NB-IOT网络切换器制造技术

本发明专利技术提供一种NB‑IOT网络切换器，包括：核心处理模块，供电控制电路模块，NB‑IOT通信功能模块，网络接口转换模块，网络交换电路模块；所述核心处理模块负责嵌入式软件的运行，并控制在以太网络中断时切换使用NB‑IOT网络；所述供电控制电路模块负责为各模块提供稳定电源以及外部断电情况下的内部电源切换；所述NB‑IOT通信功能模块连接核心处理单元，实现NB‑IOT网络的通信功能；所述网络接口转换模块分别连接核心处理模块和网络交换电路模块，负责核心处理模块的接口总线和以太网络的转换；所述网络交换电路模块负责实现以太网络交换功能，提供以太网络接口。本发明专利技术可实现外部设备在断网时保证应急情况下的基本通信。

NB-IOT Network Switcher

The invention provides a NB_IOT network switch, which includes: core processing module, power supply control circuit module, NB_IOT communication module, network interface conversion module and network switching circuit module; the core processing module is responsible for the operation of embedded software and controls switching to use NB_IOT when the Ethernet network is interrupted. The power supply control circuit module is responsible for providing stable power supply for each module and switching of internal power supply in case of external power failure; the NB IOT communication module connects the core processing unit to realize the communication function of the NB IOT network; and the network interface conversion module connects the core processing module and the network exchange respectively. The circuit module is responsible for the conversion between the interface bus of the core processing module and the Ethernet network. The network switching circuit module is responsible for the realization of the Ethernet network switching function and provides the Ethernet network interface. The invention can realize the basic communication of external equipment in case of emergency when the network is disconnected.

