CN219204512U - 一种多功能物联网智能网关设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能物联网智能网关设备，属于物联网技术领域，解决了现有智能网关设备通信方式无兼容性和扩展性、功能单一不可扩展的问题。设备包括：控制处理单元、下行通信模组、上行通信模组、定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、电平转换电路、模拟量传感器、开关量传感器、开关设备和扩展接口；其中上行通信模组，通过一个第一类扩展接口与控制处理单元相连；下行通信模组，通过一个至多个各自独立的第二类扩展接口与控制处理单元相连；外置存储单元、模拟量传感器，开关量传感器和开关设备分别依次通过各自对应的一个扩展接口及外围电路与控制处理单元相连；实现了网关设备通信模块的兼容和扩展以及多功能的扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域，尤其涉及一种多功能物联网智能网关设备。
背景技术
随着移动网络和物联网技术的发展，大量物联网设备被接入网络。物联网设备(例如智能门锁、智能耳标、摄像头等)与终端平台的数据通信通常需要经过配套的网关设备转发实现。由于不同物联网设备的版本、接口和通信方式存在差异，现有的智能网关设备通常存在以下问题：
网关设备(如zigbee网关、lora网关等)采用单一的通信方式，且不具有扩展性的硬件接口，无法同时接收采用不同通信方式的数据或根据实际需要对通信模块进行扩展；
网关设备功能单一，通常只有数据透传和短暂存储功能，没有接入设备的扩展能力；
可见，亟需一种多功能物联网智能网关设备，以实现通信模块的兼容和扩展,增强存储功能并且使网关设备具备接入设备以扩展功能的能力。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种多功能物联网智能网关设备，用以解决现有智能网关设备对数据的不具备处理能力和通信模块无兼容性、扩展性的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种多功能物联网智能网关设备，包括控制处理单元、下行通信模组、上行通信模组、定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、电平转换电路、电流/电压转换电路、模拟量传感器、开关量传感器、开关设备和扩展接口；
所述扩展接口包括第一类扩展接口、第二类扩展接口、第三类扩展接口和第四类扩展接口；
所述定位模组、显示单元、内置存储单元分别与控制处理单元相连；
所述上行通信模组，通过一个第一类扩展接口与控制处理单元相连；
所述下行通信模组，通过一个至多个各自独立的第二类扩展接口与控制处理单元相连；
所述外置存储单元，通过一个第三类扩展接口与控制处理单元相连；
所述模拟量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电流/电压转换电路与控制处理单元相连；
所述开关量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连；
所述开关设备，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连。
进一步的，所述控制处理单元，包括处理器、UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路，所述UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路分别与所述处理器相连。
进一步的，所述上行通信模组包括4G通信模组、NB-IOT通信模组和Cat1通信模组。
更进一步的，所述Cat1通信模组为移远通信的EC800G-CN。
进一步的，所述下行通信模组包括WIFI通信模组、2.4GHz通信模组、433MHz通信模组、ZigBee通信模组和蓝牙通信模组。
更进一步的，所述UART接口电路通过第一类扩展接口与上行通信模组相连，并与定位模组相连；
所述I2C接口电路通过一个或多个各自独立的第二类扩展接口与下行通信模组相连；
所述SPI接口电路分别与内置存储单元、显示单元相连；
所述SD卡接口电路通过第三类扩展接口与扩展存储单元相连；
所述模/数转换电路通过电流/电压转换电路以及第四类扩展接口与模拟量传感器相连。
进一步的，所述内置存储单元为flash存储器；所述外置存储单元为SD卡。
进一步的，所述控制处理单元为主频不低于200MHZ的MCU芯片。
进一步的，所述扩展接口包括：所述第一类扩展接口为端子HX2.54*6，用于连接上行通信模组；所述第二类扩展接口为端子H1.27*6，用于连接下行通信模组；所述第三类扩展接口为SD卡座，用于连接外置存储器：所述第四类扩展接口为端子HX2.54*2，用于连接模拟量传感器、开关量传感器或开关设备。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
