NB-IoT电表电路及NB-IoT电表结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种NB‑IoT电表电路及NB‑IoT电表结构，NB‑IoT电表电路包括电源转换模块、主控模块和无线传输模块；主控模块，通过输入/输出接口连接电表和无线传输模块，用于接收来自无线传输模块的采集命令，或者，用于根据采集命令读取电表的电表数据，并将电表数据传输给无线传输模块；无线传输模块，连接主控模块，用于将来自主控模块的电表数据无线上传到服务器，或者，接收来自服务器的采集命令并传输给主控模块；电源转换模块，用于将输入电源转换为工作电源并为无线传输模块和主控模块供电。本方案整个电路结构简单，同时通过设置硬件看门狗模块防止电表和主控模块卡死，保证了NB‑IoT电表电路的稳定性，提高用户使用体验。

【技术实现步骤摘要】
NB-IoT电表电路及NB-IoT电表结构
本技术涉及电力信息化领域，更具体地说是一种NB-IoT电表电路及NB-IoT电表结构。
技术介绍
物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支；NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。NB-IoT电表基于NB-IoT技术的物联网和大数据等技术的终端，除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。可以减少大量人员投入，提高运营效率，提供更为针对性和科学性的动态管理。比如提升城市电力管理效率和服务水平、分析不同群体的用电习惯，促进科学合理的指导电网建设和改造，给老百姓带来实实在在的便捷和安全。现有的NB电表电路复杂且不稳定。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种NB-IoT电表电路及NB-IoT电表结构。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术一种NB-IoT电表电路，包括电源转换模块、主控模块和无线传输模块；所述主控模块，通过输入/输出接口连接电表和所述无线传输模块，用于接收来自无线传输模块的采集命令，或者，用于根据采集命令读取电表的电表数据，并将电表数据传输给无线传输模块；所述无线传输模块，连接所述主控模块，用于将来自所述主控模块的电表数据无线上传到服务器，或者，接收来自服务器的采集命令并传输给主控模块；所述电源转换模块，用于将输入电源转换为工作电源并为所述无线传输模块和主控模块供电。进一步地，所述主控模块包括MCU主控芯片。进一步地，所述主控模块还连接有超级电容模块，所述超级电容模块包括超级电容C31，电阻R16和二极管D1,二极管D1的正极和负极均连接所述MCU主控芯片的电平IO口，电阻R16的第一端接二极管D1的正极，电阻R16的第二端接地，超级电容C31的第一端接地，超级电容C31第二端接二极管的负极和主控模块。进一步地，所述电源转换模块包括用于将输入电源转换为5V电压电源的电压转换子电路，及用于将5V电压电源转换为4.2V电压电源并为所述无线传输模块供电的第一供电子电路，以及用于将4.2V电压电源转换为3.3V电压电源的第二供电子电路，所述电压转换子电路的输入端连接输入电源，电压转换子电路的输出端连接所述第一供电子电路的输出端，所述第一供电子电路的输出端连接所述无线传输模块和第二供电子电路的输入端，所述第二供电子电路的输出端连接所述主控模块的输入端。进一步地，所述电压转换子电路包括电压转换芯片U1,电容C18，电容C20，电容C26，电容C28，电容C29，电容C23，二极管D2，电感L1，电阻R36和R44，输入电源接电容C23，电容C28和电容C29的第一端，以及电压转换芯片U1的VIN端脚，电容C23，电容C28和电容C29的第二端接地，电压转换芯片U1的BOOT端脚接电容C18的第一端，电压转换芯片U1的PH端脚接电容C18的第二端、电感L1的第一端和二极管D2的负极，电压转换芯片U1的GND端脚接二极管D2的正极、电容C20和电容C26的第一端并接地，电压转换芯片U1的VSENGE端脚接电阻R36和电阻R44的第二端，电阻R44的第一端接地，电感L1的第二端接电容C20和电容C26的第二端、电阻R36的第一端和所述第一供电电路。进一步地，所述第一供电子电路包括第一供电芯片U2，电阻R3，电阻R4，电容C22和电容C30，所述电压转换子电路的电源输出接第一供电芯片U2的VCC端脚、电容C22的第一端和电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端接第一供电芯片U2的CHRG端脚，电容C22的第二端接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端接地，第一供电芯片U2的BAT端脚接电容C30的第一端、所述无线传输模块和第二供电子电路。进一步地，所述第二供电子电路包括第二供电芯片U3，电容C4，电容C7和电感L2，所述第一供电子电路的电源输出接电容C4的第一端、第二供电芯片U3的IN端脚和EN端脚，电容C4的第二端接地，第二供电芯片U3的OUT端脚接电感L2的第一端，电感L2的第二端接电容C7的第一端和所述主控模块，所述电容C7的第二端接地。进一步地，所述电压转换芯片U1的型号为TPS54531，所述第一供电芯片U2的型号为LTC4054。进一步地，所述主控模块还连接有硬件看门狗模块和存储模块，所述存储模块用于存储电表数据，所述硬件看门狗模块用于防止电表死机。本技术还提出一种NB-IoT电表结构，包括如上任一项所述的NB-IoT电表电路，以及电表，所述电表通过输入/输出串口连接所述主控模块。本技术与现有技术相比的有益效果是：本技术提供的一种NB-IoT电表电路，通过电源转换模块为主控模块和无线传输模块供电，主控模块根据采集命令读取电表的电表数据，并将电表数据传输给无线传输模块，无线传输模块通过无线网络将电表数据上传到服务器，整个电路结构简单；同时通过设置硬件看门狗模块防止电表和主控模块卡死，保证了NB-IoT电表电路的稳定性，提高用户使用体验。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。附图说明图1为本技术的一种NB-IoT电表电路具体实施例的原理框图；图2为本技术的一种NB-IoT电表电路具体实施例的电压转换子电路的电路连接图；图3为本技术的一种NB-IoT电表电路具体实施例的第一供电子电路的电路连接图；图4为本技术的一种NB-IoT电表电路具体实施例的第二供电子电路的电路连接图；图5为本技术的一种NB-IoT电表电路具体实施例的主控模块的电路连接图；...

