一种基于4G的扩展坞制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于4G的扩展坞，4G通信单元、4G通信天线、电源及电平单元、SIM卡管理单元、主控单元、多路UART串行接口、高速USB接口、其余接口单元；所述4G通信天线、所述电源及电平单元、所述SIM卡管理单元、所述多路UART串行接口、所述高速USB接口、其余接口单元都分别与所述4G通信单元连接，所述4G通信单元连接所述主控单元，所述主控单元还分别与休眠模块、复位模块、晶振模块连接；本实用新型专利技术将传统的各种接口进行了高度集成，方便快捷的进行扩展和转换，并可以将各种接口转换为主流无线通信方式(即4G通信)，其功能复用性好，为产品设计模块化思路实施提供了有利选择。

An extension dock based on 4G

The utility model provides a 4G based docking station, a 4G communication unit, a 4G communication antenna, a power supply and a level unit, a SIM card management unit, a master control unit, a multichannel UART serial interface, a high-speed USB interface, and the rest of the interface units, and the 4G communication antenna, the power supply and the level unit, the SIM card management unit, and the said. The multichannel UART serial interface, the high speed USB interface and the rest of the interface unit are connected with the 4G communication unit respectively. The 4G communication unit connects the main control unit, and the main control unit is connected with the dormancy module, the reset module and the crystal oscillator module respectively. It is convenient and quick to expand and transform, and can convert various interfaces into mainstream wireless communication (4G communication), which has good function reusability and provides a favorable choice for the implementation of modular design ideas of product design.