1、通过定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、模拟量传感器、开关量传感器和开关设备，使网关设备具有远程升级协议和配置、环境检测、控制设备启停等功能，并且增强了网关的存储功能，实现了网关功能的多样性；
2、通过一个扩展接口实现上行通信模组与控制处理单元的数据总线相连，实现了上行通信模组的灵活配置；通过一个至多个各自独立的扩展接口实现下行通信模组与控制处理单元的数据总线相连，实现了多路通信模组的兼容和灵活配置；
3、通过各自对应的一个扩展接口及外围电路实现外置存储单元、模拟量传感器，开关量传感器和开关设备与控制处理单元相连，实现了网关功能的灵活配置。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实用新型实施例中多功能智能网关设备整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例中多功能智能网关设备电路示意图；
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种多功能物联网智能网关设备，如图1所示，包括控制处理单元、下行通信模组、上行通信模组、定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、电平转换电路、电流/电压转换电路、模拟量传感器、开关量传感器、开关设备和扩展接口；
所述扩展接口包括第一类扩展接口、第二类扩展接口、第三类扩展接口和第四类扩展接口；
所述定位模组、显示单元、内置存储单元分别与控制处理单元相连；
所述上行通信模组，通过一个第一类扩展接口与控制处理单元相连；
所述下行通信模组，通过一个至多个各自独立的第二类扩展接口与控制处理单元相连；
所述外置存储单元，通过一个第三类扩展接口与控制处理单元相连；
所述模拟量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电流/电压转换电路与控制处理单元相连；
所述开关量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连；
所述开关设备，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连；
其中，所述扩展接口用于灵活更换通信模块或接入设备；所述控制处理单元用于对下行通信模组发送的数据进行转发或存储，执行上行通信模组传送的指令，也可对数据进行分析处理后将结果传至上行通信模组进行上报；所述下行通信模组用于与物联网采集器件/终端/设备进行数据通信；所述上行通信模组用于与物联网管理平台等终端管理平台实时通信；所述定位模组用于登记设备信息，便于安装施工管理及后期维护管理；所述显示单元用于实时显示物联网系统各个设备的状态；所述内置存储单元用于存储简短的临时数据；所述外置存储单元用于存储非临时数据以及数据量较大时的临时数据；所述模拟量传感器可以为压力传感器、流量传感器、温度传感器；所述开关量传感器可以为红外人体检测传感器、各类到位开关；所述开关设备可以为电灯开关、电机开关、温度控制开关。
进一步的，所述控制处理单元，包括处理器、UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路，所述UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路分别与所述处理器相连。
进一步的，所述上行通信模组包括4G通信模组、NB-IOT通信模组和Cat1通信模组。
更进一步的，所述Cat1通信模组为移远通信的EC800G-CN。
进一步的，所述下行通信模组包括WIFI通信模组、2.4GHz通信模组、433MHz通信模组、ZigBee通信模组和蓝牙通信模组。
更进一步的，所述UART接口电路通过第一类扩展接口与上行通信模组相连，并与定位模组相连；
所述I2C接口电路通过一个或多个各自独立的第二类扩展接口与下行通信模组相连；
所述SPI接口电路分别与内置存储单元、显示单元相连；
所述SD卡接口电路通过第三类扩展接口与扩展存储单元相连；
所述模/数转换电路通过电流/电压转换电路以及第四类扩展接口与模拟量传感器相连。
进一步的，所述内置存储单元为flash存储器；所述外置存储单元为SD卡。
进一步的，所述控制处理单元为主频不低于200MHZ的MCU芯片。
进一步的，所述扩展接口包括：所述第一类扩展接口为端子HX2.54*6，用于连接上行通信模组；所述第二类扩展接口为端子H3.81*6，用于连接下行通信模组；所述第三类扩展接口为SD卡座，用于连接外置存储器：所述第四类扩展接口为端子HX2.54*2，用于连接模拟量传感器、开关量传感器或开关设备。
进一步的，所述网关设备还包括2个485通信模组，所述2个485通信模组与控制处理单元相连，分别用于上行有线通信和下行有限通信。
进一步的，所述网关设备还包括电源模组，所述电源模组与控制处理单元相连，用于将外部电源转换为3.3V的电压为网关设备供电。
与现有技术相比，本实施例提供的多功能物联网智能网关设备实现了以下有益效果：
