CN220043686U - 一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，包括机壳、无线通信模块、控制模块和电池模块，机壳设置有多个容纳槽，无线通信模块、控制模块及电池模块均可拆卸的安装在容纳槽内，控制模块位于电池模块和无线通信模块之间，电池模块通过连接线为控制模块供电，控制模块通过连接线为无线通信模块供电并建立有线通信连接，控制模块包括有线连接端口，控制模块通过无线通信模块与其他物联网网关建立网络连接，控制模块通过有线连接端口连接互联网。本实用新型的有益技术效果包括：通过模块化的结构，提高物联网网关的工作可靠性。

Description

一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关。

背景技术

物联网(Internet of Things，简称IoT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集各种需要的信息。通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网的体系架构分为三层,分别是感知层、网络层和应用层。其中网络层负责建立各种通信网络与互联网形成融合网络，实现将感知层的数据收集存储，并供应用层使用。网关是网络层的重要设备，负责将分散的感知层设备接入网络。目前的物联网网关采用一体化的结构，若出现故障，则需要整体更换。不仅带来了设备成本上升，且更换过程中将导致部分感知层设备脱网。因此有必要研究更为可靠的物联网网关设备。

如中国专利CN111711563A，公开日2020年9月25日，公开了一种医用物联网网关。本发明一种医用物联网网关的通讯方法，包括：接收采用socket协议、usb协议、bluetooth协议、com协议、lora协议或者zigbee协议的设备中的socket数据、usb数据、bluetooth数据、com数据、lora数据或者zigbee数据，并转换为RPC数据，将所述RPC数据上传到数据采集服务器；接收采用MQTT协议的设备中的MQTT数据，并将所述MQTT数据转发到所述数据采集服务器。其采用了MQTT和协议转换技术，对于小数据量、实时性要求高的传感器或设备采用MQTT技术，对于不支持MQTT的已有医疗设备，对于图片、视屏的传输采用协议转换的技术，实现了兼顾低延时和高数据量的特点。其技术方案虽然从兼容性的角度提高了物联网网关的可靠性，但其技术方案仍然不能解决物联网网关设备故障带来的网络不可靠问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题：目前物联网网关可靠性差的技术问题。提出了一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，能够提高物联网网关的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，包括机壳、无线通信模块、控制模块和电池模块，

所述机壳设置有多个容纳槽，相邻容纳槽之间设有若干个连接线，所述容纳槽在所述机壳的前端具有开口，所述无线通信模块、控制模块及电池模块均可拆卸的安装在所述容纳槽内，所述容纳槽的开口形状与所述无线通信模块、控制模块及电池模块相匹配，所述无线通信模块包括天线，所述控制模块位于所述电池模块和所述无线通信模块之间，所述电池模块通过所述连接线为所述控制模块供电，所述控制模块通过所述连接线为所述无线通信模块供电并建立有线通信连接，所述控制模块包括有线连接端口，所述控制模块通过所述无线通信模块与其他物联网网关建立网络连接，所述控制模块通过所述有线连接端口连接互联网。通过容纳槽安装无线通信模块、控制模块及电池模块，能够快速完成相应模块的更换，当存在模块故障或者电池亏电时，可以快速的完成更换，保障物联网网关的可靠性。

作为优选，所述物联网网关还包括备用的无线通信模块和控制模块，所述机壳上设置有用于安装所述备用的无线通信模块和控制模块的容纳槽，所述电池模块为所述备用的控制模块供电，所述备用的控制模块与所述控制模块建立通信连接，所述备用的无线通信模块与所述备用的控制模块及所述控制模块分别建立通信连接。

作为优选，所述控制模块包括控制PCB板、无线网卡、网关连线、控制模块安装板和接口驱动板，所述控制模块安装板可拆卸的与所述容纳槽连接，所述控制模块安装板与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述控制PCB板安装在所述控制模块安装板上，所述无线网卡及所述接口驱动板均安装在所述控制PCB板上，所述网关连线将所述无线网卡与无线通信模块连接，所述接口驱动板上设置有网口和/或USB接口，所述网口用于连接互联网，所述USB接口用于连接上位机。

作为优选，所述控制模块还包括散热模块，所述散热模块两端分别与所述控制PCB板和所述机壳内壁抵接。

作为优选，所述散热模块包括散热板、若干个散热柱和若干个散热条，若干个所述散热条分布在所述PCB板的背面，所述散热板与所述机壳内壁抵接，若干个所述散热柱连接所述散热板和所述散热条。

