CN221042906U - 一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备，一种可应用在多种场景下的网关控制电路包括主控模块、电源管理模块、有线通信模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块及数据输入输出模块；所述电源管理模块分别与所述主控模块、所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接；所述主控模块分别与所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接。本实用新型的智慧网关设备能够提供丰富的接口，满足多场景应用需求，同时，本实用新型还能实现智慧网关设备的远程升级控制，用户体验高。

Description

一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备

技术领域

本实用新型涉及网关技术领域，尤其涉及一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备。

背景技术

智能网关是一种联网设备，具有特定的硬件和软件功能，可以将智能设备连接到互联网。智能网关通常具有路由和网络地址转换(NAT)功能，可以帮助将数据从一个网络转发到另一个网络。它还可以作为一个集中的管理点，用于控制和监控智能设备。网关正在成为将传统和下一代设备引入物联网(IoT)的关键要素。它们集成了网络协议，帮助管理数据的存储和边缘分析，并促进边缘设备和云之间的数据安全流动。

现有技术中，网关存在安装较为复杂、接口不够全面、且无法实现远程算法升级的缺点，无法满足更多应用场合的需求。因此，发明一种可靠的可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备是该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备，本方案中，集成了多种有限通信协议接口，还能实现无线通信数据传输，实现远程配置管理和OTA升级功能；此外，本申请还能通过GPS北斗定位，实时上报设备位置信息，方便运维与数据分析；通过存储模块存储历史数据，具备离线补传功能，从而本申请能够满足多场景应用需求，用户体验高。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种可应用在多种场景下的网关控制电路，包括主控模块、电源管理模块、有线通信模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块及数据输入输出模块；

所述电源管理模块分别与所述主控模块、所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接；

所述主控模块分别与所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接。

优选地，所述一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括USB模块；

所述USB模块分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

优选地，所述一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括状态指示模块；

所述状态指示模块分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

优选地，所述电源管理模块包括市电供电单元、市电电池供电单元及太阳能电池供电单元中的一种或多种。

优选地，所述有线通信模块包括RS485接口单元、RS232接口单元、RJ45接口单元或NB-IoT接口单元中的一种；

所述RS485接口单元、所述RS232接口单元、所述RJ45接口单元或所述NB-IoT接口单元均分别连接到所述电源管理模块及所述主控模块。

优选地，所述无线通信模块包括4G通信单元或WIFI单元中的一种；

所述4G通信单元、所述WIFI单元均分别连接到所述电源管理模块及所述主控模块。

优选地，所述RS485接口单元包括RS485收发器、RS485接口及静电抑制子单元；

所述RS485收发器分别与所述电源管理模块、所述主控模块及所述RS485接口电连接，所述静电抑制子单元与所述RS485接口电连接。

优选地，所述WIFI单元包括通信控制子单元、WIFI天线子单元及电平匹配子单元；

所以通信控制子单元分别与所述电源管理模块、所述WIFI天线子单元及所述电平匹配子单元电连接，所述电平匹配子单元与所述主控模块电连接。

优选地，所述GPS定位模块包括GPS定位单元及定位天线单元；

所述定位天线单元与所述GPS定位单元电连接，所述GPS定位单元分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种智慧网关设备，包括的一种可应用在多种场景下的网关控制电路。

本实用新型的一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备具有如下有益效果，本实用新型公开的一种可应用在多种场景下的网关控制电路包括主控模块、电源管理模块、有线通信模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块及数据输入输出模块；所述电源管理模块分别与所述主控模块、所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接；所述主控模块分别与所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接。集成了多种有限通信协议接口，还能实现无线通信数据传输，实现远程配置管理和OTA升级功能；此外，本申请还能通过GPS北斗定位，实时上报设备位置信息，方便运维与数据分析；通过存储模块存储历史数据，具备离线补传功能，从而本申请能够满足多场景应用需求，用户体验高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图；

图2是本实用新型另一较佳实施例的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图；

图3是本实用新型另一较佳实施例的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图；

图4是本实用新型较佳实施例的一种RS485收发器的电路原理图；

图5是本实用新型较佳实施例的一种RS485接口的电路原理图；

图6是本实用新型较佳实施例的一种静电抑制子单元的电路原理图；

图7是本实用新型较佳实施例的一种WIFI天线子单元的电路原理图；

图8是本实用新型较佳实施例的一种电平匹配子单元的电路原理图；

图9是本实用新型较佳实施例的一种GPS定位单元的电路原理图；

图10是本实用新型较佳实施例的一种定位天线单元的电路原理图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种可应用在多种场景下的网关控制电路及智慧网关设备，本方案中，集成了多种有限通信协议接口，还能实现无线通信数据传输，实现远程配置管理和OTA升级功能；此外，本申请还能通过GPS北斗定位，实时上报设备位置信息，方便运维与数据分析；通过存储模块存储历史数据，具备离线补传功能，从而本申请能够满足多场景应用需求，用户体验高。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请提供的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图，包括主控模块1、电源管理模块2、有线通信模块3、无线通信模块4、GPS定位模块5、存储模块6及数据输入输出模块7；

