CN216434232U - 一种带供电检测的无线通信dtu装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带供电检测的无线通信DTU装置，包括内部电路，内部电路包括第一电源变换电路、电池充电管理芯片、第二电源变换电路、485通信电路、无线通信模块、SIM卡电路、供电检测电路和指示灯电路；外接12V电源连接第一电源变换电路后输出5V电源；电池充电管理芯片的输入端连接在第一电源变换电路的5V输出端；第二电源变换电路将锂电池的4.2V电源变换为3.3V电源后为485通信电路供电；无线通信模块输出的1.8V电平通过电平转换器变换为3.3V电平后连接在485通信电路上；供电检测电路由外接12V电源供电并连接在无线通信模块的对应串口上。本装置通过对外部供电电源的实时检测，进而有效判断云联网设备服务器端无数据是否由供电电源断电引起。

Description

一种带供电检测的无线通信DTU装置

技术领域

本实用新型属于无线终端设备领域，具体涉及一种带供电检测的无线通信DTU装置。

背景技术

无线通信DTU在日常使用中应用十分广泛，主要负责将下端设备的信息传输到控制后台，但在使用过程中发现在部分地区，用电高峰期时外部供电非常不稳定，经常出现短暂停电的现象，导致后台无法显示设备相关信息，通常后台检测人员会误认为是设备故障造成的此现象。现急需一种有效判断设备无数据原因是否由外部电源断电造成，以对外部供电电源进行实时检测的无线通信DTU装置。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种带供电检测的无线通信DTU装置，本装置通过对外部供电电源的实时检测，进而有效判断云联网设备服务器端无数据是否由供电电源断电引起。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种带供电检测的无线通信DTU装置，包括内部电路，所述内部电路包括第一电源变换电路、电池充电管理芯片、第二电源变换电路、485通信电路、无线通信模块、SIM卡电路、供电检测电路和指示灯电路；外接12V电源连接第一电源变换电路后输出5V电源；所述电池充电管理芯片的输入端连接在第一电源变换电路的5V输出端，并为锂电池充电，锂电池输出4.2V电源；所述第二电源变换电路将锂电池的4.2V电源变换为3.3V电源后为485通信电路供电；无线通信模块输出的1.8V电平通过电平转换器变换为3.3V电平后连接在485通信电路上；SIM卡电路和指示灯电路连接在无线通信模块的对应引脚；供电检测电路由外接12V电源供电并连接在无线通信模块的对应串口上。

优选地，所述第一电源变换电路包括第一电源变换芯片、电压调节反馈电路和阻容滤波电路；所述电压调节反馈电路包括第六电阻和第十电阻；所述阻容滤波电路包括第一电容和第五电阻；

外接12V电源连接第一二极管的正极，第一二极管的负极分别连接第三电容、第二电容、第四电阻的一端以及第一电源变换芯片的IN脚，第三电容和第二电容的另一端接地，第四电阻的另一端连接第一电源变换芯片的EN脚，第一电源变换芯片的BS脚通过第四电容分别连接LX脚和第一电感的一端；第一电感的另一端连接第一电容和第六电阻的一端和5V输出端，5V输出端分别通过滤波电路的第五电容和第六电容接地；第一电容的另一端通过第五电阻分别连接第六电阻的另一端和第一电源变换芯片的FB脚，第一电源变换芯片的FB脚分别通过第七电容和第十电阻接地。

优选地，所述电池充电管理芯片的电源输入端连接在5V输出端；电池充电管理芯片的控制端口连接锂电池的电源接口；所述第二电源变换电路包括拨动开关和低压差线性稳压器；电池充电管理芯片的控制端口通过拨动开关连接低压差线性稳压器和无线通信模块的对应引脚，低压差线性稳压器输出3.3V电源。

优选地，所述485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路，所述电平转换器的第一脚和第八脚连接无线通信模块的1.8V输出端，第二至五脚分别连接无信通信模块的对应引脚，第十四脚连接第二电源变换电路的3.3V输出端；两个485通信电路采用相同结构，且并联在电平转换器和外接设备的连接器之间；

