CN218277167U - 一种蓝牙智能网关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙智能网关电路，包括电源电路、主控电路、4G通讯电路及以太网电路，所述主控电路分别电性连接电源电路、4G通讯电路及以太网电路。本实用新型可以通过智能网关控制整个楼层的智能门锁，节省每把锁具的无线通讯硬件费用，控制中心可以把白名单数据发送到对应的锁具，用户使用卡片即可开锁，使用手机开锁也可以通过与服务器鉴权对比进行开锁，提供大功率，远距离的蓝牙信号覆盖。

Description

一种蓝牙智能网关电路

技术领域

本实用新型涉及智能网关，具体涉及一种大功率超远距离蓝牙智能网关电路。

背景技术

目前，现有的蓝牙网关，通过读卡器读取NFC射频卡数据并开锁，或通过手机蓝牙连接操作并开锁，或通过指纹进行开锁。

智能门锁需要为每把锁都配置4G或者WIFI模块进行联网，成本较高，在某些场所4G或WIFI信号不好，造成开锁延迟或者失败。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种蓝牙智能网关电路，通过蓝牙通信完成数据转发的网关模块，可以使用公司研发的蓝牙低功耗智能门锁控制器来验证本实用新型电路的收发功能，其形态为一款支持IC卡和蓝牙BLE控制开锁，用户可以通过蓝牙数据发送给配置器，配置器将数据存储在主控芯片内，当锁具收到开锁指令时，通过蓝牙把开锁申请发送到网关，网关收到数据后，将数据通过4G发送到服务器进行开锁鉴权，控制中心通过网关模块把白名单卡，授权指纹等信息写入对应的锁具，最大覆盖距离可达60米，满足整个楼层的应用。

本实用新型采用技术方案为：一种蓝牙智能网关电路，包括电源电路、主控电路、4G通讯电路及以太网电路，所述主控电路分别电性连接电源电路、4G通讯电路及以太网电路；

所述主控电路用于整个系统运行控制和数据收发控制；

所述电源电路用于整个系统供电；

所述4G通讯电路用于无线网络的数据收发，配合SIM卡使用，直接与云服务器连接；

所述以太网电路用于以太网通讯。

进一步地，所述主控电路主要包括ESP32-S模组及外围电路。

更进一步地，所述电源电路包括：

XL7005A DCDC降压电源，用于将12V电压转换为5V；

低压差线性稳压器MIC29302，把5V转换为3.8V提供给4G的射频电路使用；

低压差线性稳压器AMS1117-3.3，用于将5V电压转换为3.3V，提供给主控MCU蓝牙电路和以太网电路；

XL7005A DCDC降压电源连接输入电源；

XL7005A DCDC降压电源分别连接低压差线性稳压器MIC29302和低压差线性稳压器AMS1117-3.3。

更进一步地，所述4G通讯电路包括通讯芯片ML302和SIM卡座SD，通讯芯片ML302电性连接SIM卡座SD。

更进一步地，所述以太网电路主要包括以太网接口电路IP101G电路及外围电路。

本实用新型的优点：

本实用新型可以通过智能网关控制整个楼层的智能门锁，节省每把锁具的无线通讯硬件费用，控制中心可以把白名单数据发送到对应的锁具，用户使用卡片即可开锁，使用手机开锁也可以通过与服务器鉴权对比进行开锁，提供大功率，远距离的蓝牙信号覆盖。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的蓝牙智能网关电路应用结构框图。

图2是本实用新型实施例的蓝牙智能网关电路原理图。

图3是本实用新型实施例的主控电路原理图。

图4是本实用新型实施例的电源电路原理图。

图5是本实用新型实施例的以太网电路原理图。

图6是本实用新型实施例的4G通讯电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1至图6，一种蓝牙智能网关电路，包括电源电路、主控电路、4G通讯电路及以太网电路，所述主控电路分别电性连接电源电路、4G通讯电路及以太网电路；