【技术实现步骤摘要】
NB-IOT网络切换器
本专利技术涉及一种网络设备，尤其是一种NB-IOT网络切换器。
技术介绍
随着大数据时代的来临，各业界都非常认可未来万物互联互通的发展趋势。2016年6月16日，窄带物联网（NB-IOT）作为3GPPR13一项重要课题，获得3GPP批准。这正式宣告了无线产业广泛支持的NB-IOT标准核心协议历经两年多的研究已经全部完成，标志着从现有的移动通信架构基础上，为连接越来越多的设备提供了标准。随着NB-IOT技术的越来越成熟，可应用的场景也越来越多。传统的路口监控等视频类设备都使用有线网络进行通信，实际使用运行过程中，发现部分区域路口有线网络十分不稳定，经常出现断网、设备IP冲突、设备损坏、停电等情况，一旦出现视频信号丢失，很难远程判断具体情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种NB-IOT网络切换器，能够加强路口视频设备的管理，拓展设备功能和简化网络故障排查难度；避免一旦出现有线网络故障，设备即丢失不受控的情况；保证只要设备处于不断电的情况，就能获取设备的工作状态。本专利技术采用的技术方案是：一种NB-IOT网络切换器，包括：核心处理模块，供电控制电路模块，NB-IOT通信功能模块，网络接口转换模块，网络交换电路模块；所述核心处理模块负责嵌入式软件的运行，并控制在以太网络中断时切换使用NB-IOT网络；所述供电控制电路模块负责为各模块提供稳定电源以及外部断电情况下的内部电源切换；所述NB-IOT通信功能模块连接核心处理单元，实现NB-IOT网络的通信功能；所述网络接口转换模块分别连接核心处理模块和网络交换电路模块，负责核心处理模块的接口总线和以太网络的转换；所述网络交换电路模块负责实现以太网络交换功能，提供以太网络接口。本专利技术的优点在于：该NB-IOT网络切换器为视频设备提供额外的数据分析结果传输通道，保证应急情况下的基本通信；该NB-IOT网络切换器体积小，基础功能即插即用，内置可开发处理器，可按需求进行二次开发，扩展功能。附图说明图1为本专利技术的外形图。图2为本专利技术的电气框图。图3为本专利技术的核心处理模块电原理图。图4为本专利技术的供电控制电路模块电原理图。图5为本专利技术的NB-IOT通信功能模块电原理图。图6为本专利技术的网络接口转换模块电原理图。图7为本专利技术的网络交换电路模块电原理图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供一种为传统设备添加NB-IOT功能的解决方案，不光可以扩展原有设备功能，还能对原有有线网络进行检测，方便维护人员排查问题。本专利技术提供的NB-IOT网络切换器，串联于视频设备网口处，外部输入5-12V宽压供电，基本涵盖所有视频设备供电电压范围，不连接外部电源情况下，NB-IOT通信功能模块和主控芯片还能继续工作，在设备和中心平台断开连接后设备会自动检测有线网络断开情况，及时切换NB-IOT网络实现设备与中心平台的通信，并通过NB-IOT网络向中心平台发送诊断信息，包括设备供电及运行状态，以及视频设备对视频信号的检测处理结果等；NB-IOT网络切换器的外形如图1所示，包括两个100M以太网口，可串联在设备网口处；如图2所示，NB-IOT网络切换器包括：核心处理模块，供电控制电路模块，NB-IOT通信功能模块，网络接口转换模块，网络交换电路模块；所述核心处理模块负责嵌入式软件的运行，并控制在以太网络中断时切换使用NB-IOT网络；所述供电控制电路模块负责为各模块提供稳定电源以及外部断电情况下的内部电源切换；所述NB-IOT通信功能模块连接核心处理单元，实现NB-IOT网络的通信功能；所述网络接口转换模块分别连接核心处理模块和网络交换电路模块，负责核心处理模块的接口总线和以太网络的转换；核心处理模块的接口总线为SPI总线；所述网络交换电路模块负责实现以太网络交换功能，提供以太网络接口；如图3所示，核心处理模块，主要作为本专利技术软件部分载体，主体是一颗ARM处理器，即主控芯片U1，型号为STM8S103；核心处理模块包括主控芯片U1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第一晶振Y1；其中主控芯片U1的9脚连接第一电容C1的一端以及电池正极VCC_BAT网络，第一电容C1另一端连接电源地GND，主控芯片U1的4脚连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的8脚连接第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的7脚连接电源地GND，主控芯片U1的5脚，连接第四电容C4的一端和第一晶振Y1的一端，主控芯片U1的6脚，连接第五电容C5的一端和第一晶振Y1的另一端，第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的3脚连接RX网络，主控芯片U1的2脚连接TX网络，主控芯片U1的20脚连接RESET网络，其中RX网络、TX网络、RESET网络连接NB-IOT通信功能模块，RX网络和TX网络是一组TTL串口总线，主控芯片U1的13脚连接NSS网络，主控芯片U1的14脚连接INT网络，主控芯片U1的15脚连接CLK网络，主控芯片U1的16脚连接MOSI网络，主控芯片U1的17脚连接MISO网络，其中RESET网络,NSS网络,INT网络,CLK网络,MOSI网络,MISO网络连接网络接口转换模块。如图4所示，供电控制电路模块，主要完成外接电源的转换，内部电池供电切换功能；供电控制电路模块主要包含两颗电源转换芯片U2、U3，和一颗储能电池；U2型号为LT3652，U3型号为AMS1117-3.3；其中第二芯片U2完成外部输入电源到+3.6V的转换，实现在有外部供电情况下使用外部电源，实现VCC_BAT网络的电源供电，在没有外部电源输入情况下，使用第一电池BT1实现VCC_BAT网络的电源供电；第三芯片U3实现存在外部输入电源的情况下为网络接口转换模块和网络交换电路模块供电；供电控制电路模块包括第二芯片U2，第三芯片U3，第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电池BT1，第一电感L1。其中第二二极管D2的正极连接外部输入电源正极POWER网络，该网络限制工作电压为正5V到12V，第二二极管D2的负极连接第七电容C7一端，第二芯片U2的1脚和2脚，第三芯片U3的3脚，第十电容C10的一端，第七电容C7的另一端连接电源地GND，第十电容C10的另一端连接电源地GND，第九电容C9的一端连接第二芯片U2的6脚，另一端连接电源地GND，第一二极管D1的正极连接电源地GND，另一端负极连接第二芯片U2的12脚，第六电容C6的一端，第一电感L1的一端；第六电容C6的另一端连接第二芯片U2的11脚和第三二极管D3的负极，第一电感L1的另一端连接第二芯片U2的10脚，第一电阻R1的一端，第三二极管D3的正极连接第二芯片U2的9脚，第一电阻R1的另一端，第二电阻R2的一端，第八电容C8的一端，以及第一电池BT1的正极VCC_BAT网络，第一电池BT1的负极连接电源地GND，第八电容C8的另一端连接电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NB‑IOT网络切换器，其特征在于，包括：核心处理模块，供电控制电路模块，NB‑IOT通信功能模块，网络接口转换模块，网络交换电路模块；所述核心处理模块负责嵌入式软件的运行，并控制在以太网络中断时切换使用NB‑IOT网络；所述供电控制电路模块负责为各模块提供稳定电源以及外部断电情况下的内部电源切换；所述NB‑IOT通信功能模块连接核心处理单元，实现NB‑IOT网络的通信功能；所述网络接口转换模块分别连接核心处理模块和网络交换电路模块，负责核心处理模块的接口总线和以太网络的转换；所述网络交换电路模块负责实现以太网络交换功能，提供以太网络接口。