优选地，所述第一485通信电路一端连接在电平转换器的第十脚和第十一脚上，另一端接在连接器的第一脚和第二脚上；第二485通信电路一端连接在电平转换器的第十二脚和第十三脚上，另一端接在连接器的第九脚和第十脚上；其中第一485通信电路包括第一485通信芯片和第一三极管，第一485通信芯片的第一脚通过第二电阻连接电平转换器的第十一脚，第二脚和第三脚相接后分别与第八电阻的一端和第一三极管的集电极相连，第八电阻的另一端连接3.3V输出端；第一三极管的基极通过第十二电阻连接电平转换器的第十脚，第一三极管的发射极连接第一485通信芯片的第四脚，第一485通信芯片的第五脚接地，第八脚连接3.3V输出端，第六脚通过第十一电阻接地并连接第九电阻一端，第九电阻的另一端连接瞬态二极管的一端和连接器的第一脚；第一485通信芯片的第七脚通过第一电阻接地并连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接瞬态二极管的另一端和连接器的第二脚。

优选地，所述指示灯电路包括网络指示灯电路、后台指示灯电路和停电指示灯电路；网络指示灯电路包括第七发光二极管和第六三极管，第七发光二极管的正极通过第二十六电阻接在无线通信模块的对应引脚，第七发光二极管的负极连接第六三极管的集电极，第六三极管的发射极接地，第六三极管的基极通过第三十二电阻连接无线通信模块的对应引脚上并通过第三十五电阻接地；后台指示灯电路、停电指示灯电路的结构与网络指示灯电路相同，且连接在无信通信模块的对应引脚上。

优选地，所述SIM卡电路包括的SIM卡插口上对应连接有静电二极管，连接在无信通信模块的SIM卡插口对应引脚上通过滤波电容接地。

优选地，所述供电检测电路包括光耦，光耦的第一脚通过第二十三电阻连在外接12V电源上，第二脚接地，第四脚分别连接第二十二电阻的一端和第十三电容的一端，第二十二电阻的另一端连接无线通信模块的1.8V输出端，第十三电容的另一端连接光耦的第三脚后接地。

本实用新型具有的有益效果为：

1.本实用新型通过加入对外部供电电源的检测，进而在检测到外部电源无输入时，采用后备电池供电，仍可正常与后台进行通信，并将停电的相关信息发送至后台，提醒后台检测人员此地区设备无数据是因为停电造成，当外部供电正常时可将相关信息发送至后台。

2. 第二十三电阻为限流电阻，可限制进入光耦的电流，第二十二电阻为上拉电阻，第十三电容位滤波电容。当外部12V有电时光耦导通，此时P_CHECK引脚为低电平，当12V没电时P_CHECK引脚为高电平，此引脚连接通信模块，无线通信模块通过判断引脚电平高低判断有无外部电源输入，对外部供电电源进行实时检测。

3. 第一二极管可防止外部电源反接损坏电源模块。第六电阻、第十电阻为分压比电阻，将电压输出控制在5V；第五电容、第六电容为滤波电路滤除芯片产生的高频杂波，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强。

4.电池充电管理芯片由第一电源变换电路供电，负责为锂电池进行充电，当锂电电压充满至4.2V自动停止充电，防止电池过冲引起的鼓包、胀裂对电池起到较好的保护作用。

5.无线通信模块和SIM卡电路负责通信部分，由电池供电，通过串口连接两路485通信电路进行通信，连接电源检测电路检测是否有外部电源供电。

附图说明

图1为本实用新型第一电源变换电路的电路图；

图2为本实用新型485通信电路的电路图；

图3为本实用新型第二电源变换电路的电路图；

图4为本实用新型供电检测电路的电路图；

图5为本实用新型指示灯电路的电路图；

图6为本实用新型SIM卡电路的电路图；

图7为本实用新型无线通信模块的连接示意图。

具体实施方式

如图1-7所示，本实用新型提出了一种带供电检测的无线通信DTU装置，包括内部电路，内部电路包括第一电源变换电路、电池充电管理芯片U5、第二电源变换电路、485通信电路、无线通信模块M1、SIM卡电路、供电检测电路和指示灯电路；外接12V电源连接第一电源变换电路后输出5V电源；电池充电管理芯片U5的输入端连接在第一电源变换电路的5V输出端，并为锂电池充电，锂电池输出4.2V电源。

