止电压V1较小；当稳压二极管D2的稳压值较大时，第一截止电压V1较大。即第一截止电压V1与稳压二极管D2的稳压值成正比。

当外部供电电源的供电电压VIN大于等于电压检测单元13的第二截止电压V2时，第二晶体管Q2导通，第一晶体管Q2导通，第三晶体管Q3的栅极和源极等电位，第三晶体管Q3截止，此时电压检测单元13输出的第二参考电压VCC等于0。其中，第二截止电压V2的值由稳压二极管D2的稳压值和电压检测单元13的电阻值共同决定。

当外部供电电源的供电电压VIN大于电压检测单元13的第一截止电压V1，小于电压检测单元13的第二截止电压V2时，第二晶体管Q2导通，第一晶体管Q1截止，第三晶体管Q3的栅极电位小于源极电位，第三晶体管Q3导通，此时电压检测单元13输出的第二参考电压VCC等于外部供电电源的供电电压VIN，而通过稳压二极管D2的稳压值和电压检测单元13的电阻值可决定电压检测单元13的第二截止电压V2的大小，进而可实现电压检测单元13输出的第二参考电压VCC的范围位于第一截止电压V1与第二截止电压V2之间，从而实现GPRS模块U1的电源端VCC1的供电电源电压VCC的可控范围，而保护GPRS模块U1的供电电源的安全可靠，防止输入电源电压过压而损坏器件。

通讯电平转换单元16将GPRS模块U1的发射端TX的信号电平转换为外部设备能够接收的电平电压，以使外部设备的通讯串口接收端OUT-RX能够正确识别GPRS模块U1传输过来的通讯信号。并且通讯电平转换单元16还将外部设备的通讯串口发射端OUT-TX的信号电平转换为GPRS模块U1的接收端RX能够接收的电平电压，以使GPRS模块U1能够正确识别外部设备的通讯串口接收端OUT-RX传输过来的通讯信号。

本实用新型实施例的GPRS转换模组电路包括：外部接口单元11用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；GPRS模块单元12用于与外部设备进行通讯；电压反向保护单元12与所述外部接口单元11连接，用于从外部接口单元11传输的电源信号进行反向保护；电压检测单元13与所述电压反向保护单元12连接，用于检测输入的所述电源信号；电压控制单元14与所述电压检测单元13连接，用于根据所述电源信号控制传输至所述GPRS模块单元12；通讯电平转换单元16与所述外部接口单元11和所述GPRS模块单元12连接，用于对所述外部设备与所述GPRS模块单元12之间的通讯信号进行电压转换，能够防止输入电压极性反接或输入电压过压而造成器件损坏。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

Claims (10)

1.一种GPRS转换模组电路，其特征在于，所述GPRS转换模组电路包括：

外部接口单元，用于与外部供电电源和外部设备的通讯串口连接；

GPRS模块单元，用于与外部设备进行通讯；

电压反向保护单元，与所述外部接口单元连接，用于从外部接口单元传输的电源信号进行反向保护；

电压检测单元，与所述电压反向保护单元连接，用于检测输入的所述电源信号；

电压控制单元，与所述电压检测单元连接，用于根据所述电源信号控制传输至所述GPRS模块单元；

通讯电平转换单元，与所述外部接口单元和所述GPRS模块单元连接，用于对所述外部设备与所述GPRS模块单元之间的通讯信号进行电压转换。

2.如权利要求1所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述外部接口单元包括接口端子和第一电容，所述接口端子的第一引脚与所述外部供电电源的正极连接，所述接口端子的第二引脚与所述外部供电电源的负极连接，所述接口端子的第三引脚与所述外部设备的通讯串口发射端连接，所述接口端子的第四引脚与所述外部设备的通讯串口接收端连接，所述第一电容的第一端与所述接口端子的第一引脚连接，所述第一电容的第二端接地。

3.如权利要求2所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述第一电容为电解电容。

4.如权利要求2所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述电压反向保护单元包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述接口端子的第二引脚连接，所述第一二极管的负极与所述接口端子的第一引脚连接。

5.如权利要求1所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容以及稳压二极管，所述第一电阻的第一端与所述外部供电电源的正极连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极通过相互并联的所述第三电阻和第二电容接地。

6.如权利要求5所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述电压控制单元包括：第四电阻、第五电阻、第一晶体管、第二晶体管以及第三晶体管；所述第一晶体管的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一晶体管的第二端与所述第三晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第三端与所述外部供电电源的正极连接，所述第二晶体管的第一端与所述稳压二极管的阳极连接，所述第二晶体管的第二端通过所述第四电阻与所述外部供电电源的正极连接，同时还通过所述第五电阻与所述第三晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第三端接地，所述第三晶体管的第二端为所述电压控制单元的输出端与所述GPRS模块单元连接，所述第三晶体管的第三端与所述外部供电电源的正极连接。

7.如权利要求6所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述电压控制单元还包括：第三电容和第四电容；所述第三电容与所述第四电容相互并联，一端与所述第三晶体管的第二端连接，另一端接地。

8.如权利要求6所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述第一晶体管为PNP三极管，所述第二晶体管为NPN三极管，其中第一端为基极，第二端为集电极，第三端为发射极；所述第三晶体管为PMOS管，其中第一端为栅极、第二端漏极，第三端为源极。

9.如权利要求1所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述GPRS模块单元包括：GPRS模块和第五电容，所述GPRS模块的电源端与所述电压控制单元的输出端连接，所述GPRS模块的接地端接地，所述GPRS模块的内核供电端接第一参考电压，并通过所述第五电容接地，所述GPRS模块的接收端和发送端与所述通讯电平转换单元连接。

10.如权利要求1所述的GPRS转换模组电路，其特征在于，所述通讯电平转换单元包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三二极管以及第四晶体管，所述第六电阻的一端与所述外部接口单元连接，另一端与第三二极管的阳极以及所述GPRS模块单元连接，所述第六电阻的另一端还通过所述第七电阻接地，所述第三二极管的阴极接第一参考电压，所述第四晶体管的第一端通过所述第九电阻接所述第一参考电压，所述第四晶体管的第二端与所述外部接口单元连接，同时还通过所述第八电阻与所述外部供电电源的正极连接，所述第四晶体管的第三端与所述GPRS模块单元连接。

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