【技术特征摘要】
1.一种NB-IOT网络切换器，其特征在于，包括：核心处理模块，供电控制电路模块，NB-IOT通信功能模块，网络接口转换模块，网络交换电路模块；所述核心处理模块负责嵌入式软件的运行，并控制在以太网络中断时切换使用NB-IOT网络；所述供电控制电路模块负责为各模块提供稳定电源以及外部断电情况下的内部电源切换；所述NB-IOT通信功能模块连接核心处理单元，实现NB-IOT网络的通信功能；所述网络接口转换模块分别连接核心处理模块和网络交换电路模块，负责核心处理模块的接口总线和以太网络的转换；所述网络交换电路模块负责实现以太网络交换功能，提供以太网络接口。2.如权利要求1所述的NB-IOT网络切换器，其特征在于，核心处理模块包括主控芯片U1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第一晶振Y1；其中主控芯片U1的9脚连接第一电容C1的一端以及电池正极VCC_BAT网络，第一电容C1另一端连接电源地GND，主控芯片U1的4脚连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的8脚连接第三电容C3的一端，第三电容C3的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的7脚连接电源地GND，主控芯片U1的5脚，连接第四电容C4的一端和第一晶振Y1的一端，主控芯片U1的6脚，连接第五电容C5的一端和第一晶振Y1的另一端，第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端连接电源地GND，主控芯片U1的3脚连接RX网络，主控芯片U1的2脚连接TX网络，主控芯片U1的20脚连接RESET网络，其中RX网络、TX网络、RESET网络连接NB-IOT通信功能模块，主控芯片U1的13脚连接NSS网络，主控芯片U1的14脚连接INT网络，主控芯片U1的15脚连接CLK网络，主控芯片U1的16脚连接MOSI网络，主控芯片U1的17脚连接MISO网络，其中RESET网络,NSS网络,INT网络,CLK网络,MOSI网络,MISO网络连接网络接口转换模块。3.如权利要求1所述的NB-IOT网络切换器，其特征在于，供电控制电路模块包括第二芯片U2，第三芯片U3，第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一电池BT1，第一电感L1；第二二极管D2的正极连接外部输入电源正极POWER网络，第二二极管D2的负极连接第七电容C7一端，第二芯片U2的1脚和2脚，第三芯片U3的3脚，第十电容C10的一端，第七电容C7的另一端连接电源地GND，第十电容C10的另一端连接电源地GND，第九电容C9的一端连接第二芯片U2的6脚，另一端连接电源地GND，第一二极管D1的正极连接电源地GND，另一端负极连接第二芯片U2的12脚，第六电容C6的一端，第一电感L1的一端；第六电容C6的另一端连接第二芯片U2的11脚和第三二极管D3的负极，第一电感L1的另一端连接第二芯片U2的10脚，第一电阻R1的一端，第三二极管D3的正极连接第二芯片U2的9脚，第一电阻R1的另一端，第二电阻R2的一端，第八电容C8的一端，以及第一电池BT1的正极VCC_BAT网络，第一电池BT1的负极连接电源地GND，第八电容C8的另一端连接电源地GND，第二电阻R2的另一端连接第二芯片U2的7脚和第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接电源地GND，第二芯片U2的13脚连接电源地GND；第三芯片U3的1脚连接电源地GND，第十电容C10的另一端连接电源地GND，第三芯片的U3的2脚和4脚连接第十一电容C11的一端，并作为电源网络VCC+3V3，用于给其他模块供电，第十一电容C11的另一端连接电源地GND。4.如权利要求1所述的NB-IOT网络切换器，其特征在于，NB-IOT通信功能模块包括第四芯片U4，第四电阻R4，第一射频天线RF1；其中第四芯片U4是一款基于NB-IOT核心芯片的通用处理模块，实现串口到NB-IOT网络的透传；第一射频天线RF1连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第四芯片U4的53脚，第四芯片U4的45脚和46脚连接电池正极VCC_BAT网络，第四芯片U4的2脚、43脚、47脚、48脚、51脚、52脚、54脚连接电源地GND，第四芯片U4的15脚连接RESET网络，第四芯片U4的29脚连接RX网络，第四芯片U4的30脚连接TX网络，其中RESET、TX、RX网络连接核心处理模块，第四芯片U4的38脚连接U_VDD网络、39脚连接U_RST网络、40脚连接U_DATA网络、41脚连接U_CLK网络、42脚连接U_GND网络，上述U_VDD网络、U_RST网络、U_DATA网络、U_CLK网络、U_GND网络用于连接SIM卡卡槽。5.如权利要求1所述的NB-IO...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐益，朱飞宇，张耀文，潘晓鹏，
申请(专利权)人：江苏航天大为科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32