CN215010269U - 一种集成高速和低速通信功能的终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成高速和低速通信功能的终端，包括：处理模块；高速通信模块，其与所述处理模块电气连接，并通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号；低速通信模块，其与所述处理模块电气连接，并在所述终端外部电源不稳定或失效的情况下，或者连接的设备不兼容所述高速通信模块传输的信号的情况下，或者终端/连接的设备处于低功耗使用场景下，通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号。通过该设置方式，能够在无外部电源功能的情况下利用低功耗的低速通信模块与连接的设备进行低速通信和供能，避免终端无法获取连接设备传输的数据/信号，从而保证终端稳定可靠地工作。

Description

一种集成高速和低速通信功能的终端

技术领域

本实用新型涉及现场总线通信技术领域，涉及一种集成高速和低速通信功能的终端。

背景技术

现有的网关、数据采集终端、数据传输单元(Data Transmission Unit,DTU)等至少需要对信息进行传输和处理。而各种信息在不同的设备之间进行传输和处理需要通信协议的转换。以太网(Ethernet)是一种计算机局域网技术，也是常用的现场总线之一，由IEEE组织的IEEE 802.3标准制定以太网的技术标准。以太网通信协议包括用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)和传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)。

目前工业领域、数控领域、传感设备监测领域等，至少涉及采集信息转换为电信号的通信传输，然而传统的网关、数据采集终端、数据传输单元等仅是将某种通讯协议转换成以太网通信协议中的TCP/IP协议来达到数据交换的目的，本身不具有计算功能。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

传统的网关、数据采集终端、数据传输单元等仅是将某种通讯协议转换成以太网通信协议中的TCP/IP协议来达到数据交换的目的，本身不具有计算功能。本实用新型提供的终端，作为边缘计算终端，不仅能够实现通信协议的转换，还具有计算功能。为能够实现计算功能，可以在设备中集成相应的高性能微处理模块(Micro Processor Unit,MPU)、存储介质以及调试微处理模块的接口等。计算功能的实现能够高速地处理大量数据，必然涉及读取连接设备传输数据的速度，进而需要提高边缘技术终端通信接口的数据传输速度，但存在以下问题：

1、本实用新型的边缘计算终端设置的位置需要稳定的供电能力，例如12V直流供电或者220V交流供电，考虑到部分应用场景，本实用新型的边缘计算终端需要工作于野外环境，因此还需要太阳能电池板供电，在外部电源稳定的情况下通过高速通信接口，能够实现高性能的高度读取波形数据/信号，但在外部电源不稳定或者失效的情况下，无法为高速通信接口稳定供电进而获取数据，边缘计算终端存在读取数据失能的情况；

2、从实际部署和成本原因考虑，并不是所有的传感器/数据采集终端均部署高速总线/高速通信接口，而且部署的低速接口其采用的总线通讯标准也不相同，边缘计算终端在实际部署时可能无法与其他传感器/数据采集终端兼容。

针对以上问题，本实用新型提供一种集成高速和低速通信功能的终端，包括：

处理模块；

高速通信模块，其与所述处理模块电气连接，并通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号；

低速通信模块，其与所述处理模块电气连接，并在所述终端外部电源不稳定或失效的情况下，或者连接的设备不兼容所述高速通信模块传输的信号的情况下，或者终端/连接的设备处于低功耗使用场景下，通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号。

本实用新型还提供一种集成高速和低速通信功能的终端，至少包括：

处理模块；

高速通信模块，其与所述处理模块电气连接，并通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号；

低速通信模块，其包括用于传输全双工单端信号的第二通信单元和/或用于将全双工单端信号转换为半双工差分信号的第三通信单元。所述第二通信单元和/或第三通信单元与所述处理模块连接。或者所述第二通信单元分别与所述处理模块和第三通信单元连接。

