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基于物联网的GPRS通信终端及系统

阅读:729发布:2020-05-11

专利汇可以提供基于物联网的GPRS通信终端及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于 物联网 的GPRS通信终端及系统,GPRS通信终端包括 外壳 、 主板 和GPRS板,主板与GPRS板设于外壳的内部;主板上集成第一电源模 块 ,无需外置电源适配器,集成度高、整齐、美观、安全;外壳的结构与配电箱中1P 断路器 的壳体结构相匹配,安装简单、方便;GPRS通信系统包括基于物联网的GPRS通信终端、 服务器 、智能设备端、电脑端和多个智能断路器,利用本发明的GPRS通信终端,用户使用电脑端或智能设备端(手机) 软件 通过服务器就可以实现与智能微型断路器之间的信息交互,即实现人与物之间的信息互联互通,使用方便,可靠性高。,下面是基于物联网的GPRS通信终端及系统专利的具体信息内容。

1.一种基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:包括外壳主板和GPRS板,所述主板与所述GPRS板设于所述外壳的内部;所述主板上集成第一电源模,用于为所述主板供电;
所述第一电源模块包括EMC电路、第一滤波电路、高频变压器、辅电源、控制电路、光隔反馈电路和主电源,所述EMC电路的输入端连接强电输入接线柱,所述EMC电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端,所述第一滤波电路的输出端连接所述高频变压器的输入端,所述高频变压器的输出端连接所述辅电源,所述控制电路与所述第一滤波电路的输出端、所述高频变压器的输出端分别连接,所述光隔反馈电路连接在所述控制电路与所述主电源之间。
2.如权利要求1所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述外壳呈凸字形,所述外壳的结构与配电箱中1P断路器的壳体结构相匹配,所述外壳具有相对的背面,所述背面设置卡槽,用于将所述基于物联网的GPRS通信终端安装于配电箱导轨上;所述外壳包括底座壳体和盖合壳体,所述底座壳体与所述盖合壳体相互扣合,所述主板、所述GPRS板处于所述底座壳体与所述盖合壳体的内部。
3.如权利要求1所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述主板上还集成有ARM芯片、干接点输入模块、隔离485接口模块、第一扩展接口和SMA天线,所述ARM芯片与所述第一电源模块电性连接,所述干接点输入模块、隔离485接口模块、第一扩展接口、SMA天线分别与所述ARM芯片电性连接,所述干接点输入模块用于连接干接点开关,所述隔离485接口模块用于将所述基于物联网的GPRS通信终端通过485总线与配电箱中的智能断路器交互式连接;所述第一扩展接口用于将所述主板与所述GPRS板连接,所述SMA天线用于增强所述基于物联网的GPRS通信终端的位置信号
4.如权利要求3所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述GPRS板上集成GPRS芯片、第二电源模块、第二扩展接口和IPEX连接线,所述GPRS芯片与所述第二电源模块电性连接,所述第二电源模块用于为所述GPRS板供电,所述第二扩展接口、所述IPEX连接线分别与所述GPRS芯片电性连接,所述第一扩展接口与所述第二扩展接口对应连接,所述SMA天线与所述IPEX连接线对应连接。
5.如权利要求3所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述隔离485接口模块连接有接口保护模块。
6.如权利要求3所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述主板连接有拨动开关和指示灯,所述拨动开关与所述ARM芯片电性连接,所述拨动开关具有正常档位和复位档位两种档位,当所述拨动开关由正常档位拨动到复位档位时,所述ARM芯片控制所述GPRS板进行复位;所述指示灯伸出所述外壳,所述指示灯与所述ARM芯片电性连接,所述指示灯具有常亮、慢闪、快闪和常灭四种状态,用于指示所述基于物联网的GPRS通信终端的工作状态。
7.如权利要求4所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述第一扩展接口包括接口A和接口B,所述接口A、所述接口B分别与所述ARM芯片电性连接;所述第二扩展接口包括接口C和接口D,所述接口C、所述接口D分别与所述GPRS芯片电性连接;所述接口A与所述接口C对应连接,所述接口B与所述接口D对应连接;所述接口A用于与所述GPRS板进行串口通信和控制所述GPRS板的电源通断,所述接口B用于检测所述GPRS板的运行状态。
8.如权利要求7所述的基于物联网的GPRS通信终端,其特征在于:所述GPRS芯片与所述第二电源模块之间设有第二滤波电路,所述GPRS芯片与所述接口C之间设有电平匹配模块和复位电路模块,所述电平匹配模块与所述复位电路模块相互独立,所述GPRS芯片与所述IPEX连接线之间设有天线匹配模块。
9.一种基于物联网的GPRS通信系统,其特征在于:包括基于物联网的GPRS通信终端、服务器、智能设备端、电脑端和多个智能断路器,所述多个智能断路器通过485总线并联,所述基于物联网的GPRS通信终端与所述多个智能断路器通过485总线交互式连接,所述智能设备端、所述电脑端与所述服务器通过物联网连接,所述服务器与所述基于物联网的GPRS通信终端通过物联网连接,所述智能设备端、所述电脑端通过所述服务器经所述基于物联网的GPRS通信终端与所述多个智能断路器进行数据交互。

