一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，属于通讯设备技术领域，包括CPU和锂电池充电管理模块，所述CPU上装配有4G模块，所述CPU与其中一个串口电性连接，所述CPU通过线路配合与锂电池充电管理模块电性连接，所述CPU与锂电池充电管理模块均与SPI转串口模块电性连接，且所述CPU与锂电池充电管理模块通过SPI转串口模块扩展连接有四个串口。本实用新型专利技术把CPU、存贮和通讯部分集成在一个模块中，同时外围电路精简，无需使用体积庞大的UPS电路，节约了空间，同时提升了串口数量，提高了使用效果。

A low cost and low power multi serial port power IOT gateway with built-in lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关
本技术涉及通讯设备
，具体为一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关。
技术介绍
在电力物联网的应用中，存在设备停电时需要将停电告警、停电时刻录波等数据上传到后台主站的需求，因此，电力物联网关通常采用市电供电，同时配置一个备用电源。目前的电力物联网关通常功耗较高，通常采用UPS作为备用电源。但UPS体积相对较大，重量较重，在一些环境比如小型配电箱、小型机柜里无法安装。另一方面，现有的低成本物联网关串口比较少，一般是一个或两个。电力物联网关一般需要采集的数据很多，比如各供电回路的用电信息，各类供电设备的状态信息，配电房的环境温湿度、门禁、红外双鉴、烟感等信息，电缆沟的温湿度、水浸信息等等，在采用串口方式接入数量众多的传感器时常出现数据排队现象，对数据响应时间比较长,难以达到实时响应的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，把CPU、存贮和通讯部分集成在一个模块中，同时外围电路精简，无需使用体积庞大的UPS电路，节约了空间，同时提升了串口数量，提高了使用效果。本技术提供如下技术方案：一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，包括CPU和锂电池充电管理模块，所述CPU上装配有4G模块，所述CPU与其中一个串口电性连接，所述CPU通过线路配合与锂电池充电管理模块电性连接，所述CPU与锂电池充电管理模块均与SPI转串口模块电性连接，且所述CPU与锂电池充电管理模块通过SPI转串口模块扩展连接有四个串口。优选的，所述CPU主频为1.2G，且所述CPU中的ROM与RAM均为128M。优选的，所述CPU兼容3G与4G，且所述CPU采用LTE3GPPRel.11技术。优选的，所述CPU所支持的最大下行速率为300Mbps，所述CPU所支持的最大上行速率为50Mbps。优选的，五个所述串口均为485口。优选的，所述锂电池充电管理模块中包括备用电源，且锂电池充电管理模块设有锂电池管理电路。本技术的技术效果和优点：1、本技术的设计是把CPU、存贮和通讯部分集成在一个模块中，同时外围电路精简，因此整机功耗大幅降低，且由于功耗低，可以使用内置锂电池做备用电源，能够在确保工作效果的同时节约占用了空间，便于装配在小型机柜中；包括任何密闭环境，不需担心发热问题。而系统性能并没有明显的下降。2、本技术同时也以低成本的方式实现了5个串口，使网关可以快速处理多路传感器的接入和数据处理，比普通网关多3～5倍的传感器接入数量，数据处理速度也比普通网关快3～5倍，使网关能够及时相应相关的数据需求。附图说明图1为本技术的锂电池多串口的电力物联网关硬件框图结构示意图；图2为本技术的CPU+4G模块和电源模块电路原理图结构示意图；图3为本技术的USIM卡座电路原理图结构示意图；图4为本技术的TF卡座电路原理图结构示意图；图5为本技术的SPI转串口模块电路原理图结构示意图；图6为本技术的电源与备用电池电路原理图结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。本技术提供了如图1-6所示的一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，包括CPU和锂电池充电管理模块，其中CPU主频为1.2G，且所述CPU中的ROM与RAM均为128M，使数据在一个震荡周期内震荡的次数得到保障，使CPU的整体处理速度得到提升，且能够与锂电池充电管理模块进行配合连接；同时CPU兼容3G与4G，CPU采用LTE3GPPRel.11技术，确保了CPU的兼容性，保证物联网关的实用效果。CPU上装配有4G模块，CPU所支持的最大下行速率为300Mbps，CPU所支持的最大上行速率为50Mbps；300Mbps的下行速率能够保障物联网关从网络上的主机获取数据的速率，同时具有50Mbps的上行速率用于移动终端给基站发送信息时的数据传输速率，彼此配合形成信息数据的交互。CPU与其中一个串口电性连接，CPU通过线路配合与锂电池充电管理模块电性连接，CPU与锂电池充电管理模块均与SPI转串口模块电性连接。所述锂电池充电管理模块中包括备用电源，且锂电池充电管理模块设有锂电池管理电路。当有外接电源时，电池只接受充电电流，充满电后自动停止，而在这过程中，不会对外放电，从而避免了锂电池不断的充放电，减少寿命。当外电源掉电后，自动切换到使用锂电池供电，使网关可以继续工作；且CPU与锂电池充电管理模块通过SPI转串口模块扩展连接有四个串口。上述五个串口均为485口，485口可以转换出很多个信号点，实现多个信号的转换，再使485口与用于其他的设备相连接，可以实现信号互导的双向结果。因此，485口可以广泛用于很多设备的控制，例如用电系统、监控系统、安保系统等等好多的方面。同时485口通过连接的分配电脑进行使用控制的，方便进行监测。工作原理:CPU上装配有4G模块，同时CPU能够兼容3G与4G，并采用LTE3GPPRel.11技术，以此来确保CPU的兼容性，保证物联网关的实用效果。装配时，将CPU与锂电池充电管理模块电性连接，以此达到基本的物联网关处理功能。在物联网关的装配过程中，除了CPU本身所电性连接的串口，CPU与锂电池充电管理模块均另外通过线路与SPI转串口模块电性连接，并利用SPI转串口模块额外连接至少四个串口，以上串口均为485口。因为本实用中的物联网关优化了内部安装方法，把CPU、存贮和通讯部分集成在一个模块中，同时外围电路精简，大幅降低了整机的功耗，也因此使锂电池充电管理模块能够得到有效的利用，替代了现有的UPS电池，使装置能够装配在更加狭小的空间，且系统性能并没有明显的下降。而配合物联网关中的USIM卡座与TF卡座分别配合CPU与锂电池充电管理模块进行电性连接，使物联网关以低成本的方式扩充了四个串口，实现了5个串口，比普通网关多3～5倍的传感器接入数量，数据处理速度也比普通网关快3～5倍。最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，其特征在于：包括CPU和锂电池充电管理模块，所述CPU上装配有4G模块，所述CPU与其中一个串口电性连接，所述CPU通过线路配合与锂电池充电管理模块电性连接，所述CPU与锂电池充电管理模块均与SPI转串口模块电性连接，且所述CPU与锂电池充电管理模块通过SPI转串口模块扩展连接有四个串口。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，其特征在于：包括CPU和锂电池充电管理模块，所述CPU上装配有4G模块，所述CPU与其中一个串口电性连接，所述CPU通过线路配合与锂电池充电管理模块电性连接，所述CPU与锂电池充电管理模块均与SPI转串口模块电性连接，且所述CPU与锂电池充电管理模块通过SPI转串口模块扩展连接有四个串口。


2.根据权利要求1所述的一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网关，其特征在于：所述CPU主频为1.2G，且所述CPU中的ROM与RAM均为128M。


3.根据权利要求1所述的一种低成本低功耗内置锂电池多串口的电力物联网...

【专利技术属性】
技术研发人员：江克宜，
申请(专利权)人：深圳市深电能售电有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44