本实用新型还提供一种集成高速和低速通信功能的终端，至少包括：

处理模块；

高速通信模块，其与所述处理模块电气连接；

低速通信模块，其包括能够将全双工单端信号转换为半双工差分信号的第四通信单元和电气接口。所述处理模块分别与所述第四通信单元和电气接口连接。或者还包括低速通信模块，其包括能够将全双工单端信号和半双工差分信号切换输出的第四通信单元以及电气接口。所述第四通信单元一端与所述处理模块，另一端与所述电气接口连接。

根据一种优选实施方式，所述高速通信模块包括第一通信单元、第一接口和第一供电组件。所述第一通信单元一端与所述处理模块连接，另一端与所述第一接口连接。所述第一供电组件与所述第一接口连接。

根据一种优选实施方式，所述第一供电组件包括供电芯片、网络变压器和端子。所述第一通信单元与所述网络变压器连接。所述网络变压器与所述端子连接。所述端子与所述第一接口连接。所述供电芯片连接至所述端子与所述络变压器之间的导电器件。

根据一种优选实施方式，所述第一通信单元通过半导体器件与网络变压器连接。

根据一种优选实施方式，所述低速通信模块包括第二接口、第三接口和第二供电组件。所述第二接口与第二通信单元连接。所述第三接口与第三通信单元连接。所述第二供电组件分别与所述第二接口和第三接口连接。

根据一种优选实施方式，所述低速通信模块的第四通信单元包括转换器和切换电阻。所述转换器用于实现全双工单端信号与半双工差分信号的转换，其与第二接口或者第三接口连接。所述切换电阻至少设置于所述转换器与所述第二接口或者第三接口之间。

根据一种优选实施方式，所述处理模块包括处理单元和存储介质。所述处理单元分别连接有用于调试及下载配置文件的第四接口和/或第五接口。

根据一种优选实施方式，所述终端还包括第一无线通信模块和/或第二无线通信模块。

本实用新型的有益效果为以下一项或多项：

1、高速通信模块的第一接口可以给外部连接的设备供电，也可以实现100Mbps速度通信；

2、低速通信模块可根据需求选择全双工单端信号或半双工差分信号与外部设备通信；

3、本终端除了支持全双工单端信号或半双工差分信号接口之外，作为边缘计算终端，为了处理更大量的数据，且为了保证外接设备严格同步，与处理模块接口电气连接的高速通信模块可以传输处理模块发送/接收的关于IEEE1588协议的相关信号。

附图说明

图1是本实用新型一种优选实施方式的模块示意图；

图2是本实用新型另一种优选实施方式的模块示意图；

图3是本实用新型第一通信单元的一种优选的电路示意图；

图4是本实用新型第一供电组件一种优选的电路示意图；

图5是本实用新型第四通信单元一种优选的电路示意图。

附图标记列表

100：处理模块 200：高速通信模块 300：低速通信模块

400：第一无线通信模块 500：第二无线通信模块

110：处理单元 120：第一存储介质 130：第二存储介质

111：第四接口 112：第五接口 131：第六接口

210：第一通信单元 211：第一接口 220：第一供电组件

221：供电芯片 222：网络变压器 223：端子

224：半导体器件 310：第二通信单元 320：第三通信单元

330：第二供电组件 340：第四通信单元 311：第二接口

321：第三通信接口 341：转换器 401：第七接口

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

PoE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流电的技术，例如支持以太网供电的交换机。

IEEE 1588协议：IEEE1588的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”；IEEE1588协议是通用的提升网络系统定时同步能力的规范，主要参考以太网来编制，使分布式通信网络能够具有严格的定时同步，并且应用于工业自动化系统。基本构思是通过硬件和软件将网络设备(客户机)的内时钟与主控机的主时钟实现同步，提供同步建立时间小于10μs的运用，与未执行IEEE1588协议的以太网延迟时间1000μs相比，整个网络的定时同步指标有显著的改善。

实施例1

本实施例提供一种集成高速和低速通信功能的终端。本实用新型提供的终端可以是边缘计算终端和/或物联网设备，具体地，本实施例的终端可以是路由器、网关、中继器、网络中间设备等。