作为优选，所述无线通信模块还包括天线PCB板、天线驱动单元和天线安装板，所述天线安装板可拆卸的与所述容纳槽连接，所述天线安装板与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述天线PCB板安装在所述天线安装板上，所述天线驱动单元安装在所述天线安装板上，所述天线驱动单元与所述控制模块连接，所述天线与所述天线驱动单元连接。

作为优选，所述无线通信模块还包括导热板、若干个导热柱及若干个导热条，若干个所述导热条分布在所述天线PCB板背面，所述导热板贴附在所述机壳内壁，若干个所述导热条两端分别与所述导热板和所述导热条抵接。

作为优选，所述机壳外壁分布有散热鳍片。

作为优选，所述电池模块包括电池、电池容纳壳、电池安装板、充电接口、充电控制板和放电控制板，所述电池安装板可拆卸的与所述容纳槽连接，所述电池安装板与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述电池容纳壳与所述电池安装板固定连接，所述电池、电池控制板及所述放电控制板均安装在所述电池容纳壳内，所述电池与所述充电控制板及所述放电控制板分别连接，所述充电接口设置在所述电池安装板上，所述充电接口与所述充电控制板连接，所述放电控制板为所述控制模块及所述无线通信模块供电。

作为优选，所述放电控制板上设置有低电报警单元，所述低电报警单元与所述控制模块连接，所述低电报警单元周期性检测电池的开路电压，当所述开路电压低于预设阈值时，所述低电报警单元发送信号至所述控制模块。

本实用新型的有益技术效果包括：通过模块化的结构，能够在模块故障时快速完成更换，减少物联网网关脱网的时长，提高物联网网关的工作可靠性；通过安装备用的无线通信模块和控制模块，实现物联网网关的冗余备份，当出现模块故障时，备用的无线通信模块或控制模块能够立即投入使用，保障物联网的网络畅通；通过改进的散热结构，提高散热效率，保障模块的工作温度正常。

本实用新型的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例模块化物联网网关结构示意图。

图2为本实用新型实施例模块化物联网网关结构爆炸示意图。

图3为本实用新型实施例无线通信模块结构示意图。

图4为本实用新型实施例无线通信模块背面结构示意图。

图5为本实用新型实施例控制模块结构示意图。

图6为本实用新型实施例控制模块背面结构示意图。

图7为本实用新型实施例电池模块结构示意图。

其中：10、机壳，11、散热鳍片，12、安装脚，20、无线通信模块，30、控制模块，40、电池模块，21、天线PCB板，22、天线驱动单元，23、天线安装板，24、天线，25、导热板，26、导热柱，27、导热条，31、控制PCB板，32、无线网卡，33、网关连线，34、控制模块安装板，35、接口驱动板，36、网口，37、USB接口，38、散热板，39、散热条，41、电池，42、电池安装板，43、充电接口。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

介绍本实施例技术方案前，对本实施例应用场景做介绍。物联网网关是构建物联网的网络层的中心设备，负责与感知层的设备建立通信连接，组建通信网络。本实施例以在地下车库中使用的物联网网关为例进行说明。在地下车库中，存在照明灯具、车位占用情况传感器、视频监控等，需要与物联网网关建立通信连接的设备。地下车库的环境对无线通信并不十分有利，存在墙壁阻挡的情况，因此地下车库内设置有多个物联网网关。物联网网关存在损坏和电量耗尽的情况，因此需要安排检修活动。在检修过程中感知层设备将失去网络连接，因此需要研究能够保障感知层设备网络连接的物联网网关。

本实施例提供了一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，请参阅附图1，包括机壳10、无线通信模块20、控制模块30和电池模块40，

机壳10设置有多个容纳槽，相邻容纳槽之间设有若干个连接线，容纳槽在机壳10的前端具有开口，无线通信模块20、控制模块30及电池模块40均可拆卸的安装在容纳槽内，容纳槽的开口形状与无线通信模块20、控制模块30及电池模块40相匹配，无线通信模块20包括天线24，控制模块30位于电池模块40和无线通信模块20之间，电池模块40通过连接线为控制模块30供电，控制模块30通过连接线为无线通信模块20供电并建立有线通信连接，控制模块30包括有线连接端口，控制模块30通过无线通信模块20与其他物联网网关建立网络连接，控制模块30通过有线连接端口连接互联网。通过容纳槽安装无线通信模块20、控制模块30及电池模块40，能够快速完成相应模块的更换，当存在模块故障或者电池41亏电时，可以快速的完成更换，保障物联网网关的可靠性。其中，机壳10外壁分布有散热鳍片11，机壳10底部设置有安装脚12，安装脚12通过螺钉固定安装在墙壁或者天花板上。散热鳍片11能够提高机壳10的散热效率，从而使得机壳10内的模块不需要通风散热，能够直接制造成封闭式结构，避免了灰尘污染的情况，提高了模块工作的可靠性。