说明书全文

基于物联网的GPRS通信终端及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及物联网通信技术领域,尤其涉及一种基于物联网的GPRS通信终端及系统。

背景技术

[0002] 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网终端是物联网中连接传感网络层和传输网络层,实现采集数据及向网络层发送数据的设备。GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线服务技术的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,属于第二代移动通信中的数据传输技术。随着物联网的不断发展,GPRS技术在远程数据传输方面已得到广泛应用。目前,应用于物联网,尤其是泛在电物联网中的GPRS通信设备,虽然市面上有各种各样的产品,但既有产品存在如下缺陷
1、GPRS通信设备内部电源集成度低,需要利用外置电源适配器,使用不方便;
2、GPRS通信设备的外形与现有配电箱结构不匹配,安装不方便;
3、GPRS通信设备通信不稳定,GPRS“死机”后无法“复活”;
4、485接口没有隔离,总线抗干扰能力差。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种基于物联网的GPRS通信终端及系统。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种基于物联网的GPRS通信终端,包括外壳主板和GPRS板,所述主板与所述GPRS板设于所述外壳的内部;所述主板上集成第一电源模,用于为所述主板供电;所述第一电源模块包括EMC电路、第一滤波电路、高频变压器、辅电源、控制电路、光隔反馈电路和主电源,所述EMC电路的输入端连接强电输入接线柱,所述EMC电路的输出端连接所述第一滤波电路的输入端,所述第一滤波电路的输出端连接所述高频变压器的输入端,所述高频变压器的输出端连接所述辅电源,所述控制电路与所述第一滤波电路的输出端、所述高频变压器的输出端分别连接,所述光隔反馈电路连接在所述控制电路与所述主电源之间。
[0005] 优选地,所述外壳呈凸字形,所述外壳的结构与配电箱中1P断路器的壳体结构相匹配,所述外壳具有相对的背面,所述背面设置卡槽,用于将所述基于物联网的GPRS通信终端安装于配电箱导轨上;所述外壳包括底座壳体和盖合壳体,所述底座壳体与所述盖合壳体相互扣合,所述主板、所述GPRS板处于所述底座壳体与所述盖合壳体的内部。
[0006] 优选地,所述主板上还集成有ARM芯片、干接点输入模块、隔离485接口模块、第一扩展接口和SMA天线,所述ARM芯片与所述第一电源模块电性连接,所述干接点输入模块、隔离485接口模块、第一扩展接口、SMA天线分别与所述ARM芯片电性连接,所述干接点输入模块用于连接干接点开关,所述隔离485接口模块用于将所述基于物联网的GPRS通信终端通过485总线与配电箱中的智能断路器交互式连接;所述第一扩展接口用于将所述主板与所述GPRS板连接,所述SMA天线用于增强所述基于物联网的GPRS通信终端的位置信号
[0007] 优选地,所述GPRS板上集成GPRS芯片、第二电源模块、第二扩展接口和IPEX连接线,所述GPRS芯片与所述第二电源模块电性连接,所述第二电源模块用于为所述GPRS板供电,所述第二扩展接口、所述IPEX连接线分别与所述GPRS芯片电性连接,所述第一扩展接口与所述第二扩展接口对应连接,所述SMA天线与所述IPEX连接线对应连接。
[0008] 优选地,所述隔离485接口模块连接有接口保护模块。
[0009] 优选地,所述主板连接有拨动开关和指示灯,所述拨动开关与所述ARM芯片电性连接,所述拨动开关具有正常档位和复位档位两种档位,当所述拨动开关由正常档位拨动到复位档位时,所述ARM芯片控制所述GPRS板进行复位;所述指示灯伸出所述外壳,所述指示灯与所述ARM芯片电性连接,所述指示灯具有常亮、慢闪、快闪和常灭四种状态,用于指示所述基于物联网的GPRS通信终端的工作状态。