本实施例提供的终端可以作为物联网网关使用，例如可以应用于车载网关、工业网关、传感网络网关。本实施例提供的终端能够批量接收、传输和处理传感器/数据采集终端传输的数据，并将传感器/数据采集终端传输的数据上传至云服务器。本实施例提供的终端能够接收传感器/数据采集终端采集的物体振动、轨迹、姿态等数据，通过有线和/或无线的方式上传至云服务器。具体地，本实施例提供的终端能够与有线传感器和/或无线传感器配合实现机械故障诊断及维护、自然环境灾害(地质灾害和海洋灾害)监测及预警、土木工程结构安全检测及预警等。

参见图1，本实施例提供的终端包括处理模块100、高速通信模块200和低速通信模块300。优选地，处理模块100用于终端的计算处理。高速通信模块200和低速通信模块300用于连接至少一个有线传感器。至少一个传感器可以一个、两个、三个或者更多个。高速通信模块200和低速通信模块300用于为连接的有线传感器供电。处理模块100与高速通信模块200连接。处理模块100与低速通信模块300连接。处理模块100与高速通信模块200电气连接。处理模块100与低速通信模块300电气连接。优选地，高速通信模块200可以通过接口I/F与处理模块100连接。接口I/F包括物理连接和通信连接。物理连接指物理媒介上的连接，可以是插接，例如针脚、电缆的插接。通信连接可以是信号或是数据的连接。优选地，低速通信模块300可以通过接口I/F与处理100连接。优选地，高速通信模块200可以传输以太网标准通信信号/数据。低速通信模块300可以传输低速通信的电平信号。电平信号可以是半双工差分信号和全双工单端信号。全双工单端信号可以是晶体管-晶体管逻辑电平(Transistor-Transistor Logic,TTL)标准电信号。半双工差分信号可以是RS485标准电信号。半双工差分信号可以是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线信号。通过该设置方式，达到的有益效果是：

本实施例提供的终端用于接收传感器采集的信息然后上传至其他处理终端，例如云服务器；本实施例提供的终端能够实现不同通信协议的转换，从而将设置在不同位置的传感器传输的信息传输至云服务器；但是针对不同的应用环境，传感器一方面存在设置在不同环境/位置的需求，另一方面不同传感器传输不同标准的电信号存在兼容的需求；针对设置不同环境/位置的有线传感器，部分有线传感器的设置环境或位置不方便或者无法获取稳定的电力供应，因此从电力供应角度需要本实施例的终端为至少一个有线传感器通过线缆供应电力，保证传感器的正常工作；然而，现行标准下线缆供应的长度有限，通常在100m左右，这就导致本实施例的终端的设置为距离传感器较近，同样无法保证稳定的电力供应，因此本实施例的终端除了需要外接电源外，还可以设置内置电池和太阳能电池板提供辅助供能；但是在终端通过内置电池和太阳能电池板供电的情况下，终端本身高速读取和处理数据就耗费较大的电能，无法为连接的有线传感器供应电能，进而无法获取和处理有线传感器传输的数据/信号；

其次，针对不同传感器传输不同标准的电信号，终端本身需要提供不同通信标准的接口以向下兼容采用不同标准的传感器；

本实施例通过设置能够对有线传感器供电的高速通信模块200和低速通信模块300，能够在终端的外部电源不稳定或者失效的情况下，或者连接的有线传感器不兼容高速通信模块200的情况下，利用低功耗的低速通信模块300与有线传感器低速通信和为有线传感器供能，避免终端无法获取传感器传输的数据/信号，从而保证终端稳定可靠地工作。此外，利用低速通信模块300读取数据的低功耗模式，其使用场景除了外部电源不稳定或者失效而采用内置电池的情况，还包括低功耗使用场景。低功耗使用场景包括以下一种情况或者多种情况的组合：

