CN213637823U - 一种物联网终端通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网终端通信系统，包括云端、物联网终端以及能源控制器，物联网终端包括主控模块、CAT1通信模块、485通信模块以及电源模块，CAT1通信模块和485通信模块均与主控模块连接，主控模块、CAT1通信模块以及485通信模块均与电源模块连接，CAT1通信模块还与云端连接，485通信模块还与能源控制器连接。本实用新型通过485通信模块和CAT1通信模块将能源控制器与云端连接，实现了能源控制器的物联网通信，同时保证了信号稳定、可靠；无需额外施工布线，降低了施工成本与后期维护成本；可以实现传统能源控制的组网改造，可操作性和可移植性强。本实用新型可广泛应用于物联网通信技术领域。

Description

一种物联网终端通信系统

技术领域

本实用新型涉及物联网通信技术领域，尤其是一种物联网终端通信系统。

背景技术

物联网(The Internet of Things，简称IOT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

实现物与物、物与互联网连接的方式多种多样，例如GPRS、485、CAN、串口、5G、4G、NB-IoT等，其中：GPRS、5G、4G的价格相对高一些，适用于高速度通信需求市场；485、CAN需要布线，施工麻烦；NB-IoT适用低速市场。在住宅区、写字楼的能源控制中，需求信号稳定、可靠的1-10Mbps的中速通信网络，然而现有的能源类控制器，大多采用485通信方式，若直接将现有的能源类控制器接入物联网，在布线上比较复杂，不利于施工与后期维护；若将传统的采用485通信方式的控制器全部替换为电信公司直接支持站点连接的智能能源控制器，需要的组网成本又过高，同时也会造成资源的浪费。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种低成本、稳定可靠的物联网终端通信系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种物联网终端通信系统，包括包括云端、物联网终端以及能源控制器，所述物联网终端包括主控模块、CAT1通信模块、485通信模块以及电源模块，所述CAT1通信模块和所述485通信模块均与所述主控模块连接，所述主控模块、所述CAT1通信模块以及所述485通信模块均与所述电源模块连接，所述CAT1通信模块还与所述云端连接，所述485通信模块还与所述能源控制器连接。

进一步，所述主控模块为STM32F103单片机。

进一步，所述485通信模块为ADM2483芯片。

进一步，所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，所述第二电源模块和所述第三电源模块均与所述第一电源模块连接，所述第二电源模块还与所述主控模块连接，所述第三电源模块还与所述485通信模块连接。

进一步，所述物联网终端还包括加解密模块，所述主控模块和所述CAT1通信模块均与所述加解密模块连接。

进一步，所述物联网终端还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块连接。

进一步，所述物联网终端通信系统还包括智能电表，所述智能电表与所述485通信模块连接。

进一步，所述物联网终端通信系统还包括模拟量采集器，所述模拟量采集器与所述485通信模块连接。

进一步，所述物联网终端通信系统还包括变频器，所述变频器与所述485通信模块连接。

进一步，所述物联网终端通信系统还包括移动终端，所述移动终端与所述云端通信连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过物联网终端的485通信模块和CAT1通信模块将能源控制器与云端连接，实现了能源控制器的物联网通信，同时保证了信号稳定、可靠；相比使用传统能源类控制器接入物联网而言，由于CAT1通信模块支持站点连接，无需额外施工布线，降低了施工成本与后期维护成本；本实用新型可以实现传统能源控制的组网改造，无需更换能源控制器即可通过物联网终端将传统能源类控制器接入物联网，可操作性和可移植性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的物联网终端通信系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的CAT1通信模块的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的主控模块的电路连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的485通信模块的电路连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的温度检测模块的电路连接示意图。

附图标记：

VCC1、第二电源模块的供电电压；VCC2、第三电源模块的供电电压；GND、接地端；DGND、数字信号接地端；TF CARD、TF存储卡。

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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个的含义是两个或两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种物联网终端通信系统，包括云端、物联网终端以及能源控制器，所述物联网终端包括主控模块、CAT1通信模块、485通信模块以及电源模块，所述CAT1通信模块和所述485通信模块均与所述主控模块连接，所述主控模块、所述CAT1通信模块以及所述485通信模块均与所述电源模块连接，所述CAT1通信模块还与所述云端连接，所述485通信模块还与所述能源控制器连接。

具体地，CAT即UE-Category，分为10个等级，其中CAT1指上行速度5Mbps，下行速度10Mbps的物物相连的物联网通信，如图2所示为本实用新型实施例提供的CAT1通信模块的示意图。本实用新型实施例的原理主要是将传统的485通信方式转为CAT1通信方式接入物联网，而CAT1通信模块是电信公司直接支持站点连接的，可以直接连接物联网，又因为现有的传统能源控制器内部没有嵌入CAT1通信模块但有485通信模块，并且485通信模块支持多个能源控制器并联。本实用新型实施例包括连接云端的多个物联网终端，每个物联网终端通过485通信方式和多个能源控制器连接，由此形成一个分布式能源控制架构，适用于住宅区、写字楼等场所的柔性配电与能源控制。尤其是在写字楼的配电施工中，存在配置有线通信难或者有网络布线不到的地方等问题，例如写字楼改造，通过本实用新型可以在原有的电箱配置一个物联网终端将现有的能源控制器接入物联网，如果遇到现有WIFI信号覆盖不到或者不同楼层但要求配电系统统一的情况，也采用本实用新型实施例解决写字楼电井集中接线、重新拉线复杂的问题。