[0010] 优选地,所述第一扩展接口包括接口A和接口B,所述接口A、所述接口B分别与所述ARM芯片电性连接;所述第二扩展接口包括接口C和接口D,所述接口C、所述接口D分别与所述GPRS芯片电性连接;所述接口A与所述接口C对应连接,所述接口B与所述接口D对应连接;所述接口A用于与所述GPRS板进行串口通信和控制所述GPRS板的电源通断,所述接口B用于检测所述GPRS板的运行状态。
[0011] 优选地,所述GPRS芯片与所述第二电源模块之间设有第二滤波电路,所述GPRS芯片与所述接口C之间设有电平匹配模块和复位电路模块,所述电平匹配模块与所述复位电路模块相互独立,所述GPRS芯片与所述IPEX连接线之间设有天线匹配模块。
[0012] 根据本发明的另一面,提供一种基于物联网的GPRS通信系统,包括基于物联网的GPRS通信终端、服务器、智能设备端、电脑端和多个智能断路器,所述多个智能断路器通过485总线并联,所述基于物联网的GPRS通信终端与所述多个智能断路器通过485总线交互式连接,所述智能设备端、所述电脑端与所述服务器通过物联网连接,所述服务器与所述基于物联网的GPRS通信终端通过物联网连接,所述智能设备端、所述电脑端通过所述服务器经所述基于物联网的GPRS通信终端与所述多个智能断路器进行数据交互。
[0013] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:(1)基于物联网的GPRS通信终端内部集成第一电源模块,无需外置电源适配器,集成度高、整齐、美观、安全;
(2)外壳采用1P壳体结构,与既有1P断路器外形一致,集成度高,采用导轨式安装形式,与配电箱结构相匹配,安装简单、方便;
(3)GPRS通信终端稳定性高、可靠性高,确保GPRS通信时不“死机”、“死机”后可以“复活”;
(4)485接口模块具有隔离功能,抗干扰能力强;485接口模块可以与GPRS板实现数据无缝透传,支持不同波特率、不同数据格式的485终端接入现场485总线;
(5)强电接入端子采用微型断路器接线柱形式,易于与弱电接入端子区分,防止误接;
(6)利用本发明的GPRS通信终端,用户使用电脑端或智能设备端(手机)软件通过服务器就可以实现与智能微型断路器之间的信息交互,即实现人与物之间的信息互联互通,使用方便,可靠性高。
附图说明
[0014] 图1为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的主板与GPRS板的连接关系图;图2为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的立体图;
图3为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的拆分结构图;
图4为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信系统的系统图。
[0015] 其中,100-基于物联网的GPRS通信终端,10-外壳,11-背面,12-卡槽,13-底座壳体,14-盖合壳体,20-主板,21-第一电源模块,211-EMC电路,212-第一滤波电路,213-高频变压器,214-辅电源,215-控制电路,216-光隔反馈电路,217-主电源,22-ARM芯片,23-干接点输入模块,24-隔离485接口模块,25-第一扩展接口,26-SMA天线,27-接口保护模块,28-拨动开关,29-指示灯,30-GPRS板,31-GPRS芯片,32-第二电源模块,33-第二扩展接口,34-IPEX连接线,35-第二滤波电路,36-电平匹配模块,37-复位电路模块,38-天线匹配模块,200-服务器,300-智能设备端,400-电脑端,500-智能断路器。