1、终端外部无供电或者仅有太阳能电池低功率供电的情况；

2、终端连接的设备，如传感器、数据采集终端可以能也处于无外部供电或者仅依靠太阳能供电的情况；

3、终端由于通过高速通信模块200高速读取数据和/或高速处理数据导致终端本身过热的情况。

需要说明的是，当终端外部无供电或者仅有太阳能供电的情况下，终端内置电池无法长时间为高速通信模块供电，因此需要通过低速通信模块300降低数据读取的速率，以节省电量并延长终端的工作时间。同时，终端连接的设备通常设置于野外，其经常处于无外部供电或者依靠太阳能电池充电的使用场景，而当终端采用低速通信模块300获取数据时，连接低速通信模块300的设备也是低功耗的，因此可以节省电量并延长该设备的工作时间。此外，在终端通过外部电源供电并且外部电源稳定时，其通过高速通信模块200高速读取数据并处理，当终端长时间处于高速工作模式下，终端本身会发热进而使得终端内高速通信模块300和/或处理模块100发生故障导致读取和/或处理数据速度变慢，甚至损坏，进而使得与传感器/数据采集终端的连接中断，因此当通过低速通信模块300工作于低功耗模式下，一方面能够避免数据/信号连接的中断，另一方面可以保护处理模块100和/或高速通信模块300。

下面说明高速通信模块200的实施方式。

优选地，高速通信模块200包括第一通信单元210和电气接口。该电气接口可以是第一接口211，参见图1。优选地，第一通信单元210与处理模块100电气连接。第一通信单元210与第一接口211电气连接。第一通信单元210通过接口I/F分别与处理模块100和第一接口211电气连接。

优选地，第一通信单元210可以是以太网PHY芯片。以太网PHY芯片是以太网物理层数据收发器，用于数据/信号的解码和转换。具体地，在第一通信单元210发送数据时，收到处理模块100发送的数据/信号，将并行的数据/信号转换为串行的数据/信号，然后按照以太网物理层的编码规则对数据/信号进行编码。第一通信单元210将编码后的数据/信号转换为模拟信号。模拟信号通过第一接口211发送至连接的设备。第一接口211连接的设备可以是有线传感器。在第一通信单元210通过第一接口211接收数据时，将第一接口211传输的模拟信号进行转换，转换为数字信号/数据。第一通信单元210将数字信号/数据转换为并行的数据/信号。第一通信单元210将并行的数据/信号传输至处理模块100。

优选地，第一通信单元210可以通过媒体独立接口(Media IndependentInterface,MII)与处理模块100连接。优选地，第一通信单元210可以通过简化媒体独立接口(Reduced Media Independent Interface,RMII)与处理模块100连接，参见图2。

参见图3，第一通信单元210可以采用型号为LAN8720A的以太网PHY芯片。LAN8720A芯片是低功耗的10/100M以太网PHY芯片，I/O引脚电压符合IEEE802.3-2005标准，支持通过RMII接口与以太网MAC层通信。第一通信单元210引脚的具体配置和连接方式可以参见图3和LAN8720A的技术手册。

优选地，高速通信模块200还包括第一供电组件220，参见图1和图2。第一供电组件220与第一接口211连接。第一供电组件220与第一接口211电气连接。第一供电组件220用于为第一接口211供电。优选地，第一接口211可以是以太网接口。在本实施例中，第一接口211可以是PoE接口。优选地，第一接口211支持4芯PoE功能，可以通过4芯线同时完成高速通信与供电功能。