【技术实现步骤摘要】
一种基于4G的扩展坞
本技术涉及物联网
，特别涉及一种基于4G的扩展坞。
技术介绍
随着物联网的兴起，更多设备要通过无线接入云端，4G通信已经成为最主要的通信方式之一。而物联网设备的4G通信实现一般采用相应的4G模组，4G模组虽然比较模块化，但在使用以及焊接装配时依然需必备的若干电路来搭配，比较复杂且涉及到射频的调试困难。另外，物联网设备自身的本地通信接口种类也比较多，本地通信接口在做扩展时难以统一转换到4G的上行通道之中，不够灵活和通用。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本技术的目的在于提出一种基于4G的扩展坞，能够将本地通信接口转换到4G的上行通道之中。为了实现上述目的，本技术提供一种基于4G的扩展坞，包括4G通信单元、4G通信天线、电源及电平单元、SIM卡管理单元、主控单元、多路UART串行接口、高速USB接口、其余接口单元；所述4G通信天线、所述电源及电平单元、所述SIM卡管理单元、所述多路UART串行接口、所述高速USB接口、其余接口单元都分别与所述4G通信单元连接，所述4G通信单元连接所述主控单元，所述主控单元还分别与休眠模块、复位模块、晶振模块连接；所述电源及电平单元包括多电平分配电路、电源模块、稳压模块，所述稳压模块连接电源模块，所述电源模块连接所述4G通信单元，所述4G通信单元连接所述多电平分配电路。进一步的，所述其余接口单元至少包括SPI接口、I2C接口、CAN接口、SWD调试接口。进一步的，所述休眠模块包括休眠开关、休眠指示灯，所述休眠开关、休眠指示灯分别连接所述主控单元。进一步的，所述休眠开关的一端接地，另一端接所述主控单元、上拉电阻和接地电容。进一步的，所述主控单元的主控芯片选用STM32F103C型号。进一步的，所述多电平分配电路中的双向电压电平转换器选用TXB0108RGYR型号。进一步的，所述稳压模块选用LD3985M33R型号的芯片。进一步的，所述电源及电平单元还包括滤波模块，所述滤波模块连接所述电源模块。进一步的，所述4G通信天线通过天线专用电路连接所述4G通信单元。进一步的，所述4G通信单元至少包括GSM、CDMA2000/EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、LTE-TDD、LTE-FDD的频段。本技术具有以下有益效果：1、本技术将传统的各种接口进行了高度集成，方便快捷的进行扩展和转换，并可以将各种接口转换为主流无线通信方式(即4G通信)，其功能复用性好，为产品设计模块化思路实施提供了有利选择。2、本技术利用电源及电平单元中的多电平分配电路，分配各种扩展接口所需的不同要求的电平，提高串口的驱动能力、传输速率、抗干扰能力。3、本技术通过天线专用电路连接4G通信天线，能够让4G通信天线经过优化和标定后提供最好的射频特性，使得用户的设备在网信号质量最优。4、本技术采用的是基于4G通信的扩展接口逻辑，提出了全新的模块架构，高度集成的整体化产品，能够使数据转发更加灵活、设备接入更加通用和简便。5、本技术的4G通信单元支持全网通的GSM、CDMA2000/EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、LTE-TDD、LTE-FDD的频段，具有上网速度快、体积小、重量轻、可靠性高的等优点。6、本技术中电源模块的电源入口采用分布式的设计及良好的隔离处理，能够保证各个模块功能的电源独立和稳定特性。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本技术的结构框图；图2为本技术的主控单元的电路原理图；图3为本技术的休眠开关的电路原理图；图4为本技术的多电平分配电路的电路原理图；图5为本技术的电源模块和稳压模块的电路原理图；图6为本技术的天线专用电路的电路原理图；图7为本技术的4G通信单元的电路原理图；图8为本技术的SIM卡管理单元的电路原理图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术提供一种基于4G的扩展坞，参考附图1所示，包括4G通信单元1、4G通信天线3、电源及电平单元4、SIM卡管理单元5、主控单元2、多路UART串行接口6、高速USB接口7、其余接口单元8；4G通信天线3、电源及电平单元4、SIM卡管理单元5、多路UART串行接口6、高速USB接口6、其余接口单元8都分别与4G通信单元1连接，其中，其余接口单元至少包括SPI接口、I2C接口、CAN接口、SWD调试接口等。4G通信单元1连接主控单元2。上述各个模块高度集成在一起，成为独立可靠的整体，用户将不再做重复设计，其高度集成的特性使得物联网场景需求的接口都可以转换为无线，接入云端变得十分容易。主控单元2用于完成4G与各个扩展坞接口的协议转换底层支持和数据流的处理。内置多重通信协议，提供成熟稳定的云端接入协议，减少了用户的开发负担和风险，充分考虑扩展的逻辑设定，完成数据的定向转换缓存和传送，同时保持扩展坞的可设置特性。另外，主控单元除了产品核心功能之外，还提供调用接口允许用户二次开发有关的应用程序，将标准模块化的产品作为高集成度的通信核心，可以通过程序设置电平标准、驱动能力、速率、隔离需求等。主控单元2还分别与休眠模块、复位模块、晶振模块连接；休眠模块包括休眠开关、休眠指示灯，休眠开关、休眠指示灯分别连接主控单元。图2为主控单元的电路原理图，其中，主控单元的主控芯片选用STM32F103C型号。图3为休眠开关的电路原理图，休眠开关S1的一端接地，另一端接主控单元、上拉电阻R11和接地电容C25。通过休眠开关可以控制扩展坞休眠，节约电能。电源及电平单元4包括多电平分配电路、电源模块、稳压模块，稳压模块连接电源模块，电源模块连接4G通信单元，4G通信单元连接多电平分配电路。多电平分配电路支持各种扩展接口的电平标准要求，电源及电平单元还包括滤波模块，滤波模块连接电源模块。图4为多电平分配电路的电路原理图，其中多电平分配电路中的双向电压电平转换器选用TXB0108RGYR型号。此外，电源模块的电源入口采用分布式的设计及良好的隔离处理，能够保证各个模块功能的电源独立和稳定特性。图5为电源模块和稳压模块的电路原理图，其中，稳压模块选用LD3985M33R型号的芯片。4G通信天线通过天线专用电路连接4G通信单元。经过调试和匹配的天线专用电路，能够提供不同规格和形式的天线支持，得到最佳的射频通信特性，使得用户的设备在网信号质量最优。图6为天线专用电路的电路原理图。4G通信单元完成4G通信的核心功能，至少包括GSM、CDMA2000/EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、LTE-TDD、LTE-FDD的频段。图7为4G通信单元的电路原理图。图8为SIM卡管理单元的电路原理图。通过SIM卡管理单元可以搭配性价比高的SIM卡流量套餐，为用户提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于4G的扩展坞，其特征在于，包括：4G通信单元、4G通信天线、电源及电平单元、SIM卡管理单元、主控单元、多路UART串行接口、高速USB接口、其余接口单元；所述4G通信天线、所述电源及电平单元、所述SIM卡管理单元、所述多路UART串行接口、所述高速USB接口、其余接口单元都分别与所述4G通信单元连接，所述4G通信单元连接所述主控单元，所述主控单元还分别与休眠模块、复位模块、晶振模块连接；所述电源及电平单元包括多电平分配电路、电源模块、稳压模块，所述稳压模块连接电源模块，所述电源模块连接所述4G通信单元，所述4G通信单元连接所述多电平分配电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于4G的扩展坞，其特征在于，包括：4G通信单元、4G通信天线、电源及电平单元、SIM卡管理单元、主控单元、多路UART串行接口、高速USB接口、其余接口单元；所述4G通信天线、所述电源及电平单元、所述SIM卡管理单元、所述多路UART串行接口、所述高速USB接口、其余接口单元都分别与所述4G通信单元连接，所述4G通信单元连接所述主控单元，所述主控单元还分别与休眠模块、复位模块、晶振模块连接；所述电源及电平单元包括多电平分配电路、电源模块、稳压模块，所述稳压模块连接电源模块，所述电源模块连接所述4G通信单元，所述4G通信单元连接所述多电平分配电路。2.如权利要求1所述的基于4G的扩展坞，其特征在于：所述其余接口单元至少包括SPI接口、I2C接口、CAN接口、SWD调试接口。3.如权利要求1所述的基于4G的扩展坞，其特征在于：所述休眠模块包括休眠开关、休眠指示灯，所述休眠开关、休眠指示灯分别连接所述主控单元。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭立龙，胡建龙，
申请(专利权)人：北京虹电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11