CN216313124U

CN216313124U - 一种太阳能网关

Info

Publication number: CN216313124U
Application number: CN202123106192.9U
Authority: CN
Inventors: 叶春
Original assignee: Shenzhen Rising Sun Eastern Industry Co ltd
Current assignee: Shenzhen Rising Sun Eastern Industry Co ltd
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2031-12-07

Abstract

本申请公开了一种太阳能网关，包括太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块。其中，太阳能电池板用于将光能转换为电能，电源管理模块用于将可充电电池释放的电能作为电源输出给4G模块，4G模块用于通过4G网络与云服务器建立通讯连接，Mesh通讯模块用于与外接mesh设备建立通讯连接。该太阳能网关用于建立mesh设备和云服务器的无线通讯连接。由于太阳能网关通过光能获取电源，还通过4G模块与云服务器建立通讯连接，使得无线Mesh网络的组建更简单、更易于实现和更节能。

Description

一种太阳能网关

技术领域

本申请涉及无线通讯设备技术领域，具体涉及一种太阳能网关。

背景技术

目前市面的网关多为市电供电且多为家庭使用，但需要另接电线和网线才能工作，安装难度大、步骤繁琐，在没有条件接电线和网线的地方就无法安装，使得网关的应用有了局限性。太阳能作为新兴能源之一，已广泛应用在各个领域，如何将太阳能作为网关的供电电源以成为无线通讯设备的主要研发方向。

发明内容

本申请为解决现有技术中网关设备供电电源技术的不足之处，提供一种太阳能网关，自带可充电电池，可通过大阳能发电维持可充电电池的电量，以减少网关供电装置的维护成本。

根据第一方面，一种实施例中提供一种太阳能网关，包括太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块；

所述太阳能电池板与所述电源管理模块连接，用于将光能转换为电能，并将由转换光能获取的电能输出给所述电池管理模块；

所述可充电电池与所述电源管理模块连接，用于存储电能或释放电能；

所述电源管理模块与所述4G模块连接，用于将太阳能电池板输出的电能输出给所述可充电电池，以用于向所述可充电电池充电，还用于将所述可充电电池释放的电能作为电源输出给所述4G模块；

所述4G模块包括电路板和设置在电路板上的自弹式卡座、天线座和指示灯；所述自弹式卡座用于连接无线数据卡，所述无线数据卡用于4G网络的无线连接；所述天线座用于外接天线；所述指示灯用于指示所述4G模块的工作状态；所述4G模块用于通过所述4G网络与一预先设置的云服务器建立通讯连接；

所述Mesh通讯模块与所述4G模块连接，所述Mesh通讯模块用于与外接mesh设备建立通讯连接；

所述太阳能网关用于建立所述外接mesh设备和所述云服务器的无线通讯连接。

一实施例中，所述可充电电池为锂离子电池。

一实施例中，所述Mesh通讯模块通过串口与所述4G模块连接。

一实施例中，太阳能网关还包括壳体，所述太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块设置在所述壳体内。

一实施例中，太阳能网关还包括4G天线，与所述天线座适配连接；所述4G天线设置在所述壳体上。

一实施例中，太阳能网关还包括休眠模块，分别与所述4G模块和所述Mesh通讯模块连接，所述休眠模块用于监测所述Mesh通讯模块的通讯状态，并当所述Mesh通讯模块在一第一预设时间段内未与所述外接mesh设备进行数据通讯时，输出休眠电信号给所述4G模块和所述Mesh通讯模块；所述4G模块还用于响应所述休眠电信号进入低功耗工作模式，所述Mesh通讯模块还用于所述休眠电信号进入低功耗工作模式。

一实施例中，太阳能网关还包括唤醒模块，分别与所述4G模块和所述Mesh通讯模块连接；所述唤醒模块用于监测所述4G模块的通讯状态，并当所述4G模块接收到所述云服务器发出的一唤醒请求信号时，输出唤醒电信号给所述4G模块和所述Mesh通讯模块；所述4G模块还用于响应所述唤醒电信号进入正常工作模式，所述Mesh通讯模块还用于所述唤醒电信号进入正常工作模式。

依据上述实施例的太阳能网关，包括太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块。其中，太阳能电池板用于将光能转换为电能，电源管理模块用于将可充电电池释放的电能作为电源输出给4G模块，4G模块用于通过4G网络与云服务器建立通讯连接，Mesh通讯模块用于与外接mesh设备建立通讯连接。该太阳能网关用于建立mesh设备和云服务器的无线通讯连接。由于太阳能网关通过光能获取电源，还通过4G模块与云服务器建立通讯连接，使得无线Mesh网络的组建更简单、更易于实现和更节能。