其中，第一电源变换电路包括第一电源变换芯片U1（型号JW5057S）、电压调节反馈电路和阻容滤波电路。电压调节反馈电路包括第六电阻R6和第十电阻R10；阻容滤波电路包括第一电容C1和第五电阻R5。外接12V电源连接第一二极管D1（型号M7）的正极，第一二极管D1的负极分别连接第三电容C3（220uF/16V）、第二电容C2（100nF）、第四电阻R4（10KR）的一端以及第一电源变换芯片U1的IN脚，第三电容C3和第二电容C2的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接第一电源变换芯片U1的EN脚，第一电源变换芯片U1的BS脚通过第四电容C4（100nF）分别连接LX脚和第一电感L1的一端；第一电感L1（SLO0530H4R7MTT）的另一端连接第一电容C1（22PF）和第六电阻R6的一端和5V输出端，5V输出端分别通过滤波电路的第五电容C5（100nF）和第六电容C6(220uF/16V)接地；第一电容C1的另一端通过第五电阻R5（1K）分别连接第六电阻R6（110K）的另一端和第一电源变换芯片U1的FB脚，第一电源变换芯片U1的FB脚分别通过第七电容C7（100nF）和第十电阻R10（15K）接地。第一二极管D1可防止外部电源反接损坏电源模块。第六电阻R6、第十电阻R10为分压比电阻，将电压输出控制在5V；第五电容C5、第六电容C6为滤波电路滤除芯片产生的高频杂波，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强。

第二电源变换电路将锂电池的4.2V电源变换为3.3V电源后为两个485通信电路供电；无线通信模块M1和SIM卡电路均连接4.2V输出端，SIM卡电路、两个485通信电路和指示灯电路对应连接在无线通信模块M1上。供电检测电路由外接12V电源供电并连接在无线通信模块M1的对应串口上。

电池充电管理芯片U5由第一电源变换电路供电，芯片为BL4054B-42TPRN型号，负责为锂电池进行充电，当锂电电压充满至4.2V自动停止充电，防止电池过冲引起的鼓包、胀裂对电池起到较好的保护作用。电池充电管理芯片U5的电源输入端口通过第三十八电阻R38（1K）连接第十一二极管D11的负极，第十一二极管D11的正极连接5V输出端；第二脚接地，电池充电管理芯片U5的控制端口连接锂电池的电源接口；第四脚连接5V输出端并通过第十七电容C17(10uF)接地，第五脚通过第三十九电阻R39（1.25K）接地；第二电源变换电路包括拨动开关SW1（MSK12C02）和低压差线性稳压器U4（XC6206P332P）；电池充电管理芯片U5的控制端口通过拨动开关SW1连接低压差线性稳压器U4的第二脚和无线通信模块M1的对应控制引脚，低压差线性稳压器U4的第三脚输出3.3V电源并通过第十电容C10与第一脚相连后接地。低压差线性稳压器U4第二脚通过滴十二电容C12（220uF/16V）接地。第二电源变换电路主要将电池输出4.2V电压变换为3.3V为后部485通信电路进行供电，拨动开关SW1闭合时电池为后面的通信模块和485电路进行供电，低压差线性稳压器U4为低压差LDO芯片，将电池的4.2V电压变换为3.3V电压。

485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路，两个485通信电路采用相同结构，且并联在电平转换器U7和外接设备的连接器之间。电平转换器U7（TXS0104EPWR）的第一脚通过第十八电容C18（100nF）接地并连接1.8V输出端，第二至五脚分别对应连接无信通信模块的第一百三十七脚、第一百三十八脚、第六十八脚和第六十七脚，第七脚接地，第八脚连接1.8V输出端，第十四脚通过第十九电容C19（100nF）接地并连接3.3V输出端。连接器CN2(WJ15EDGRC-3.81-10P)的第三脚、第五脚、第六脚和第八脚接地；其中第一485通信电路一端连接在电平转换器U7的第十脚和第十一脚上，另一端接在连接器的第一脚和第二脚上；第二485通信电路一端连接在电平转换器U7的第十二脚和第十三脚上，另一端接在连接器CN2的第九脚和第十脚上；第一485通信电路包括第一485通信芯片U2(TP8485E)和第一三极管Q1（S8050），第一485通信芯片U2的第一脚通过第二电阻R2（1K）连接电平转换器U7的第十一脚，第二脚和第三脚相接后分别与第八电阻R8（5K）的一端和第一三极管Q1的集电极相连，第八电阻R8的另一端连接3.3V输出端；第一三极管Q1的基极通过第十二电阻R12连接电平转换器U7的第十脚，第一三极管Q1的发射极连接第一485通信芯片U2的第四脚，第一485通信芯片U2的第五脚接地，第八脚连接3.3V输出端，第六脚通过第十一电阻R11（1K）接地并连接第九电阻R9（100R）一端，第九电阻R9的另一端连接瞬态二极管D2的一端和连接器CN2的第一脚；第一485通信芯片U2的第七脚通过第一电阻R1（1K）接地并连接第三电阻R3（100R）的一端，第三电阻R3的另一端连接瞬态二极管D2的另一端和连接器CN2的第二脚；485通信电路中电平转换器U7为电平变换芯片，将无线通信模块M1输出的1.8V电平转换为3.3V电平，图中U2、U3为485通信芯片，将串口TTL电平转换为485差分电平，R3、R9、D2、R15、R18、D3组成保护电路，防止外部冲击损坏485通信芯片。