具体实施方式

[0016] 为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
[0017] 请结合参见图1至图3,图1为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的主板与GPRS板的连接关系图;图2为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的立体图;图3为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端的拆分结构图。
[0018] 请结合参见图1至图3,本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信终端100,包括外壳10、主板20和GPRS板30,主板20与GPRS板30设于外壳10的内部;主板20上集成第一电源模块21,用于为主板供电;第一电源模块21包括EMC电路211、第一滤波电路212、高频变压器213、辅电源214、控制电路215、光隔反馈电路216和主电源217,EMC电路211的输入端连接强电输入接线柱L、N,EMC电路211的输出端连接第一滤波电路212的输入端,第一滤波电路212的输出端连接高频变压器213的输入端,高频变压器213的输出端连接辅电源214,控制电路215与第一滤波电路212的输出端、高频变压器213的输出端分别连接,光隔反馈电路
216连接在控制电路215与主电源217之间。强电输入接线柱(L、N)采用微型断路器接线柱形式,易于与弱电接入端子区分,防止误接;EMC(Electro Magnetic Compatibility)电路211用于增强设备的电磁兼容性,使其在电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰;第一滤波电路212用于增强电路稳定性和可靠性;高频变压器
213用于进行电压转换,将AC220V转换为设备适用的电压;光隔反馈电路216用于消除阻性负载存在通路的问题;辅电源214和主电源217均用于为设备供电。本发明将第一电源模块集成在外壳内部,无需外置电源适配器,集成度高、整齐、美观、安全;且电路具有稳定、可靠的优点。
[0019] 优选地,请参见图2或图3,外壳10呈凸字形,外壳10的结构与配电箱中1P断路器的壳体结构相匹配,外壳10具有相对的背面11,背面11设置卡槽12,用于将基于物联网的GPRS通信终端100安装于配电箱导轨上,即外壳10采用导轨式安装结构;外壳10包括底座壳体13和盖合壳体14,底座壳体13与盖合壳体14相互扣合,主板20、GPRS板30处于底座壳体13与盖合壳体14的内部。外壳10的结构与现有1P微型断路器的壳体结构相匹配,卡槽12的结构与配电箱中的安装导轨结构相匹配,安装、拆卸方便,且美观、和谐。
[0020] 优选地,主板10上还集成有ARM芯片22、干接点输入模块23、隔离485接口模块24、第一扩展接口25和SMA天线26,ARM芯片22与第一电源模块21电性连接,干接点输入模块23、隔离485接口模块24、第一扩展接口25、SMA天线26分别与ARM芯片22电性连接,干接点输入模块23用于连接干接点开关,干接点开关是一种电气开关,具有闭合和断开2个状态,干接点开关的两个接点之间没有极性,可以互换,本发明实施例中的干接点开关可以是限位开关或各种按键等;干接点输入模块23用于将干接点开关的闭合和断开转变为0和1数据,当ARM芯片22检测到数据由0变1或由1变0时,GPRS板30发送报警信号,如:配电箱或者配电柜被打开(0变1)或关闭(1变0)时,GPRS板30发送报警信号;隔离485接口模块24用于将基于物联网的GPRS通信终端100通过485总线与配电箱中的智能断路器交互式连接;第一扩展接口25用于将主板20与GPRS板30连接,SMA天线26用于增强基于物联网的GPRS通信终端100的位置信号。GPRS板30上集成GPRS芯片31、第二电源模块32、第二扩展接口33和IPEX连接线34,GPRS芯片31与第二电源模块32电性连接,第二电源模块32用于为GPRS板30供电,第二扩展接口33、IPEX连接线34分别与GPRS芯片31电性连接,第一扩展接口25与第二扩展接口33对应连接,SMA天线26与IPEX连接线34对应连接。本发明优选实施例中的ARM芯片22采用HT32F50241型号芯片,GPRS芯片31采用Air208S型号芯片,本发明利用第一扩展接口25和第二扩展接口33将主板20与GPRS板30之间进行连接,主板20控制GPRS板30进行串口数据发送、接收、电源通断、复位等操作,实现远程传输;利用SMA天线26,解决配电箱位置信号弱的问题;本发明的基于物联网的GPRS通信终端100采用MODBUS RTU规约实现网关功能,即完成GPRS转485的功能。隔离485接口模块24支持多种波特率数据格式,可以与GPRS板实现数据实时无缝透传。