所述主控电路用于整个系统运行控制和数据收发控制；

所述电源电路用于整个系统供电；

所述4G通讯电路用于无线网络的数据收发，配合SIM卡使用，直接与云服务器连接；

所述以太网电路用于以太网通讯。

所述主控电路主要包括ESP32-S模组及外围电路。

所述电源电路包括：

XL7005A DCDC降压电源，用于将12V电压转换为5V；

低压差线性稳压器MIC29302，把5V转换为3.8V提供给4G的射频电路使用；

低压差线性稳压器AMS1117-3.3，用于将5V电压转换为3.3V，提供给主控MCU蓝牙电路和以太网电路；

XL7005A DCDC降压电源连接输入电源；

XL7005A DCDC降压电源分别连接低压差线性稳压器MIC29302和低压差线性稳压器AMS1117-3.3。

所述4G通讯电路包括通讯芯片ML302和SIM卡座SD，通讯芯片ML302电性连接SIM卡座SD。

所述以太网电路主要包括以太网接口电路IP101G电路及外围电路。

本实用新型，通过蓝牙通信完成数据转发的网关模块，可以使用公司研发的蓝牙低功耗智能门锁控制器来验证本实用新型的收发功能，其形态为一款支持IC卡和蓝牙BLE控制开锁，用户可以通过蓝牙数据发送给配置器，配置器将数据存储在主控芯片内，当锁具收到开锁指令时，通过蓝牙把开锁申请发送到网关，网关收到数据后，将数据通过4G发送到服务器进行开锁鉴权，控制中心通过网关模块把白名单卡，授权指纹等信息写入对应的锁具，最大覆盖距离可达60米，满足整个楼层的应用。

本实用新型的技术方案：

如图1所示，本技术方案提供了低功耗蓝牙门锁连接云端服务器的一个转接网关。通常蓝牙门锁因功耗的限制，不适宜使用wifi或者4g直接连接到云端服务器，低功耗蓝牙提供了一个低功耗，低成本的解决方案。一般来说有两种方式作为网关使用，一种是使用手机，另一种是使用本方案蓝牙网关。本方案网关提供大功率，远距离的蓝牙信号覆盖，最大距离可达60米，可满足整个楼层的门锁需求。

图2为本产品的主要组成模块，分别有电源、主控（含蓝牙）、4g和以太网部分。

主控电路

图3为主控电路的原理图。主控电路负责整个系统运行控制和数据收发控制，包括蓝牙，4g和以太网。本方案采用安可信的ESP32-S模组，ESP32-S是一款通用型WiFi-BT-BLEMCU模组，功能强大，用途广泛，可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务，例如语音编码、音频流和MP3解码等。ESP32-S集成了传统蓝牙、低功耗蓝牙和Wi-Fi，具有广泛的用途：Wi-Fi支持极大范围的通信连接，也支持通过路由器直接连接互联网；而蓝牙可以让用户连接手机或者广播BLE Beacon以便于信号检测。ESP32芯片的睡眠电流小于5uA，使其适用于电池供电的可穿戴电子设备。ESP-WROOM-32支持的数据传输速率高达150 Mbps，经过功率放大器后，输出功率可达到22 dBm，可实现最大范围的无线通信。因此，这款芯片拥有行业领先的技术规格，在高集成度、无线传输距离、功耗以及网络联通等方面性能最佳。ESP32的操作系统是带有LWIP的freeRTOS，还内置了带有硬件加速功能的TLS 1.2。芯片同时支持OTA加密升级，开发者可以在产品发布之后继续升级。

本方案使用了模块的外设功能和蓝牙功能，外设IO和UART控制4G和以太网，这两个功能只能二选一，根据客户的需求和使用环境，可以定制化安装其中一个模块即可。此外还包括蜂鸣器驱动，LED指示灯驱动等。