附图说明

图1为一种实施例中太阳能网关的结构连接示意图；

图2为一种实施例中4G模块的结构示意图；

图3为另一种实施例中太阳能网关的结构连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在现阶段，无线网络系统代替有线网络系统已成为主流，因此实现数据通讯和远程管理的户外太阳能网关市场有很大拓展空间。传统的无线网络系统有以下缺点：

首要，就是电能功耗高(各种无线设备的电源适配器都需要长时间工作)，而不插电的设备使用时间短，需要频繁充电或者换电池，给用户带来困扰。

其次，组网设备(路由器、交换机和信号增强器等)相对复杂，使用成本较高。

再有，就是数据交互设备过多，导致路由器负载过大大，星型架构效率变低。易产生丢包现象，造成网关瘫痪，设备无法适应大量的智能设备的连接。

在本申请实施例中公开的太阳能网关包括太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块。由于通过光能获取电源，还通过4G模块与云服务器建立通讯连接，使得无线Mesh网络的组建更简单、更易于实现和更节能。

实施例一

请参考图1，为一种实施例中太阳能网关的结构连接示意图，太阳能网关1包括太阳能电池板11、电源管理模块13、可充电电池12、4G模块14和Mesh通讯模块15。太阳能电池板11与电源管理模块13连接，用于将光能转换为电能，并将由转换光能获取的电能输出给电池管理模块13。可充电电池12与电源管理模块13连接，用于存储电能或释放电能。电源管理模块13与4G模块14连接，用于将太阳能电池板11输出的电能输出给可充电电池12，以用于向可充电电池12充电，还用于将可充电电池12释放的电能作为电源输出给4G模块14。

一实施例中，可充电电池12为锂离子电池。

请参考图2，为一种实施例中4G模块的结构示意图，4G模块14包括电路板141和设置在电路板141上的自弹式卡座142、天线座143和指示灯144。自弹式卡座142用于连接无线数据卡，无线数据卡用于4G网络的无线连接。天线座143用于外接天线。指示灯144用于指示4G模块14的工作状态。4G模块14用于通过4G网络与一预先设置的云服务器2建立通讯连接。

Mesh通讯模块15与4G模块14连接，Mesh通讯模块15用于与外接mesh设备3建立通讯连接。太阳能网关1用于建立外接mesh设备3和云服务器2的无线通讯连接。一实施例中，云服务器2用于与移动终端4建立无线通讯连接。一实施例中，太阳能网关1用于建立外接mesh设备3和移动终端4的无线通讯连接。

一实施例中，Mesh通讯模块15通过串口与4G模块14连接。

一实施例中，太阳能网关1还包括壳体，太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块设置在壳体内。

请参考图3，为另一种实施例中太阳能网关的结构连接示意图，太阳能网关1还包括4G天线16，4G天线16设置在壳体上，并与天线座143适配连接。

一种实施例中，太阳能网关1还包括休眠模块17，分别与4G模块14和Mesh通讯模块15连接，休眠模块17用于监测Mesh通讯模块15的通讯状态，并当Mesh通讯模块15在一第一预设时间段内未与外接mesh设备3进行数据通讯时，输出休眠电信号给4G模块14和Mesh通讯模块15。4G模块14还用于响应休眠电信号进入低功耗工作模式，Mesh通讯模块15还用于响应休眠电信号进入低功耗工作模式。

一种实施例中，太阳能网关1还包括唤醒模块18，分别与4G模块14和Mesh通讯模块15连接。唤醒模块18用于监测4G模块14的通讯状态，并当4G模块接收到云服务器2发出的一唤醒请求信号时，输出唤醒电信号给4G模块14和Mesh通讯模块15。4G模块14还用于响应唤醒电信号进入正常工作模式，Mesh通讯模块15还用于响应唤醒电信号进入正常工作模式。

本申请一实施例中的太阳能网关，可以实现4G网关(太阳能网关)与外接mesh设备的通讯系统。外接mesh设备与4G网关相连，移动终端通过云服务器与4G网关连接，实现设备与设备，设备与网关，网关与移动终端相互关联，组合成完整的mesh网络通讯系统。实现了4G网关与外接mesh设备远程管理。这种技术无需另接电网即可工作，即便在没有市电的情况下依然能正常运行，实现了安装便捷、节省能源、降低污染的效果。

在本申请一实施例中的太阳能网关还具有休眠唤醒功能。太阳能网关在长时间无数据通讯的情况下，4G模块与mesh通讯模块将自动进入低功耗模式，当mesh网络出现数据通讯时，mesh网络模块与4G模块将自动唤醒，当移动终端有数据通讯时，同样会将4G模块和mesh网络模块以及外接mesh设备唤醒，整个网络将进入正常工作模式，因此，实现4G网关休眠唤醒功能，实现网关在使用过程中大幅度降低功耗，提高了电能利用率。