最佳的实施方式为每个感知层设备能够连接两个物联网网关，但其中一个物联网网关的信号较强，另一个则可能信号较弱。当其中一个物联网网关出现故障时，通过另一个物联网网关建立网络连接，等待故障修复。

采用模块化的结构，当无线通信模块20、控制模块30或电池模块40故障时，通过快速更换对应的模块即可完成修复，不仅便于维修，而且缩短了物联网网关的故障时间，保障了物联网的可靠性。

另一方面，本实施例提供了物联网网关还包括备用的无线通信模块20和控制模块30的方案。请参阅附图2，机壳10上设置有用于安装备用的无线通信模块20和控制模块30的容纳槽，电池模块40为备用的控制模块30供电，备用的控制模块30与控制模块30建立通信连接，备用的无线通信模块20与备用的控制模块30及控制模块30分别建立通信连接。通过设置备用的无线通信模块20和和控制模块30，当无线通信模块20或者控制模块30出现故障时，能够立即切换到备用的无线通信模块20或者控制模块30，实现网络不中断的连接。此时控制模块30将上报故障信号，维修人员将在一段时间内进行检修。从而更为可靠的保障物联网的网络连接，且几乎消除了脱网时长。

请参阅附图3，本实施例中无线通信模块20还包括天线PCB板21、天线驱动单元22和天线安装板23，天线安装板23可拆卸的与容纳槽连接，天线安装板23与容纳槽的开口形成密封连接，天线PCB板21安装在天线安装板23上，天线驱动单元22安装在天线安装板23上，天线驱动单元22与控制模块30连接，天线24与天线驱动单元22连接。

请参阅附图4，无线通信模块20还包括导热板25、若干个导热柱26及若干个导热条27，若干个导热条27分布在天线PCB板21背面，导热板25贴附在机壳10内壁，若干个导热条27两端分别与导热板25和导热条27抵接。通过导热板25、导热柱26和导热条27，实现将天线PCB板21上的热量传导到机壳10进行快速的散热。

请参阅附图5，本实施例中，控制模块30包括控制PCB板31、无线网卡32、网关连线33、控制模块安装板34和接口驱动板35，控制模块安装板34可拆卸的与容纳槽连接，控制模块安装板34与容纳槽的开口形成密封连接，控制PCB板31安装在控制模块安装板34上，无线网卡32及接口驱动板35均安装在控制PCB板31上，网关连线33将无线网卡32与无线通信模块20连接，接口驱动板35上设置有网口36和/或USB接口37，网口36用于连接互联网，USB接口37用于连接上位机。

请参阅附图6，控制模块30还包括散热模块，散热模块两端分别与控制PCB板31和机壳10内壁抵接。散热模块包括散热板38、若干个散热柱和若干个散热条39，若干个散热条39分布在PCB板的背面，散热板38与机壳10内壁抵接，若干个散热柱连接散热板38和散热条39。通过散热模块能够有效保障控制模块30的温度不超过工作温度，保证控制模块30的正常工作。

请参阅附图7，电池模块40包括电池41、电池41容纳壳、电池安装板42、充电接口43、充电控制板和放电控制板，电池安装板42可拆卸的与容纳槽连接，电池安装板42与容纳槽的开口形成密封连接，电池41容纳壳与电池安装板42固定连接，电池41、电池41控制板及放电控制板均安装在电池41容纳壳内，电池41与充电控制板及放电控制板分别连接，充电接口43设置在电池安装板42上，充电接口43与充电控制板连接，放电控制板为控制模块30及无线通信模块20供电。

放电控制板上设置有低电报警单元，低电报警单元与控制模块30连接，低电报警单元周期性检测电池41的开路电压，当开路电压低于预设阈值时，低电报警单元发送信号至控制模块30。

本实施例的有益技术效果包括：通过模块化的结构，能够在模块故障时快速完成更换，减少物联网网关脱网的时长，提高物联网网关的工作可靠性；通过安装备用的无线通信模块20和控制模块30，实现物联网网关的冗余备份，当出现模块故障时，备用的无线通信模块20或控制模块30能够立即投入使用，保障物联网的网络畅通；通过改进的散热结构，提高散热效率，保障模块的工作温度正常。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，