本模块集成了蓝牙BLE V4.2功能，配合高增益外置天线，可使蓝牙信号覆盖到整个楼层，满足各个房间的门锁使用。

系统供电电路

图4为系统供电电路原理图。本部分负责整个系统的供电，为保证系统稳定工作，使用12V/1A的输入电源，输入端使用了TVS管保护，预防静电和浪涌等损坏电路，还使用了NMOSFET场效应管做反向保护，避免接错烧毁电路。为保证4G模块和系统电路的稳定工作，采用了XL7005A DCDC降压电源，把12V电压转换为5V，最大电流可达0.4A，另外还使用了两路LDO，分别是MIC29302和AMS1117-3.3，MIC29303把5V转换为3.8V提供给4G的射频部分使用，其低压差，低噪声的特性适用于网络，射频等电路，另外AMS1117-3.3是一个低噪声的LDO，它把5V电压转换为3.3V，提供给主控MCU蓝牙电路和以太网电路。

以太网电路

图5为以太网模块电路原理图。本方案采用了IP101G电路方案，IP101G是一个IEEE802.3/802.3u标准兼容的单端口快速以太网100Mbps和10Mbps的操作收发器。它支持自动MDI/MDIX功能简化网络安装，并降低了系统的维护费用。为了提高系统性能，IP101G提供一个硬件中断引脚来指示该链接，速度和双工状态的变化。IP101G提供媒体独立接口（MII）或简化媒体独立接口（RMII）与不同类型的10/100Mb的媒体访问控制器（MAC）的连接。以太网电路用于有线网络的接入和数据收发，与4g功能同等，并且可以更稳定和可靠，不受外界信号的干扰。

4g电路

图6为模块电路原理图。4g模块电路用于无线网络的数据收发，配合sim卡使用，可直接与云服务器连接，与以太网功能同等，可以节省布线，方便安装。本方案采用用过移动的ML302 4G模组。ML302是中国移动最新推出的LTE Cat1 模块。ML302支持TD-LTE/FDD-LTE通信制式，采用LCC+LGA封装方式。丰富的Internet协议、行业标准接口和功能，支持Windows、Linux和Android驱动。ML302可广泛应用到M2M多个领域中，如共享、金融支付、POC、工业控制等。

本实用新型主要保护的是蓝牙智能网关电路硬件，以便本领域技术人员在此基础上进行进一步的开发。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种蓝牙智能网关电路，其特征在于，包括电源电路、主控电路、4G通讯电路及以太网电路，所述主控电路分别电性连接电源电路、4G通讯电路及以太网电路；

所述主控电路用于整个系统运行控制和数据收发控制；

所述电源电路用于整个系统供电；

所述4G通讯电路用于无线网络的数据收发，配合SIM卡使用，直接与云服务器连接；

所述以太网电路用于以太网通讯。

2.根据权利要求1所述的蓝牙智能网关电路，其特征在于，所述主控电路主要包括ESP32-S模组及外围电路。

3.根据权利要求1所述的蓝牙智能网关电路，其特征在于，所述电源电路包括：

XL7005A DCDC降压电源，用于将12V电压转换为5V；

低压差线性稳压器MIC29302，把5V转换为3.8V提供给4G的射频电路使用；

低压差线性稳压器AMS1117-3.3，用于将5V电压转换为3.3V，提供给主控MCU蓝牙电路和以太网电路；

XL7005A DCDC降压电源连接输入电源；

XL7005A DCDC降压电源分别连接低压差线性稳压器MIC29302和低压差线性稳压器AMS1117-3.3。

4.根据权利要求1所述的蓝牙智能网关电路，其特征在于，所述4G通讯电路包括通讯芯片ML302和SIM卡座SD，通讯芯片ML302电性连接SIM卡座SD。

5.根据权利要求1所述的蓝牙智能网关电路，其特征在于，所述以太网电路主要包括以太网接口电路IP101G电路及外围电路。

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