优选地，第一供电组件220可以是供电电路。参见图4，第一供电组件220包括供电芯片221、网络变压器222、端子223和半导体器件224。优选地，第一供电组件220的供电芯片221可以是型号为TPS23861的电源芯片。第一供电组件220的供电芯片221和电路连接方式可以参考图4和TPS23861的技术手册。参见图4，半导体器件224可以是TVS二极管。第一通信单元210通过TVS二极管连接至网络变压器222。第一通信单元210输出的信号通过TVS二极管连接至网络变压器222。TVS二极管可以是型号为TPD4E1U06DBVR的二极管。半导体起价224用于保护第一通信单元210和网络变压器之间的电路。TVS二极管能够集成ESD保护、过压保护、过电流保护等。优选地，网络变压器222用于改变信号的电压。本实施例中，网络变压器222可以采用型号为H6096NL的网络变压器。网络变压器222与端子223连接。网络变压器222与端子223电气连接。端子223用于连接第一接口211。端子223与第一接口211电气连接。优选地，端子223可以采用型号为CON-2_54-4P-XHB-SMT-180的连接器。优选地，供电芯片221连接至网络变压器222与端子223之间。供电芯片221输出的电压加载至网络变压器222与端子223之间。通过该设置方式，供电芯片221将VPoE电压加载到4线以太网接口上，即第一接口211，从而第一接口211能够实现对外PoE供电功能。在本实施例中，第一接口211支持48V电源输出供电，传输速率能够达到100Mbps。

下面说明低速通信模块300的实施方式。

参见图1，低速通信模块300包括第二通信单元310和/或第三通信单元320。低速通信模块300还包括电气接口。电气接口包括与第二通信单元310连接的第二接口311。电气接口还包括与第三通信单元320连接的第三接口321。优选地，第二通信单元310与第二接口311电气连接。第三通信单元320与第三接口电气连接。本实施例提供的终端可以仅包括第二通信单元310。本实施例提供的终端可以仅包括第三通信单元320。优选地，本实施例提供的终端还可以同时包括第二通信单元310和第三通信单元320。

优选地，第二通信单元310可以是采用晶体管-晶体管逻辑电平(Transistor-Transistor Logic,TTL)标准(电信号)的电路/模块。第二通信单元310与处理模块100电气连接。第二通信单元310与第二接口311电气连接。第二通信单元310可以与第三通信单元320连接。通过该设置方式，第三通信单元320能够将第二通信单元310传输的全双工单端信号转换为半双工差分信号。例如，第三通信单元320可以将TTL信号转换为RS485信号或者CAN信号。

优选地，第三通信单元320还可以与处理模块100电气连接。通过该设置方式，能够将处理模块100发送的信号转换为半双工差分信号，例如转换为RS485信号或者CAN信号。

参见图1，第二通信单元320与处理模块100电气连接，并采用TTL电平标准分别与第二接口311和第三通信单元320连接。第二通信单元320可以通过接口I/F与处理100连接。优选地，第三通信单元320可以是TTL转接RS485电路。

优选地，低速通信模块300还包括第二供电组件330。第二供电组件330用于为第二接口311和第三接口321供电。第二供电组件330分别与第二接口311和第三接口321电气连接。第二供电组件330能够为第二接口311和第三接口321提供12V的电压。

下面说明终端实现无线通信的优选实施方式。

参见图1，终端还包括第一无线通信模块400和/或第二无线通信模块500。第一无线通信模块400可以是移动通信模块，例如3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块等。第二无线通信模块500可以是远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)通信模块。第二无线通信模块500还可以是Zigbee无线通信模块。优选地，参见图2，终端包括第七接口401。第七接口401用于连接SIM卡。第七接口401与第一无线通信模块400连接。第七接口401与第一无线通信模块400电气连接。通过该设置方式，通过高速通信模块200和/或低速通信模块300获取的数据，能够通过第一无线通信模块400和/或第二无线通信模块500上传至云服务器。

下面说明处理模块100的优选实施方式。

参见图2，处理模块100可以是微控制单元(Micro Controller Unit,MCU)和/或高性能微处理模块(Micro Processor Unit,MPU)。在本实施例中，终端可以仅设置MCU或者MPU，还可以同时设置MCU和MPU。优选地，处理模块100包括处理单元110和存储介质。存储介质包括第一存储介质120和/或第二存储介质130。第一存储介质120可以是动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。第二存储介质130可以是闪存(FlashEEPROM Memory)。在本实施例中，处理模块100包括第一存储介质120和第二存储介质130。优选地，第一存储介质120可以是双倍速率同步动态随机存储器(DDR)。处理单元110可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。在本实施例中，处理单元110可以采用ARM架构的处理器，例如IMX6系列处理器。