[0021] 利用本发明的基于物联网的GPRS通信终端100,用户使用电脑端或智能设备端(手机、ipad等)软件通过服务器就可以实现与智能微型断路器之间的信息交互,即实现人与物之间的信息互联互通,使用方便,可靠性高。
[0022] 优选地,隔离485接口模块24连接有接口保护模块27。接口保护模块27对隔离485接口模块24进行电路保护,保障基于物联网的GPRS通信终端100的使用安全。
[0023] 优选地,请参见图1,主板20连接有拨动开关28和指示灯29,拨动开关28与ARM芯片22电性连接,拨动开关28具有正常档位和复位档位两种档位,当拨动开关28处于正常档位时,GPRS板30正常工作,进行数据发送、接收等操作;当拨动开关28由正常档位拨动到复位档位时,ARM芯片22控制GPRS板30进行复位;指示灯29伸出外壳,指示灯29与ARM芯片22电性连接,指示灯29具有常亮、慢闪、快闪和常灭四种状态,用于指示基于物联网的GPRS通信终端100的工作状态。本发明的指示灯29采用LED指示灯,其具有常亮、慢闪、快闪、常灭4种工作状态,表1为指示灯状态与对应功能的说明:
表1:指示灯状态与对应功能表
用户通过指示灯29的状态可以直观地了解设备的工作状态。
[0024] 优选地,第一扩展接口25包括接口A和接口B,接口A、接口B分别与ARM芯片22电性连接;第二扩展接口33包括接口C和接口D,接口C、接口D分别与GPRS芯片31电性连接;接口A与接口C对应连接,接口B与接口D对应连接;接口A和接口C用于进行主板20与GPRS板30之间的串口通信和控制GPRS板30的电源通断,接口B和接口D用于检测GPRS板30的运行状态。
[0025] 优选地,GPRS芯片31与第二电源模块32之间设有第二滤波电路35,用于对电路进行滤波,提高设备稳定性和可靠性;GPRS芯片31与接口C之间设有电平匹配模块36和复位电路模块37,电平匹配模块36与复位电路模块37相互独立,电平匹配模块36用于将接口C输出的电压转换为GPRS芯片31相匹配的电压,复位电路模块37用于根据主板20的指令控制GPRS芯片31进行复位操作;GPRS芯片31与IPEX连接线34之间设有天线匹配模块38,用以增强设备的兼容性。
[0026] 根据本发明的另一面,提供一种基于物联网的GPRS通信系统,请参见图4,图4为本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信系统的系统图。本发明实施例1的一种基于物联网的GPRS通信系统包括基于物联网的GPRS通信终端100、服务器200、智能设备端300、电脑端400和多个智能断路器500,多个智能断路器500通过485总线并联,基于物联网的GPRS通信终端100与多个智能断路器500通过485总线交互式连接,智能设备端300、电脑端400与服务器200通过物联网连接,服务器200与基于物联网的GPRS通信终端100通过物联网连接,智能设备端300、电脑端400通过服务器200经基于物联网的GPRS通信终端100与多个智能断路器500进行数据交互。用户使用电脑端400或智能设备端300(手机)软件通过服务器200就可以实现与智能断路器500之间的信息交互,即实现人与物之间的信息互联互通,使用方便,可靠性高。
[0027] 综上所述,本发明提供一种应用于物联网的GPRS通信终端,内部集成开关电源,无需外置电源适配器,集成度高、整齐、美观、安全;外壳10采用1P壳体结构,与既有1P断路器外形一致,集成度高,采用导轨式安装形式,与配电箱结构相匹配,安装简单、方便;GPRS通信终端稳定性高、可靠性高,确保GPRS通信时不“死机”、“死机”后可以“复活”;隔离485接口模块24具有隔离功能,抗干扰能力强;隔离485接口模块24可以与GPRS板30实现数据无缝透传,支持不同波特率、不同数据格式的485终端接入现场485总线;强电接入端子采用微型断路器接线柱形式,易于与弱电接入端子区分,防止误接;利用本发明的基于物联网的GPRS通信终端100,用户使用电脑端400或智能设备端300(手机)软件通过服务器200就可以实现与智能断路器500之间的信息交互,即实现人与物之间的信息互联互通,使用方便,可靠性高。
[0028] 本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。
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