CN219918966U - 一种物联网终端耦合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种物联网技术领域。本实用新型提供一种物联网终端耦合器，包括：MCU处理单元；可插拔替换的多标准/协议的无线和有线通信单元，通过SPI、UART或CAN接口与MCU处理单元连接；输入输出模块，通过I/O、ADC或SPI接口与MCU处理单元连接；看门狗复位电路连接到MCU处理单元复位引脚处；RTC时钟、温湿度传感器，通过IIC接口与MCU处理单元连接；高压电源模块，与MCU处理单元、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、可插拔替换的多标准/协议的无线和有线通信单元连接。本实用新型实现了通过单个耦合器使多种通讯方案及输入输出接口实现灵活的自由组配效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是指一种物联网终端耦合器。
背景技术
物联网耦合器主要应用于受控设备现场，对现场设备进行数据采集和控制。但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：现场环境变化较大，现有耦合器在方案上手段单一，应用不够灵活。具体来讲，为：在管廊里面有防爆的地方无法开孔走线或者有2.4G无法穿透的地方；在楼宇控制方案中，实用的2.4G与已有的WIF I无线宽带信道冲突；管廊内部远程的RTU的应用单一的功能方案，输入输出的不够灵活运用。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中耦合器功能单一的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种物联网终端耦合器，包括：
MCU处理单元；
可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元，与MCU处理单元连接；
可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元，与MCU处理单元连接；
输入模块，包括：
带过压保护的DI输入单元，通过I/O接口与MCU处理单元连接，带过流保护的AI输入单元，通过ADC接口与MCU处理单元连接；
输出模块，包括：
带过流保护的AO输出单元，通过SPI接口与MCU处理单元连接，带短路保护的有源DO输出单元，通过I/O接口与MCU处理单元连接，
无源的DO输出单元，通过I/O接口与MCU处理单元连接；
高压电源模块，与MCU处理单元、可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元及可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元连接、输入模块、输出模块连接。
在本实用新型的一个实施例中，带过压保护的DI输入单元配置带过压瞬态抑制二极管。
在本实用新型的一个实施例中，可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元使用2.4G和433M无线收发模组，通过SPI接口与MCU处理单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元至少有两个使用包含多个带隔离的RS-485集线器，通过UART接口与MCU处理单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元使用CAN总线采用CAN2.0协议，通过CAN接口与所述MCU处理单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，还包含一个温湿度传感器，使用I IC接口连接MCU处理单元，用于在地下空间检测设备。
在本实用新型的一个实施例中，还包含一个系统看门狗复位电路，连接到MCU处理单元复位引脚处，用于监测MCU异常并恢复复位电路。
在本实用新型的一个实施例中，还包含一个RTC时钟电路，通过I IC接口连接MCU处理单元，用于为通讯数据中加盖时间戳。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本实用新型所述的物联网终端耦合器将无源的DO输出单元、带短路保护的有源DO输出单元、带过压保护的DI输入单元、带过流保护的AI输入单元、带过流保护的AO输出单元集合在一起，实现了灵活输入输出的效果；集合了使用2.4G和433M无线收发模组的无线通讯方式及使用RS-485总线和CAN总线的有线通讯方式，实现了根据实际使用场景灵活替换通讯方式的效果；温湿度传感器可以用于在地下空间检测设备、RTC时钟电路用于为通讯数据加盖时间戳、看门狗复位电路用于检测MCU处理单元的情况并恢复复位电路，使耦合器的功能更加完善。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是本实用新型一实施例提供的物联网耦合器的结构示意图；
图2是图1所示的物联网耦合器的细化结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
参照图1所示，本实用新型包括：
MCU处理单元2；
可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元8，与MCU处理单元连接，
可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元9，与MCU处理单元连接；
输入模块，包括：
带过压保护的DI输入单元5，通过I/O接口与MCU处理单元连接，
带过流保护的AI输入单元6，通过ADC接口与MCU处理单元连接；
输出模块，包括：
带过流保护的AO输出单元7，通过SPI接口与MCU处理单元连接，带短路保护的有源DO输出单元4，通过I/O接口与MCU处理单元连接，
无源的DO输出单元3，通过I/O接口与MCU处理单元连接；
高压电源模块1，与MCU处理单元、可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元及可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元连接、输入模块、输出模块连接。
参照图2所示，在本实施例中，MCU处理单元2为STM32F407VGT6VGT6控制器。