电源管理模块2分别与主控模块1、有线通信模块3、无线通信模块4、GPS定位模块5、存储模块6及数据输入输出模块7电连接；

主控模块1分别与有线通信模块3、无线通信模块4、GPS定位模块5、存储模块6及数据输入输出模块7电连接。

现有技术中，网关存在安装较为复杂、接口不够全面、且无法实现远程算法升级的缺点，无法满足更多应用场合的需求。

针对上述缺点，本申请中通过主控模块1、电源管理模块2、有线通信模块3、无线通信模块4、GPS定位模块5、存储模块6及数据输入输出模块7的配合实现了智慧网关设备的接口扩展，实现了智慧网关设备的远程升级控制。

具体地，在本实施例中，电源管理模块2用于提供额定电压输出，有线通信模块3用于实现智能网关设备与外部网络设备的有线通信数据交互，无线通信模块4用于实现无线通信数据传输，实现远程配置管理和OTA升级功能，GPS定位模块5用于通过GPS北斗定位，实时上报设备位置信息，方便运维与数据分析，存储模块6用于存储历史数据，具备离线补传功能，数据输入输出模块7用于提供DI接口和DO接口，以实现与外部设备网络数据的输入输出转换。

具体地，主控模块1设置为MCU(Microcontroller Unit)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。在本实施例中，主控模块1的型号设置为STM32F072CBT6。在另一个优选地实施例中，主控模块1的型号不作具体限定。

具体地，在本实施例中，智慧网关设备可根据需求灵活配置安装例如可定制置于智慧灯杆内，或加装防水箱固定于灯杆上，安装便捷。

综上，本申请提供了一种可应用在多种场景下的网关控制电路，包括主控模块1、电源管理模块2、有线通信模块3、无线通信模块4、GPS定位模块5、存储模块6及数据输入输出模块7；本方案中，集成了多种有限通信协议接口，还能实现无线通信数据传输，实现远程配置管理和OTA升级功能；此外，本申请还能通过GPS北斗定位，实时上报设备位置信息，方便运维与数据分析；通过存储模块存储历史数据，具备离线补传功能。因此，本实用新型的智慧网关设备能够提供丰富的接口，满足多场景应用需求，同时，本实用新型还能实现智慧网关设备的远程升级控制，用户体验高。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本申请提供的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图。

作为一个优选地实施例，一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括USB模块8；

USB模块8分别与电源管理模块2及主控模块1电连接。

具体地，在本实施例中，USB模块8用于连接TF卡等外部设备实现数据存储，在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括状态指示模块9；

状态指示模块9分别与电源管理模块2及主控模块1电连接。

具体地，在本实施例中，状态指示模块9用于实现智慧网关设备剩余电量、充电状态、工作状态、开机状态、故障状态等的状态指示，实现人机交互。

请参照图3，图3为本申请提供的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的原理框示意图。

作为一个优选地实施例，电源管理模块2包括市电供电单元21、市电电池供电单元22及太阳能电池供电单元23中的一种或多种。

具体地，在本实施例中，智能网关设备支持市电、市电电池、太阳能电池等多种供电方式，在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，有线通信模块3包括RS485接口单元31、RS232接口单元32、RJ45接口单元33或NB-IoT接口单元34中的一种；

RS485接口单元31、RS232接口单元32、RJ45接口单元33或NB-IoT接口单元34均分别连接到电源管理模块2及主控模块1。

具体地，在本实施例中，智慧网关主机接口包括2路天线接口、1路RJ45接口、1路USB接口、2路RS485接口、1路RS232接口、1路I2C接口、4路DO接口、3路DI接口和2路PWM输出接口等，主控模块1作为控制核心组件，除以上多种对外输入输出接口，另可根据需求外扩RJ45网络接口和USB接口，以满足不同网关功能的接入需求。因此，本申请能够提供丰富的接口，应用场景广泛。

具体地，本申请的智慧网关可广泛应用于智慧城市、智慧灯杆、智慧社区等智慧应用场景，实现园区或相应场景的数据采集、统计报表、告警提示、大屏展示等功能，在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，无线通信模块4包括4G通信单元41或WIFI单元42中的一种；

