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一种物联网网关设备

阅读:348发布:2021-05-18

专利汇可以提供一种物联网网关设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及 物联网 数据采集 及传输设备技术领域,其目的在于提供一种物联网网关设备。所采用的技术方案是:一种物联网网关设备,包括核心计算模 块 、 底板 、扩展板和电源模块;所述核心计算模块通过底板与扩展板电连接,所述底板包括UART 接口 、SPI接口和IIC接口,所述电源模块分别与核心计算模块、底板和扩展板电连接。本实用新型实现了多功能积木组合式装配,可使用几种特定模块组合实现了多种物联网数据采集及传输组合方案。,下面是一种物联网网关设备专利的具体信息内容。

1.一种物联网网关设备,其特征在于:包括核心计算模(1)、底板(2)、扩展板和电源模块;所述核心计算模块(1)通过底板(2)与扩展板电连接,所述底板(2)包括UART接口(201)、SPI接口(202)和IIC接口(203),所述电源模块分别与核心计算模块(1)、底板(2)和扩展板电连接。
2.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:物联网网关设备还包括扩展模块,所述底板(2)还包括USB转换模块(204)、交换机模块(205)和以太网接口(206),所述交换机模块(205)的一极通过USB转换模块(204)与核心计算模块(1)电连接,所述交换机模块(205)的另一极通过以太网接口(206)与扩展模块电连接。
3.根据权利要求2所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述扩展模块包括与4G路由器扩展模块(31)和/或IP摄像头扩展模块(32)。
4.根据权利要求2或3所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述电源模块为双电源模块,所述电源模块包括独立电源模块(41)和扩展电源模块(42),所述独立电源模块(41)分别与核心计算模块(1)和底板(2)电连接,所述扩展电源模块(42)分别与扩展模块和扩展板电连接。
5.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述扩展板包括UART扩展板(51)、SPI扩展板(52)和IIC扩展板(53),所述UART扩展板(51)为RS2032通信模块、RS485通信模块、CAN通信模块、LORA通信模块和/或NB-Iot通信模块,所述SPI扩展板(52)为高速通信模块,所述CAN扩展板为模拟量输入输出与开关量输入输出模块。
6.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述UART扩展板(51)、SPI扩展板(52)和IIC扩展板(53)均采用直插方式与底板(2)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述SPI扩展板(52)和IIC扩展板(53)采用软排线连接方式与底板(2)电连接。
8.根据权利要求6或7所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述UART扩展板(51)和SPI扩展板(52)之间及所述UART扩展板(51)和IIC扩展板(53)之间均采用横插方式或叠加方式电连接。
9.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:核心计算模块(1)固定设置在底板(2)上。
10.根据权利要求1所述的一种物联网网关设备,其特征在于:所述底板(2)还包括外置HIMI接口(207)、CSI接口(208)、DSI接口(209)、外置USB接口(210)、复位按钮(211)和状态指示灯(212),所述HIMI接口(207)、CSI接口(208)、DSI接口(209)、外置USB接口(210)、复位按钮(211)和状态指示灯(212)均位于底板(2)的同一面。

说明书全文

一种物联网网关设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及物联网数据采集及传输设备技术领域,特别是涉及一种物联网网关设备。