在本实施例中，输入模块包括：
带过压瞬态抑制二极管SM30T30CAY保护的DI输入单元5，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接，用于采集状态量；
带过流保护的AI输入单元6，包含电子元器件TPS26610，通过ADC接口与所述MCU处理单元连接，用于采集传感器输出的模拟量。
在本实施例中，输出模块，包括：
带过流保护的AO输出单元7，包含电子元器件TPS26610，通过SPI接口与所述MCU处理单元连接，用于提供模拟量控制；
带短路保护的有源DO输出单元4，包含电子元器件TPS26610，可以实现24V/20mA的输出，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接，带短路保护，用于为增加的传感器提供电源；
无源DO输出单元3，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接，串入已有的控制回路中，可以直接承受220V负载的控制。
当在管廊内部，数据采集加输入输出控制应用方案中，耦合器在接已有的设备里，外设接口丰富，无源的DO可以串入已有的控制回路中，有源的DO输出直接给增加的传感器供电，AI采集传感器数据，AO输出可以提供模拟量控制比如灯光，DI可以采集状态量，比如积水水位状态。
在本实施例中，可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元8，包括：
使用2.4G无线收发模组的通信单元，通过SPI接口与所述MCU处理单元连接；
使用433M无线收发模组的通信单元，通过SPI接口与所述MCU处理单元连接。
当在无法走线的现场，采用2.4G或433M的穿墙工作模式，可以迅速解决安装问题；
当在2.4G不能穿墙的现场，采用433M的穿墙工作模式，可以迅速解决安装问题；
当在楼宇控制方案中，实用的2.4G的窄带的信道与已有的WIFI&蓝牙无线宽带信道冲突，耦合器可以使用433M低频通讯方式。
在本实施例中，可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元，包括：
多个使用带隔离的RS-485集线器的有线通信单元，至少有两个，通过UART接口与所述MCU处理单元连接，RS-485-1通信单元91负责连接其他组网设备，例如协调器，RS-485-2通信单元92负责连接其他类型的传感器，例如温湿度传感器；
CAN总线采用CAN2.0协议的有线通信单元93，通过CAN接口与所述MCU处理单元连接。
当在有金属防盗门或者有电磁屏蔽的场合使用有线RS-485或CAN2.0的通讯方式，可以快速解决安装问题。
优选地，在本实施例所提供的耦合器中，还可以包括：
看门狗复位电路12，其型号为ADM6316，连接到MCU处理单元复位引脚处，负责监测MCU异常恢复复位电路；
RTC时钟电路11，其型号为RX8025T，使用I IC接口与MCU处理单元连接，用来给通讯数据加盖时间戳；
温湿度传感器10，其型号为SHTC3，使用I IC接口与MCU处理单元连接，用于在地下空间检测设备，例如当安装问题导致破损，在破损内部对水气进行检测。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种物联网终端耦合器，其特征在于，包括：
MCU处理单元；
可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元，与所述MCU处理单元连接；
可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元，与所述MCU处理单元连接；
输入模块，包括：
带过压保护的DI输入单元，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接，带过流保护的AI输入单元，通过ADC接口与所述MCU处理单元连接；输出模块，包括：
带过流保护的AO输出单元，通过SPI接口与所述MCU处理单元连接，带短路保护的有源DO输出单元，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接，
无源的DO输出单元，通过I/O接口与所述MCU处理单元连接；
高压电源模块，与所述MCU处理单元、可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元及可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元连接、输入模块、输出模块连接。
2.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：所述带过压保护的DI输入单元配置带过压瞬态抑制二极管。
3.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：所述可插拔替换的多标准/协议的无线通信单元包含2.4G和433M无线收发模组，通过SPI接口与所述MCU处理单元连接。
4.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：所述可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元至少有两个，包含带隔离的RS-485集线器，通过UART接口与所述MCU处理单元连接。
5.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：所述可插拔替换的多标准/协议的有线通信单元CAN总线采用CAN2.0协议，通过CAN接口与所述MCU处理单元连接。
6.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：还包含一个系统看门狗复位电路，连接到所述MCU处理单元复位引脚处。
7.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：还包含一个RTC时钟电路，通过IIC接口与所述MCU处理单元连接。
8.根据权利要求1所述的物联网终端耦合器，其特征在于：还包含一个温湿度传感器，使用IIC接口连接所述MCU处理单元。
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