本申请公开的太阳能网关通过太阳能转换模块进行光电转换对网关供电，使网关能够正常工作。4G网关(太阳能网关)通电后，移动终端下发的指令，云服务器转发来自移动终端的指令至4G网关(太阳能网关)，实现了4G网关(太阳能网关)与移动终端的通讯，4G网关(太阳能网关)收到来自服务器的指令后，再次转发至外接mesh设备，实现mesh网络的远程管理。一实施例中，通电后的太阳能网关在长时间待机过程中，网关即进入自主休眠模式，休眠后的网关能够通过移动终端或外接mesh设备进行唤醒操作，恢复网关正常功能的使用，该技术将现代通讯技术融于一体，不仅实现了远程通讯管理，还规避了原始用电设备需要拉电网的困扰，解决了部分地区缺电和通讯两大难题。同时也有利于解决现在能源紧缺的问题。实现了耗能低、结构简单、安装便捷、安装后坚固耐用等诸多优点。

基于本申请公开的太阳能网关的无线网络除了实现太阳能供电物联网通讯设备外，还兼备了耗能低、结构简单、安装便捷、安装后坚固耐用等优点，解决了诸多局限性问题。与传统网关相比，该网关无需另接电网即可工作，即便在没有市电的情况下依然能正常运行，给不方便拉接电线、网线的部分地区提供了极大的便利，让没有网的地区也能实现物联网通讯，该技术实现了安装便捷、节省能源、降低污染的效果，更加适用于广泛推广使用。

一实施例中，本申请公开的太阳能网关工作流程是：通过太阳能转换模块将收集到的太阳光转化为电能为锂离子电池充电。锂离子电池通过电源管理模块的输入端输出端，给主控模块营造良好的供电环境，电路通电后网关开始工作。4G模块通电后通过云服务器与移动终端连接，同时，4G模块与外接Mesh设备相互连接，网关连接到云服务器后，移动终端下发的指令，云服务器转发来自移动终端的指令至4G模块，实现了4G模块与移动终端的通讯，4G模块收到来自云服务器的指令后，再次转发至外接mesh设备，实现mesh网络的远程管理。通电后的4G模块在长时间待机过程中，云服务器或外接mesh设备没有对太阳能网关进行操作，该网关即进入自主休眠模式，休眠后的网关能够通过移动终端或外接mesh设备进行唤醒操作，恢复网关正常功能的使用，实现网关在使用过程中大幅度降低功耗，提高了电能利用率。充分储能的为不可控的弱光条件用电做准备，遵循了当下倡导的节能减排，倡导绿色低碳生活的理念。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种太阳能网关，其特征在于，包括太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块；

所述太阳能电池板与所述电源管理模块连接，用于将光能转换为电能，并将由转换光能获取的电能输出给所述电源管理模块；

2.如权利要求1所述的太阳能网关，其特征在于，所述可充电电池为锂离子电池。

3.如权利要求1所述的太阳能网关，其特征在于，所述Mesh通讯模块通过串口与所述4G模块连接。

4.如权利要求1所述的太阳能网关，其特征在于，还包括壳体，所述太阳能电池板、电源管理模块、可充电电池、4G模块和Mesh通讯模块设置在所述壳体内。

5.如权利要求4所述的太阳能网关，其特征在于，还包括4G天线，与所述天线座适配连接；所述4G天线设置在所述壳体上。

6.如权利要求1所述的太阳能网关，其特征在于，还包括休眠模块，分别与所述4G模块和所述Mesh通讯模块连接，所述休眠模块用于监测所述Mesh通讯模块的通讯状态，并当所述Mesh通讯模块在一第一预设时间段内未与所述外接mesh设备进行数据通讯时，输出休眠电信号给所述4G模块和所述Mesh通讯模块；所述4G模块还用于响应所述休眠电信号进入低功耗工作模式，所述Mesh通讯模块还用于所述休眠电信号进入低功耗工作模式。

7.如权利要求6所述的太阳能网关，其特征在于，还包括唤醒模块，分别与所述4G模块和所述Mesh通讯模块连接；所述唤醒模块用于监测所述4G模块的通讯状态，并当所述4G模块接收到所述云服务器发出的一唤醒请求信号时，输出唤醒电信号给所述4G模块和所述Mesh通讯模块；所述4G模块还用于响应所述唤醒电信号进入正常工作模式，所述Mesh通讯模块还用于所述唤醒电信号进入正常工作模式。