背景技术

[0002] 当前物联网应用普遍面临多种数据的融入需求,传统的实现方案往往需要多种设备的集成才能实现综合数据的采集与传输功能,导致数据采集与传输层设备多样、架构复杂、难以维护。实用新型内容
[0003] 为了解决现有技术存在的上述问题,本实用新型提供了一种物联网网关设备。
[0004] 本实用新型采用的技术方案是:
[0005] 一种物联网网关设备,包括核心计算模底板、扩展板和电源模块;所述核心计算模块通过底板与扩展板电连接,所述底板包括UART接口、SPI接口和IIC接口,所述电源模块分别与核心计算模块、底板和扩展板电连接。
[0006] 优选地,物联网网关设备还包括扩展模块,所述底板还包括USB转换模块、交换机模块和以太网接口,所述交换机模块的一极通过USB转换模块与核心计算模块电连接,所述交换机模块的另一极通过以太网接口与扩展模块电连接。
[0007] 进一步优选地,所述扩展模块包括与4G路由器扩展模块和/或IP摄像头扩展模块。
[0008] 进一步优选地,所述电源模块为双电源模块,所述电源模块包括独立电源模块和扩展电源模块,所述独立电源模块分别与核心计算模块和底板电连接,所述扩展电源模块分别与扩展模块和扩展板电连接。
[0009] 优选地,所述扩展板包括UART扩展板、SPI扩展板和IIC扩展板,所述UART扩展板为RS232通信模块、RS485通信模块、CAN通信模块、LORA通信模块和/或NB-Iot通信模块,所述SPI扩展板为高速通信模块,所述CAN扩展板为模拟量输入输出与开关量输入输出模块。
[0010] 优选地,所述UART扩展板、SPI扩展板和IIC扩展板均采用直插方式与底板电连接。
[0011] 优选地,所述SPI扩展板和IIC扩展板采用软排线连接方式与底板电连接。
[0012] 进一步优选地,所述UART扩展板和SPI扩展板之间及所述UART扩展板和IIC扩展板之间均采用横插方式或叠加方式电连接。
[0013] 优选地,核心计算模块固定设置在主板上。
[0014] 优选地,所述底板还包括外置HIMI接口、CSI接口、DSI接口、外置USB接口、复位按钮和状态指示灯,所述HIMI接口、CSI接口、DSI接口、外置USB接口、复位按钮和状态指示灯均位于底板的同一面。
[0015] 本实用新型实现了多功能积木组合式装配,可使用几种特定模块组合实现了多种物联网数据采集及传输组合方案,在使用时,采用不同的扩展板与底板、核心计算模块进行搭配,可支持多种物联网数据采集与传输,利于面对复杂的物联网应用场景、灵活适应多种数据接入与传输需求。对于用户来说,本实用新型采用小型化、一体化设置,易于安装和维护;对于供货商来说,其可针对用户的不同需求,使用本实用新型中的多种功能扩展板进行组合,即可提供定制化产品,无需另行研发生产,有效降低生产成本。附图说明
[0016] 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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,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的附图。
[0017] 图1是本实用新型的内部结构示意图;
[0018] 图2是本实用新型的结构框图
[0019] 图3是电源模块的供电原理图;
[0020] 图4是本实用新型中扩展板和底板的第一种实施方式示意图;
[0021] 图5是本实用新型中扩展板和底板的第二种实施方式示意图;
[0022] 图6是本实用新型中扩展板和底板的第三种实施方式示意图;
[0023] 图7是本实用新型中UART扩展板的引脚定义图;
[0024] 图8是本实用新型中SPI扩展板的引脚定义图;
[0025] 图9是本实用新型中IIC扩展板的引脚定义图。