4G通信单元41、WIFI单元42均分别连接到电源管理模块2及主控模块1。

请参照图4，图4为本申请提供的一种RS485收发器的电路原理图。

请参照图5，图5为本申请提供的一种RS485接口的电路原理图。

请参照图6，图6为本申请提供的一种静电抑制子单元的电路原理图。

作为一个优选地实施例，RS485接口单元31包括RS485收发器、RS485接口及静电抑制子单元；

RS485收发器分别与电源管理模块2、主控模块1及RS485接口电连接，静电抑制子单元与RS485接口电连接。

具体地，RS485收发器用于实现RS485通信输入信号的接收器和输出信号的驱动，静电抑制子单元用于实现静电防护，保证RS485收发器的可靠通信。

具体地，在本实施例中，RS485收发器的型号设置为TI/SN65HVD11DR。在另一个优选地实施例中，RS485收发器的型号不作具体限定。

请参照图7，图7为本申请提供的一种WIFI天线子单元的电路原理图。

请参照图8，图8为本申请提供的一种电平匹配子单元的电路原理图。

作为一个优选地实施例，WIFI单元包括通信控制子单元、WIFI天线子单元及电平匹配子单元；

所以通信控制子单元分别与电源管理模块2、WIFI天线子单元及电平匹配子单元电连接，电平匹配子单元与主控模块1电连接。

具体地，通信控制子单元用于WIFI天线子单元配合实现物联网无线数据传输，电平匹配子单元用于实现主控模块1与通信控制子单元间的不同电平匹配。

具体地，在本实施例中，通信控制子单元的型号设置为EC200N-CN。在另一个优选地实施例中，通信控制子单元的型号不作具体限定。

请参照图9，图9为本申请提供的一种GPS定位单元的电路原理图。

请参照图10，图10为本申请提供的一种定位天线单元的电路原理图。

作为一个优选地实施例，GPS定位模块5包括GPS定位单元及定位天线单元；

定位天线单元与GPS定位单元电连接，GPS定位单元分别与电源管理模块2及主控模块1电连接。

具体地，在本实施例中，GPS定位单元的型号设置为L76-LB，L76-LB支持多卫星系统(GPS、BDS、GLONASS、QZSS)、可多系统联合定位和单系统独立定位、支持AGNSS功能、内置低噪声放大器和声表面滤波器、可向用户提供快速、精准、高性能定位体验的GNSS模块。在另一个优选地实施例中，GPS定位单元的型号不作具体限定。

本申请还提供了一种智慧网关设备，包括的一种可应用在多种场景下的网关控制电路。

对于本申请提供的一种可应用在多种场景下的网关控制电路的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，包括主控模块、电源管理模块、有线通信模块、无线通信模块、GPS定位模块、存储模块及数据输入输出模块；

所述电源管理模块分别与所述主控模块、所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接；

所述主控模块分别与所述有线通信模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述存储模块及所述数据输入输出模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括USB模块；

所述USB模块分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述一种可应用在多种场景下的网关控制电路还包括状态指示模块；

所述状态指示模块分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

4.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述电源管理模块包括市电供电单元、市电电池供电单元及太阳能电池供电单元中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述有线通信模块包括RS485接口单元、RS232接口单元、RJ45接口单元或NB-IoT接口单元中的一种；

所述RS485接口单元、所述RS232接口单元、所述RJ45接口单元或所述NB-IoT接口单元均分别连接到所述电源管理模块及所述主控模块。

6.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述无线通信模块包括4G通信单元或WIFI单元中的一种；

所述4G通信单元、所述WIFI单元均分别连接到所述电源管理模块及所述主控模块。

7.根据权利要求5所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述RS485接口单元包括RS485收发器、RS485接口及静电抑制子单元；

所述RS485收发器分别与所述电源管理模块、所述主控模块及所述RS485接口电连接，所述静电抑制子单元与所述RS485接口电连接。

8.根据权利要求6所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述WIFI单元包括通信控制子单元、WIFI天线子单元及电平匹配子单元；

所以通信控制子单元分别与所述电源管理模块、所述WIFI天线子单元及所述电平匹配子单元电连接，所述电平匹配子单元与所述主控模块电连接。

9.根据权利要求1所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路，其特征在于，所述GPS定位模块包括GPS定位单元及定位天线单元；

所述定位天线单元与所述GPS定位单元电连接，所述GPS定位单元分别与所述电源管理模块及所述主控模块电连接。

10.一种智慧网关设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的一种可应用在多种场景下的网关控制电路。