包括机壳(10)、无线通信模块(20)、控制模块(30)和电池模块(40)，

所述机壳(10)设置有多个容纳槽，相邻容纳槽之间设有若干个连接线，所述容纳槽在所述机壳(10)的前端具有开口，所述无线通信模块(20)、控制模块(30)及电池模块(40)均可拆卸的安装在所述容纳槽内，所述容纳槽的开口形状与所述无线通信模块(20)、控制模块(30)及电池模块(40)相匹配，所述无线通信模块(20)包括天线(24)，所述控制模块(30)位于所述电池模块(40)和所述无线通信模块(20)之间，所述电池模块(40)通过所述连接线为所述控制模块(30)供电，所述控制模块(30)通过所述连接线为所述无线通信模块(20)供电并建立有线通信连接，所述控制模块(30)包括有线连接端口，所述控制模块(30)通过所述无线通信模块(20)与其他物联网网关建立网络连接，所述控制模块(30)通过所述有线连接端口连接互联网。

2.根据权利要求1所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述物联网网关还包括备用的无线通信模块(20)和控制模块(30)，所述机壳(10)上设置有用于安装所述备用的无线通信模块(20)和控制模块(30)的容纳槽，所述电池模块(40)为所述备用的控制模块(30)供电，所述备用的控制模块(30)与所述控制模块(30)建立通信连接，所述备用的无线通信模块(20)与所述备用的控制模块(30)及所述控制模块(30)分别建立通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述控制模块(30)包括控制PCB板(31)、无线网卡(32)、网关连线(33)、控制模块安装板(34)和接口驱动板(35)，所述控制模块安装板(34)可拆卸的与所述容纳槽连接，所述控制模块安装板(34)与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述控制PCB板(31)安装在所述控制模块安装板(34)上，所述无线网卡(32)及所述接口驱动板(35)均安装在所述控制PCB板(31)上，所述网关连线(33)将所述无线网卡(32)与无线通信模块(20)连接，所述接口驱动板(35)上设置有网口(36)和/或USB接口(37)，所述网口(36)用于连接互联网，所述USB接口(37)用于连接上位机。

4.根据权利要求3所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述控制模块(30)还包括散热模块，所述散热模块两端分别与所述控制PCB板(31)和所述机壳(10)内壁抵接。

5.根据权利要求4所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述散热模块包括散热板(38)、若干个散热柱和若干个散热条(39)，若干个所述散热条(39)分布在所述PCB板的背面，所述散热板(38)与所述机壳(10)内壁抵接，若干个所述散热柱连接所述散热板(38)和所述散热条(39)。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述无线通信模块(20)还包括天线PCB板(21)、天线驱动单元(22)和天线安装板(23)，所述天线安装板(23)可拆卸的与所述容纳槽连接，所述天线安装板(23)与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述天线PCB板(21)安装在所述天线安装板(23)上，所述天线驱动单元(22)安装在所述天线安装板(23)上，所述天线驱动单元(22)与所述控制模块(30)连接，所述天线(24)与所述天线驱动单元(22)连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述无线通信模块(20)还包括导热板(25)、若干个导热柱(26)及若干个导热条(27)，若干个所述导热条(27)分布在所述天线PCB板(21)背面，所述导热板(25)贴附在所述机壳(10)内壁，若干个所述导热条(27)两端分别与所述导热板(25)和所述导热条(27)抵接。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述机壳(10)外壁分布有散热鳍片(11)。

9.根据权利要求1或2所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述电池模块(40)包括电池(41)、电池(41)容纳壳、电池安装板(42)、充电接口(43)、充电控制板和放电控制板，所述电池安装板(42)可拆卸的与所述容纳槽连接，所述电池安装板(42)与所述容纳槽的开口形成密封连接，所述电池(41)容纳壳与所述电池安装板(42)固定连接，所述电池(41)、电池(41)控制板及所述放电控制板均安装在所述电池(41)容纳壳内，所述电池(41)与所述充电控制板及所述放电控制板分别连接，所述充电接口(43)设置在所述电池安装板(42)上，所述充电接口(43)与所述充电控制板连接，所述放电控制板为所述控制模块(30)及所述无线通信模块(20)供电。

10.根据权利要求9所述的一种用于地下车库节能照明的模块化物联网网关，其特征在于，所述放电控制板上设置有低电报警单元，所述低电报警单元与所述控制模块(30)连接，所述低电报警单元周期性检测电池(41)的开路电压，当所述开路电压低于预设阈值时，所述低电报警单元发送信号至所述控制模块(30)。