具体实施方式

[0026] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0027] 在本实用新型实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“底”、“侧面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或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施例的限制。
[0028] 在本实用新型实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
[0030] 实施例1:
[0031] 本实施例提供一种物联网网关设备,如图1和2所示,包括核心计算模块1、底板2、扩展板和电源模块;核心计算模块1通过底板2与扩展板电连接,底板2包括UART接口201、SPI接口202和IIC接口203,电源模块分别与核心计算模块1、底板2和扩展板电连接。
[0032] 本实施例中,扩展板有多种组合方式,可采用插针与底板底座对插的方式实现任意组合,以支持多种物联网数据的接入和传输。
[0033] 核心计算模块1用于处理数据信号,核心计算模块1通过接插件或转接板连接底板2,核心计算模块1也可直接与底板2连接,底板2再通过接插件连接扩展板,底板2上设计电源模块以实现对核心计算模块1、底板2和扩展板的供电。
[0034] SPI接口202、IIC接口203和UART接口201为三种通用规格的接口。具体地,SPI和IIC接口203分别设置有一个,SPI接口202和IIC接口203分别位于底板2扩展接口面的两侧;UART接口201设置有5组,5组UART接口201位于底板2扩展接口面的中部。其中,SPI接口202用于扩展高速通信模块,例如以太网等;IIC接口203用于扩展模拟量输入输出与开关量输入输出模块;UART接口201用于直插安装固定大小规格的扩展板,用于扩展RS2032、RS485、CAN、LORA、NB-Iot等窄带物联网通信,5组不同功能扩展板提供了几十种组合方式。
[0035] 本实施例中,物联网网关设备还包括扩展模块,底板2还包括USB转换模块204、交换机模块205和以太网接口206,交换机模块205的一极通过USB转换模块204与核心计算模块1电连接,交换机模块205的另一极通过以太网接口206与扩展模块电连接。
[0036] 进一步地,扩展模块包括与4G路由器扩展模块31和/或IP摄像头扩展模块32。
[0037] 以太网接口206设置有多个,具体地,本实施例中,以太网接口206设置有四路,其中两路以太网接口206设置在外壳内、另外两路以太网接口206引出至外壳面板上,外壳内的两路以太网接口206分别与4G路由器模块和IP摄像头扩展模块32电连接;其中,4G路由器扩展模块31可与4G路由器电连接,以扩展4G上网功能,IP摄像头扩展模块32可与IP摄像头电连接,以扩展视频拍照功能。
[0038] 进一步地,由于扩展板和扩展模块的组合模式不固定,电源供电规格也不能完全确定,为保证底板2和扩展板电源输入稳定可靠,如图3所示,本实施例中,电源模块为双电源模块,电源模块包括独立电源模块41和扩展电源模块42,独立电源模块41分别与核心计算模块1和底板2电连接,扩展电源模块42分别与扩展模块和扩展板电连接。即独立电源模块41分别向底板2核心计算模块1和底板2进行供电,扩展电源模块42分别向扩展模块和扩展板进行供电。
[0039] 需要说明的是,独立电源模块41和扩展电源模块42均经由12V-204V宽电压输入,其中独立电源模块41分为向核心计算模块1进行供电的5V电源模块和向底板2进行供电的3.3V电源模块,扩展电源模块42包括向扩展模块进行供电的12V电源模块,扩展电源模块42还包括分别向扩展板供电的5V电源模块和3.3V电源模块。
[0040] 本实施例同时考虑了低功耗使用场景,耗电模块均使用可控电源设计,在低功耗需求下切断耗电模块电源以便维持设备最小化功耗模式运行。
[0041] 本实施例中,扩展板包括UART扩展板51、SPI扩展板52和IIC扩展板53,UART扩展板51、SPI扩展板52和IIC扩展板53分别通过UART接口、SPI接口202和IIC接口203与底板电连接,UART扩展板51为RS2032通信模块、RS485通信模块、CAN通信模块、LORA通信模块和/或NB-Iot通信模块,SPI扩展板52为高速通信模块,CAN扩展板为模拟量输入输出与开关量输入输出模块。
[0042] 具体地,本实施例中,核心计算模块1的型号为WCM3,其基于ARM实现,能够运行Windows IoT,并支持Linux,WCM3还具有小型化、能够适配各种硬件的优势;底板2采用型号为WJ2000的底板实现;UART扩展板51、SPI扩展板52和IIC扩展板53的引脚定义图分别如图7、图8和图9所示。
[0043] 本实施例中,如图4所示,UART扩展板51、SPI扩展板52和IIC扩展板53均采用直插方式与底板2电连接。
[0044] 也可采用以下方式,如图5所示,SPI扩展板52和IIC扩展板53采用软排线连接方式与底板2电连接。
[0045] 进一步地,如图6所示,UART扩展板51和SPI扩展板52之间及UART扩展板51和IIC扩展板53之间均采用横插方式或叠加方式电连接。
[0046] 本实施例中,核心计算模块1固定设置在底板2上。需要说明的是,核心计算模块1也可固定在除了底板2之外的其他器件上,即核心计算模块1与底板2为分离设计,例如可设置在外壳上,而核心计算模块1与底板2之间仅是通过通用接口进行连接;如此设置,可使得核心计算模块1与底板2上的其他电路的相互独立性大幅增强,即使核心计算模块1损坏或重新设计,也不会牵连到底板2及其上电路,且在更换或维修核心计算模块1时能够更方便人工操作。
[0047] 本实施例中,底板2还包括外置HIMI接口207、CSI接口208、DSI接口209、外置USB接口210、复位按钮211和状态指示灯212,HIMI接口207、CSI接口208、DSI接口209、外置USB接口210、复位按钮211和状态指示灯212均位于底板2的同一面。需要说明的是,将外置USB接口210、复位按钮211和系统状态指示灯212置于同一面,可便于设计外壳。
[0048] HIMI接口207用于将显示屏与核心计算模块1电连接,CSI接口208用于将摄像头与核心计算模块1电连接,DSI接口209用于将显示屏与核心计算模块1电连接,复位按钮211用于实现核心计算模块1的复位,状态指示灯212用于展示核心计算模块1的运行状态。
[0049] 本实施例实现了多功能积木组合式装配,可使用几种特定模块组合实现了多种物联网数据采集及传输组合方案,在使用时,采用不同的扩展板与底板、核心计算模块进行搭配,可支持多种物联网数据采集与传输,利于面对复杂的物联网应用场景、灵活适应多种数据接入与传输需求。对于用户来说,本实施例采用小型化、一体化设置,易于安装和维护;对于供货商来说,其可针对用户的不同需求,使用本实施例中的多种功能扩展板进行组合,即可提供定制化产品,无需另行研发生产,有效降低生产成本。
[0050] 另外,本实施例采用双电源模块进行供电,可使得底板2和扩展板的电源输入稳定可靠,利于适应多种应用场合。
[0051] 以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
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