无线通信模块M1（ADP-L610-CN-00-00）的第七脚连接1.8V输出端并通过第十六电容C16接地，第八脚、第九脚和第十脚接地，第十三脚通过第四十电阻R14接地，第二十一脚通过第四十一电阻R41接地，第五十七、五十八、五十九脚接在第六十脚上，第四十九脚连接弯头插板连接器RF1，弯头插板连接器RF1上接有天线；无线通信模块M1和SIM卡电路负责通信部分，由电池供电，通过串口1和串口3连接两路485通信电路进行通信，连接电源检测电路检测是否有外部电源供电。

指示灯电路包括网络指示灯电路、后台指示灯电路和停电指示灯电路；网络指示灯电路包括第七发光二极管D7和第六三极管Q6（S8050），第七发光二极管D7的正极通过第二十六电阻R26（2K）接在无线通信模块M1的第六十脚，第七发光二极管D7的负极连接第六三极管Q6的集电极，第六三极管Q6的发射极接地，第六三极管Q6的基极通过第三十二电阻R32（10K）连接无线通信模块M1的第五脚并通过第三十五电阻R35（10K）接地；后台指示灯电路、停电指示灯电路的结构与网络指示灯电路相同，不同之处在于，后台指示灯电路的一端接在无线通信模块M1的第六十脚，另一端接在无线通信模块M1的第一百四十二脚；停电指示灯电路的一端接在无线通信模块M1的第六十脚，另一端接在无线通信模块M1的第一百四十一脚。图中指示灯电路主要由电阻、发光二极管、三极管构成，当网络连接正常时D7闪烁，后台连接正常时D5闪烁、外部电源无输入时D6点亮。

SIM卡电路包括的SIM卡插口上对应连接有静电二极管D12，连接在无信通信模块的SIM卡插口对应引脚上通过滤波电容接地；SIM卡插口的第一、二、三和七脚分别对应连接在无信通信模块的第十四、十七、十六和十五脚上；其中SIM卡插口的第一、二、三和七脚还分别通过第二十一电容C21（100uF）、第二十二电容C22（33uF）、第二十三电容C23（33uF）和第二十四电容C24（33uF）的接地，并且第一、二、三和七脚还对应连接在静电二极管D12（型号ESDA5V3SC5）对应引脚上后接地。当电路出现异常过压并达到静电二极管D12击穿电压时，静电二极管D12迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护电路，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强。

供电检测电路包括光耦OP1（EL817S(B)(TU)-F），光耦OP1的第一脚通过第二十三电阻R23（2K）接在外接12V电源上，第二脚接地，第四脚分别连接第二十二电阻R22（10K）的一端和第十三电容C13的一端，第二十二电阻R22的另一端连接1.8V输出端，第十三电容C13（100nF）的另一端连接光耦OP1的第三脚后接地。第二十三电阻R23为限流电阻，可限制进入光耦OP1的电流，第二十二电阻R22为上拉电阻，第十三电容C13位滤波电容。当外部12V有电时光耦OP1导通，此时P_CHECK引脚为低电平，当12V没电时P_CHECK引脚为高电平，此引脚连接通信模块，无线通信模块M1通过判断引脚电平高低判断有无外部电源输入。

Claims (8)