本实用新型实施例通过物联网终端的485通信模块和CAT1通信模块将能源控制器与云端连接，实现了能源控制器的物联网通信，同时保证了信号稳定、可靠；相比使用传统能源类控制器接入物联网而言，由于CAT1通信模块支持站点连接，无需额外施工布线，降低了施工成本与后期维护成本；本实用新型可以实现传统能源控制的组网改造，无需更换能源控制器即可通过物联网终端将传统能源类控制器接入物联网，可操作性和可移植性强。

进一步作为可选的实施方式，所述主控模块为STM32F103单片机。

具体地，本实用新型实施例的主控模块采用STM32F103单片机，如图3所示为本实用新型实施例提供的主控模块的电路连接示意图，本实用新型实施例的主控模块可以通过485通信模块接口或程序烧写口写入编程程序，通过485通信模块与能源控制器交互数据，利用CAT1通信模块上传数据给云端，实现对能源控制器的数据采集以及远程控制等。

进一步作为可选的实施方式，所述485通信模块为ADM2483芯片。

具体地，本实用新型实施例的485通信模块采用ADM2483芯片，如图4所示为本实用新型实施例提供的485通信模块的电路连接示意图，本实用新型实施例可以通过485通信模块接入具有485通信接口的电子产品，例如可以利用本实用新型实施例采集32个电表数据，而理论上485通信可支持64个、128个或256个从设备连接，因此本实用新型实施例不仅适用于能源控制类产品，还可以用于智能电表、模拟量采集器、流量计、变频器等设备的数据采集与控制。

进一步作为可选的实施方式，所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，所述第二电源模块和所述第三电源模块均与所述第一电源模块连接，所述第二电源模块还与所述主控模块连接，所述第三电源模块还与所述485通信模块连接。

本实用新型实施例中，第一电源模块为220V交流电转12V直流电电源模块，用于将市电转换为12V直流电；第二电源模块为12V转3.3V隔离电源模块，用于将12V直流电转换为3.3V直流电为主控模块供电；第三电源模块为12V转5V隔离电源模块，用于将12V直流电转成为5V直流电为485通信模块供电。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端还包括加解密模块，所述主控模块和所述CAT1通信模块均与所述加解密模块连接。

具体地，加解密模块用于将主控模块输出的数据进行加密然后由CAT1通信模块传输至云端，也用于将云端下发的经过加密的控制指令解密再传输至主控模块。本实用新型实施例中，加解密模块的设置提升了系统的安全性。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块连接。

具体地，本实用新型实施例采用DS18B20温度传感器进行温度检测，如图5所示为本实用新型实施例提供的温度检测模块的电路连接示意图，采集温度信号经过主控模块处理，当达到预设阈值时由主控模块上报告警并下发相应的控制指令给能源控制器，从而可以做到低温、高温保护。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端通信系统还包括智能电表，所述智能电表与所述485通信模块连接。

具体地，智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。本实用新型实施例将智能电表通过485通信模块接入云端，能够对住宅区、写字楼等场所的用电情况进行采集。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端通信系统还包括模拟量采集器，所述模拟量采集器与所述485通信模块连接。

具体地，模拟量采集器是一款用于采集压信号和电流信号的智能采集模块，其主要原理是将电压和电流信号采集输入，然后通过485通信接口与上位机PC相连接。本实用新型实施例将模拟量采集器通过485通信模块接入云端，能够对用电设备的电压电流进行采集并上传。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端通信系统还包括变频器，所述变频器与所述485通信模块连接。

具体地，变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。本实用新型实施例将变频器通过485通信模块接入云端，从而可以对电机的工作参数进行采集并且可以通过云端远程下发控制指令。

进一步作为可选的实施方式，所述物联网终端通信系统还包括移动终端，所述移动终端与所述云端通信连接。

具体地，移动终端用于管理人员对系统进行远程监控、查看接入设备状况等，移动终端可通过云端向物联网终端下发控制信号，移动终端可通过4G、5G以及WIFI等与云端连接。

本实用新型实施例通过物联网终端的485通信模块和CAT1通信模块将能源控制器与云端连接，实现了能源控制器的物联网通信，同时保证了信号稳定、可靠；相比使用传统能源类控制器接入物联网而言，由于CAT1通信模块支持站点连接，无需额外施工布线，降低了施工成本与后期维护成本；本实用新型可以实现传统能源控制的组网改造，无需更换能源控制器即可通过物联网终端将传统能源类控制器接入物联网，可操作性和可移植性强；通过加解密模块的设置可以提升系统数据传输的安全性；通过温度检测模块的设置可实现低温、高温保护；通过接入智能电表、模拟量采集器和变频器，进一步解决了在住宅区、写字楼的柔性配电中布线复杂、施工困难的问题。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种物联网终端通信系统，其特征在于：包括云端、物联网终端以及能源控制器，所述物联网终端包括主控模块、CAT1通信模块、485通信模块以及电源模块，所述CAT1通信模块和所述485通信模块均与所述主控模块连接，所述主控模块、所述CAT1通信模块以及所述485通信模块均与所述电源模块连接，所述CAT1通信模块还与所述云端连接，所述485通信模块还与所述能源控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述主控模块为STM32F103单片机。

3.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述485通信模块为ADM2483芯片。

4.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块以及第三电源模块，所述第二电源模块和所述第三电源模块均与所述第一电源模块连接，所述第二电源模块还与所述主控模块连接，所述第三电源模块还与所述485通信模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端还包括加解密模块，所述主控模块和所述CAT1通信模块均与所述加解密模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端通信系统还包括智能电表，所述智能电表与所述485通信模块连接。

8.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端通信系统还包括模拟量采集器，所述模拟量采集器与所述485通信模块连接。

9.根据权利要求1所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端通信系统还包括变频器，所述变频器与所述485通信模块连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种物联网终端通信系统，其特征在于：所述物联网终端通信系统还包括移动终端，所述移动终端与所述云端通信连接。

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