优选地，终端还包括第四接口111。第四接口111用于将调试及下载的配置文件传输至处理模块100。优选地，第四接口111可以是MPU调试及下载的USB接口。优选地，在处理模块100还包括MCU的情况下，终端还包括第五接口112。第五接口112用于调试及下载配置文件至MCU。第五接口112可以是MCU调试及下载的USB接口。优选地，第四接口111和第五接口112与处理模块100连接。第四接口111和第五接口112通过接口I/F与处理模块100电气连接。

优选地，终端还包括第六接口131。第六接口131用于外接存储介质。外接的存储介质可以是SD存储卡。第六接口131与处理模块100连接。第六接口131通过接口I/F与处理模块100电气连接。

优选地，本实施例提供的终端为连接的设备供电和提供通信功能。本实施例所涉及的设备不局限于传感器或者数据采集终端，还可以是多个本实施例提供的终端的连接，通过级联的方式连接更多的传感器或者数据采集终端。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复内容不再赘述。

根据另一种优选实施方式，低速通信模块300包括第四通信单元340以及第二供电组件330。优选地，低速通信模块300还包括第二接口311和/或第三接口321。第二供电组件330用于为第二接口311和第三接口321供电。

在本实施例中，低速通信模块300可以仅包括第二接口311。低速通信模块300可以仅包括第三接口321。低速通信模块300还可以同时包括第二接口311和第三接口321。

下面说明低速通信模块300同时包括第二接口311和第三接口321的实施方式。在该设置方式下，本实施例的终端能够同时传输全双工单端信号和半双工差分信号。

参见图2，处理模块100分别与第四通信单元340和第二接口311电气连接。处理模块100接口输出的全双工单端信号分别传输至第四通信单元340和第二接口311。全双工单端信号可以是TTL信号。处理模块100通过接口I/F分别与第二接口311和第四通信单元340连接。处理模块100的接口I/F输出全双工单端信号。处理模块100的接口I/F可以是UART接口。通过该设置方式，处理模块100通过UART接口可以直接输出全双工单端信号，如TTL信号。参见图2，处理模块100输出的信号一路直接通过第二接口311输出，另一路全双工单端信号输入至第四通信单元340。第四通信单元340能够将全双工单端信号转换为半双工差分信号。第四通信单元340与第三接口321电气连接。半双工差分信号可以是RS485信号或者CAN信号。第四通信单元340将半双工差分信号传输至第三接口321。第三接口321将半双工差分信号输出。在第二接口311和/或第三接口321接收信号时，信号的传输路径相同，如第二接口311接收信号时，可以直接传输至处理模块100。第三接口321接收信号时，信号传输至第四通信单元340。第四通信单元340将半双工差分信号转换为全双工单端信号，并传输至处理模块100。

下面说明低速通信模块300仅包括第二接口311或第三接口321的实施方式。本实施例在该设置方式下，本实施例的终端能够选择传输全双工单端信号或者半双工差分信号。需要说明的是，第二接口311和第三接口321所指为物理形式上的电气接口。全双工单端信号和半双工差分信号所指为电平标准，即全双工单端信号以及半双工差分信号均能够通过第二接口311或者第三接口321发送/接收信号。

优选地，处理模块100与第四通信单元340电气连接。该设置方式与同时保护第二接口311和第三接口321的不同之处在于处理模块100不与第二接口311电气连接。

优选地，处理模块100通过接口I/F接口与第四通信单元340连接。处理模块100接口I/F输出全双工单端信号。全双工单端信号可以是TTL电平标准的电信号。处理模块100接口I/F可以是UART口。第四通信单元340通过接口I/F接收处理模块100传输的全双工单端信号。第四通信单元340通过接口I/F接收处理模块100传输的TTL信号。