1、通过定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、模拟量传感器、开关量传感器和开关设备，使网关设备具有远程升级协议和配置、环境检测、控制设备启停等功能，并且增强了网关的存储功能，实现了网关功能的多样性；
2、通过一个扩展接口实现上行通信模组与控制处理单元的数据总线相连，实现了上行通信模组的灵活配置；通过一个至多个各自独立的扩展接口实现下行通信模组与控制处理单元的数据总线相连，实现了多路通信模组的兼容和灵活配置；
3、通过各自对应的一个扩展接口及外围电路实现外置存储单元、模拟量传感器，开关量传感器和开关设备与控制处理单元相连，实现了网关功能的灵活配置。
本领域技术人员可以理解，上述实施例中控制处理单元所涉及的程序/软件为现有技术常见的方法，如将现有的通信控制方法在控制处理单元中运行即可，本实用新型不涉及任何软件方面的改进。本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多功能物联网智能网关设备，其特征在于，包括控制处理单元、下行通信模组、上行通信模组、定位模组、显示单元、内置存储单元、外置存储单元、电平转换电路、电流/电压转换电路、模拟量传感器、开关量传感器、开关设备和扩展接口；
所述扩展接口包括第一类扩展接口、第二类扩展接口、第三类扩展接口和第四类扩展接口；
所述定位模组、显示单元、内置存储单元分别与控制处理单元相连；
所述上行通信模组，通过一个第一类扩展接口与控制处理单元相连；
所述下行通信模组，通过一个至多个各自独立的第二类扩展接口与控制处理单元相连；
所述外置存储单元，通过一个第三类扩展接口与控制处理单元相连；
所述模拟量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电流/电压转换电路与控制处理单元相连；
所述开关量传感器，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连；
所述开关设备，依次通过一个第四类扩展接口及电平转换电路与控制处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述控制处理单元，包括处理器、UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路，所述UART接口电路、I2C接口电路、SD卡接口电路、模/数转换电路分别与所述处理器相连。
3.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述上行通信模组包括4G通信模组、NB-IOT通信模组和Cat1通信模组。
4.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述下行通信模组包括WIFI通信模组、2.4GHz通信模组、433MHz通信模组、ZigBee通信模组和蓝牙通信模组。
5.根据权利要求2所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述UART接口电路通过第一类扩展接口与上行通信模组相连，并与定位模组相连；
所述I2C接口电路通过一个或多个各自独立的第二类扩展接口与下行通信模组相连；
所述SPI接口电路分别与内置存储单元、显示单元相连；
所述SD卡接口电路通过第三类扩展接口与扩展存储单元相连；
所述模/数转换电路通过电流/电压转换电路以及第四类扩展接口与模拟量传感器相连。
6.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述内置存储单元为flash存储器；所述外置存储单元为SD卡。
7.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述控制处理单元为主频不低于200MHZ的MCU芯片。
8.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述扩展接口包括：所述第一类扩展接口为端子HX2.54*6，用于连接上行通信模组；所述第二类扩展接口为端子H3.81*6，用于连接下行通信模组；所述第三类扩展接口为SD卡座，用于连接外置存储器：所述第四类扩展接口为端子HX2.54*2，用于连接模拟量传感器、开关量传感器或开关设备。
9.根据权利要求3所述的多功能物联网智能网关设备，其特征在于，所述Cat1通信模组为移远通信的EC800G-CN。
Priority Applications (1)
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| CN202320346246.9U CN219204512U (zh) | 2023-02-17 | 2023-02-17 | 一种多功能物联网智能网关设备 |
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Family Applications (1)
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