【技术保护点】
1.一种NB-IoT电表电路，其特征在于，包括电源转换模块、主控模块和无线传输模块；/n所述主控模块，通过输入/输出接口连接电表和所述无线传输模块，用于接收来自无线传输模块的采集命令，或者，用于根据采集命令读取电表的电表数据，并将电表数据传输给无线传输模块；/n所述无线传输模块，连接所述主控模块，用于将来自所述主控模块的电表数据无线上传到服务器，或者，接收来自服务器的采集命令并传输给主控模块；/n所述电源转换模块，用于将输入电源转换为工作电源并为所述无线传输模块和主控模块供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种NB-IoT电表电路，其特征在于，包括电源转换模块、主控模块和无线传输模块；
所述主控模块，通过输入/输出接口连接电表和所述无线传输模块，用于接收来自无线传输模块的采集命令，或者，用于根据采集命令读取电表的电表数据，并将电表数据传输给无线传输模块；
所述无线传输模块，连接所述主控模块，用于将来自所述主控模块的电表数据无线上传到服务器，或者，接收来自服务器的采集命令并传输给主控模块；
所述电源转换模块，用于将输入电源转换为工作电源并为所述无线传输模块和主控模块供电。


2.根据权利要求1所述的NB-IoT电表电路，其特征在于，所述主控模块包括MCU主控芯片。


3.根据权利要求2所述的NB-IoT电表电路，其特征在于，所述主控模块还连接有超级电容模块，所述超级电容模块包括超级电容C31，电阻R16和二极管D1,二极管D1的正极和负极均连接所述MCU主控芯片的电平IO口，电阻R16的第一端接二极管D1的正极，电阻R16的第二端接地，超级电容C31的第一端接地，超级电容C31第二端接二极管的负极和主控模块。


4.根据权利要求2所述的NB-IoT电表电路，其特征在于，所述电源转换模块包括用于将输入电源转换为5V电压电源的电压转换子电路，及用于将5V电压电源转换为4.2V电压电源的第一供电子电路，以及用于将4.2V电压电源转换为3.3V电压电源的第二供电子电路，所述电压转换子电路的输入端连接输入电源，电压转换子电路的输出端连接所述第一供电子电路的输入端，所述第一供电子电路的输出端连接所述无线传输模块和第二供电子电路的输入端，所述第二供电子电路的输出端连接所述主控模块的输入端。


5.根据权利要求4所述的NB-IoT电表电路，其特征在于，所述电压转换子电路包括电压转换芯片U1,电容C18，电容C20，电容C26，电容C28，电容C29，电容C23，二极管D2，电感L1，电阻R36和R44，输入电源接电容C23，电容C28和电容C29的第一端，以及电压转换芯片U1的VIN端脚，电容C23、电容C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宪华，叶奇才，严业仓，陈杰威，梁钊强，
申请(专利权)人：广东沅朋网络科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44