优选地，第四通信单元340用于输出全双工单端信号，或者将全双工单端信号转换为半双工差分信号，并输出该半双工差分信号。半双工差分信号可以是RS485信号或者CAN信号。通过该设置方式，本实用新型能够选择输出全双工单端信号或者半双工差分信号。

下面具体说明第四通信单元的电路结构以及选择性输出全双工单端信号或者半双工差分信号的实施方式。

优选地，第四通信单元340包括转换器341和切换电阻OR。切换电阻OR一方面与处理模块100连接，另一方面与转换器341的输出端连接。转换器341用于实现全双工单端信号与半双工差分信号的转换。需要说明的是，全双工单端信号与半双工差分信号的转换可以是全双工单端信号转换为半双工差分信号，还可以是半双工差分信号转换为全双工单端信号。具体地，发送信号的情况下，处理模块100传输的全双工单端信号传输至转换器341，转换器341将全双工单端信号转换为半双工差分信号，然后通过第二接口311或者第三接口321输出。在接收信号的情况下，终端连接的有线传感器通过第二接口311或者第三接口321将半双工差分信号传输至转换器341，转换器341将半双工差分信号转换为全双工单端信号，并传输至处理模块100。

优选地，第四通信单元340可以通过其设置的切换电阻OR切换输出全双工单端信号或半双工差分信号。

具体地，以转换器341用于将TTL信号转换为RS485信号为例进行说明。参见图5，转换器341可以是ISL83485IBZ-T集成电路(IC)。ISL83485IBZ-T集成电路能够将TTL信号转换为RS422或者RS485信号。切换电阻包括电阻R143、电阻R151、电阻R146和电阻R149。参见图5，处理模块100接口输出的信号一路与转换器341的RO端连接，另一路与转换器的DI端连接。电阻R146和电阻R149与转换器341的输出端连接。同时，在转换器341的传输处理模块100信号的输入端与电阻146传输信号至第二接口311或第三接口321的输出端之间并联电阻R143。或者在转换器341和电阻R146的两端并联电阻R143。在转换器341的传输处理模块100信号的DI端与电阻R149传输信号至第二接口311或第三接口321的输出端之间并联电阻R151。或者在转换器341和电阻R149的两端并联电阻R151。通过该设置方式，达到的有益效果是：

一方面，可以通过不安装转换器341，使得处理模块100接口输出的信号可以通过电阻R143传输至第二接口311或第三接口321，进而输出至有线传感器。有线传感器传输的信号可以经由第二接口311或第三接口321进入，并同电阻R151传输至处理模块100。通过该设置方式，终端可以传输全双工单端信号。

另一种实施方式，可以是通过切断转换器341与电阻R146和电阻R149之间的连接，或者断开转换器341的输出，使得转换器341无法输出信号，进而使得信号通过电阻R143和电阻R151所在旁路传输信号，进而传输全双工单端信号。断开转换器341的输出可以通过开关断开或者物理上的不连接来实现。物理上不连接可以同不安装电阻R146和电阻R149来实现。

另一方面，可以通过安装转换器341和断开电阻R143和电阻R151所在的旁路，使得处理模块100接口输出的全双工单端信号转换为半双工差分信号输出。断开电阻R143和电阻R151所在的旁路可以通过开关断开或者不安装电阻R143和电阻R151来实现。

优选地，转换器341还可以选择能够将TTL信号转换为CAN信号的集成电路，如CTM1050、CTM1050T、CTM1054等型号的集成电路。

优选地，第二接口311和第三接口321为4芯。4芯分别为电源正极、模拟信号A、模拟信号B和电源负极。电源正极与电源负极用于供电。模拟信号A与模型信号B用于提供双向通信功能。

实施例3

本实施例是对实施例1、2及其结合的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本实施例对实施例1、2及其结合的改进在于处理模块100，其他的零部件、模块、单元等与实施例1和2相同，在不造成冲突或矛盾的情况下，其他实施例的部分或全部可以作为本实施例的补充。