1.一种带供电检测的无线通信DTU装置，包括内部电路，其特征在于：所述内部电路包括第一电源变换电路、电池充电管理芯片、第二电源变换电路、485通信电路、无线通信模块、SIM卡电路、供电检测电路和指示灯电路；外接12V电源连接第一电源变换电路后输出5V电源；所述电池充电管理芯片的输入端连接在第一电源变换电路的5V输出端，并为锂电池充电，锂电池输出4.2V电源；所述第二电源变换电路将锂电池的4.2V电源变换为3.3V电源后为485通信电路供电；无线通信模块输出的1.8V电平通过电平转换器变换为3.3V电平后连接在485通信电路上；SIM卡电路和指示灯电路连接在无线通信模块的对应引脚；供电检测电路由外接12V电源供电并连接在无线通信模块的对应串口上。

2.根据权利要求1所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述第一电源变换电路包括第一电源变换芯片、电压调节反馈电路和阻容滤波电路；所述电压调节反馈电路包括第六电阻和第十电阻；所述阻容滤波电路包括第一电容和第五电阻；

外接12V电源连接第一二极管的正极，第一二极管的负极分别连接第三电容、第二电容、第四电阻的一端以及第一电源变换芯片的IN脚，第三电容和第二电容的另一端接地，第四电阻的另一端连接第一电源变换芯片的EN脚，第一电源变换芯片的BS脚通过第四电容分别连接LX脚和第一电感的一端；第一电感的另一端连接第一电容和第六电阻的一端和5V输出端，5V输出端分别通过滤波电路的第五电容和第六电容接地；第一电容的另一端通过第五电阻分别连接第六电阻的另一端和第一电源变换芯片的FB脚，第一电源变换芯片的FB脚分别通过第七电容和第十电阻接地。

3.根据权利要求2所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述电池充电管理芯片的电源输入端连接在5V输出端；电池充电管理芯片的控制端口连接锂电池的电源接口；所述第二电源变换电路包括拨动开关和低压差线性稳压器；电池充电管理芯片的控制端口通过拨动开关连接低压差线性稳压器和无线通信模块的对应引脚，低压差线性稳压器输出3.3V电源。

4.根据权利要求3所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路，所述电平转换器的第一脚和第八脚连接无线通信模块的1.8V输出端，第二至五脚分别连接无信通信模块的对应引脚，第十四脚连接第二电源变换电路的3.3V输出端；两个485通信电路采用相同结构，且并联在电平转换器和外接设备的连接器之间。

5.根据权利要求4所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述第一485通信电路一端连接在电平转换器的第十脚和第十一脚上，另一端接在连接器的第一脚和第二脚上；第二485通信电路一端连接在电平转换器的第十二脚和第十三脚上，另一端接在连接器的第九脚和第十脚上；其中第一485通信电路包括第一485通信芯片和第一三极管，第一485通信芯片的第一脚通过第二电阻连接电平转换器的第十一脚，第二脚和第三脚相接后分别与第八电阻的一端和第一三极管的集电极相连，第八电阻的另一端连接3.3V输出端；第一三极管的基极通过第十二电阻连接电平转换器的第十脚，第一三极管的发射极连接第一485通信芯片的第四脚，第一485通信芯片的第五脚接地，第八脚连接3.3V输出端，第六脚通过第十一电阻接地并连接第九电阻一端，第九电阻的另一端连接瞬态二极管的一端和连接器的第一脚；第一485通信芯片的第七脚通过第一电阻接地并连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接瞬态二极管的另一端和连接器的第二脚。

6.根据权利要求5所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述指示灯电路包括网络指示灯电路、后台指示灯电路和停电指示灯电路；网络指示灯电路包括第七发光二极管和第六三极管，第七发光二极管的正极通过第二十六电阻接在无线通信模块的对应引脚，第七发光二极管的负极连接第六三极管的集电极，第六三极管的发射极接地，第六三极管的基极通过第三十二电阻连接无线通信模块的对应引脚上并通过第三十五电阻接地；后台指示灯电路、停电指示灯电路的结构与网络指示灯电路相同，且连接在无信通信模块的对应引脚上。

7.根据权利要求6所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述SIM卡电路包括的SIM卡插口上对应连接有静电二极管，连接在无信通信模块的SIM卡插口对应引脚上通过滤波电容接地。

8.根据权利要求7所述的无线通信DTU装置，其特征在于：所述供电检测电路包括光耦，光耦的第一脚通过第二十三电阻连在外接12V电源上，第二脚接地，第四脚分别连接第二十二电阻的一端和第十三电容的一端，第二十二电阻的另一端连接无线通信模块的1.8V输出端，第十三电容的另一端连接光耦的第三脚后接地。

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