本实用新型提供的终端能够挂载多个有线传感器，并为多个有线传感器供电。优选地，处理模块100的处理单元110可以支持IEEE1588协议，例如可以采用型号为iMX6的支持IEEE1588的处理器，能够保证外接的多个传感器传输信号同步。通过该设置方式，本实施例的终端能够在为多个传感器供电的同时实现同步。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种集成高速和低速通信功能的终端，其特征在于，包括：

处理模块(100)；

高速通信模块(200)，其与所述处理模块(100)电气连接，并通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号；

低速通信模块(300)，其与所述处理模块(100)电气连接，并在所述终端外部电源不稳定或失效的情况下，或者连接的设备不兼容所述高速通信模块(200)传输的信号的情况下，或者终端/连接的设备处于低功耗使用场景下，通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号。

2.一种集成高速和低速通信功能的终端，其特征在于，至少包括：

处理模块(100)；

高速通信模块(200)，其与所述处理模块(100)电气连接，并通过电气接口为与所述终端连接的至少一个设备供电和传输信号；

低速通信模块(300)，其包括用于传输全双工单端信号的第二通信单元(310)和用于将全双工单端信号转换为半双工差分信号的第三通信单元(320)，其中：

所述第二通信单元(310)和/或第三通信单元(320)与所述处理模块(100)连接，

或者

所述第二通信单元(310)分别与所述处理模块(100)和第三通信单元(320)连接。

3.一种集成高速和低速通信功能的终端，其特征在于，至少包括：

处理模块(100)；

高速通信模块(200)，其与所述处理模块(100)电气连接；

低速通信模块(300)，其包括能够将全双工单端信号转换为半双工差分信号的第四通信单元(340)和电气接口，其中，

所述处理模块(100)分别与所述第四通信单元(340)和电气接口连接；

或者

低速通信模块(300)，其包括能够将全双工单端信号和半双工差分信号切换输出的第四通信单元(340)以及电气接口，其中，

所述第四通信单元(340)一端与所述处理模块(100)，另一端与所述电气接口连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的终端，其特征在于，所述高速通信模块(200)包括第一通信单元(210)、第一接口(211)和第一供电组件(220)，其中，

所述第一通信单元(210)一端与所述处理模块(100)连接，另一端与所述第一接口(211)连接；

所述第一供电组件(220)与所述第一接口(211)连接。

5.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述第一供电组件(220)包括供电芯片(221)、网络变压器(222)和端子(223)，其中，

所述第一通信单元(210)与所述网络变压器(222)连接；

所述网络变压器(222)与所述端子(223)连接；

所述端子(223)与所述第一接口(211)连接；

所述供电芯片(221)连接至所述端子(223)与所述络变压器(222)之间的导电器件。

6.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述第一通信单元(210)通过半导体器件(224)与网络变压器(222)连接。

7.根据权利要求1或2所述的终端，其特征在于，所述低速通信模块(300)包括第二接口(311)、第三接口(321)和第二供电组件(330)，其中，

所述第二接口(311)与第二通信单元(310)连接；

所述第三接口(321)与第三通信单元(320)连接；

所述第二供电组件(330)分别与所述第二接口(311)和第三接口(321)连接。

8.根据权利要求1或3所述的终端，其特征在于，所述低速通信模块(300)的第四通信单元(340)包括转换器(341)和切换电阻，其中，

所述转换器(341)用于实现全双工单端信号与半双工差分信号的转换，其与第二接口(311)或者第三接口(321)连接；

所述切换电阻至少设置于所述转换器(341)与所述第二接口(311)或者第三接口(321)之间。

9.根据权利要求1至3任一所述的终端，其特征在于，所述处理模块(100)包括处理单元(110)和存储介质，其中，

所述处理单元(110)分别连接有用于调试及下载配置文件的第四接口(111)和/或第五接口(112)。

10.根据权利要求1至3任一所述的终端，其特征在于，所述终端还包括第一无线通信模块(400)和/或第二无线通信模块(500)。

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