一种基于ARM的4G物联网装置的制作方法

一种基于arm的4g物联网装置
技术领域
1.本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及一种基于arm的4g物联网装置。


背景技术：

2.在物联网技术中，需要将相关数据进行相应的发送，最常用的就是使用4g技术将数据发送到云平台，arm处理器是面向低预算市场设计的第一款risc微处理器。更早称作acorn risc machine。arm处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，4g也因为其拥有的超高数据传输速度，被中国物联网校企联盟誉为机器之间当之无愧的“高速对话”,而现有的领域中对于相关技术较为封闭，因此亟需提出一种基于arm的4g物联网装置来解决这一问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种基于arm的4g物联网装置，本装置具有能够简便地将物联网中数据发送到云平台，并将相关数据进行相应处理的优点。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于arm的4g物联网装置，包括arm数据处理模块、4g信号传输模块、串口转换电路模块及电源供电模块，所述串口转换电路模块的输出端与arm数据处理模块连接，arm数据处理模块的输出端与4g信号传输模块连接，所述电源供电模块的输出端分别与arm数据处理模块和4g信号传输模块连接；所述电源供电模块的输入电源为+5v，通过电压转换分别产生4g信号传输模块需要的电源+3.8v和arm数据处理模块所需要的+3.3v电源；先将输入电压+5v电源进行滤波处理，滤波后的+5v输入电源通过稳压芯片lm2576s-adj完成+3.8v的电源输出；arm数据处理模块的供电为+3.3v，此供电电源由+5v电源通过稳压芯片lm1117转换得到；
5.串口转换电路模块用于通过串口通信电路对数据进行通信处理，包含有485通信接口电路单元，以实现与外接的仪表进行串口的对接，485通信接口电路单元采用adm2587芯片作为485串口转换芯片，具备
±
15 kv esd完全集成式隔离数据收发器，采用5v或3.3v单电源供电，以实现完全隔离的rs-485串口通信；adm2587芯片的两个vcc引脚共接于电容c6、电容c7和电容c8的第一端，电容c6、电容c7和电容c8的第二端共接于地，visoin引脚和viout引脚共接于电容c3、电容c4和电容c5的第一端，电容c3、电容c4和电容c5的第二端共接于地。
6.进一步改进本方案，所述串口转换电路模块还包括232通信接口电路单元，所述232通信接口电路单元包括max3232芯片,max3232芯片具有二路接收器和二路驱动器，提供1μa关断模式。
7.进一步改进本方案，所述4g信号传输模块包括sim7600ce芯片。
8.进一步改进本方案，所述4g信号传输模块还包括一个电平转换电路，所述电平转换电路采用txb0108rgyr芯片，txb0108rgyr芯片内部集成有
±
8kv接触放电和
±
8kv气隙放电保护模块，所述电平转换电路用于完成arm数据处理模块和4g信号传输模块电路的usart通信隔离，实现对通信电平进行转换。
9.有益效果
10.本装置通过实际的测试后，数据处理情况良好，数据传输情况良好，未发现信息丢包现象。本装置能够很好以及简便地将物联网中数据发送到云平台，并将相关数据进行相应的处理。模块装置小巧，便于安装。基于arm处理系统，对数据的处理速度和处理量有很大的提高。信号处理系统稳定，传输过程中信息包丢失率低。4g信号传输模块可兼容不同的运营商的信号发射模式，其性能稳定，外观小巧，性价比高，可以低功耗实现sms 和数据信息的传输。模块内部还包含一个电平转换电路，能够对通信电平进行转换，起到保护通信信号的作用。在电路中增加了状态指示灯和网络连接指示灯，便于用户直观的查看装置网络运行情况。
附图说明
11.为了更清楚地说明实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型的模块原理图；
13.图2为本实用新型中arm数据处理模块的电路图；
14.图3为本实用新型中串口转换电路模块的电路图；
15.图4为本实用新型中4g信号传输模块中主芯片电路图；
16.图5为4g信号传输模块中电平转换电路部分的电路图；
17.图6为4g信号传输模块中sim卡单元部分的电路图；
18.图7为4g信号传输模块中启动单元、复位单元和usb单元部分的电路图；
19.图8为电源供电模块中+3.8v电源产生电路图；
20.图9为电源供电模块中+3.3v电源产生电路图；
21.图中标记：1、arm数据处理模块，2、4g信号传输模块，3、串口转换电路模块，4、电源供电模块。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
23.如图所示：本实施例提供一种基于arm的4g物联网装置，包括arm数据处理模块1、4g信号传输模块2、串口转换电路模块3及电源供电模块4，所述串口转换电路模块3的输出端与arm数据处理模块1连接，arm数据处理模块1的输出端与4g信号传输模块2连接，所述电源供电模块4的输出端分别与arm数据处理模块1和4g信号传输模块2连接；所述电源供电模块4的输入电源为+5v，通过电压转换分别产生4g信号传输模块2需要的电源+3.8v和arm数
据处理模块1所需要的+3.3v电源；先将输入电压+5v电源进行滤波处理，滤波后的+5v输入电源通过稳压芯片lm2576s-adj电路完成+3.8v的电源输出，+3.8v电源产生电路，该电路主要供给4g信号传输模块2使用，该4g信号传输模块2对电源的要求为+3.6v至+4.2v供电电源、电流供给能力必须大于2a，且该模块在+3.8v时候系统最为稳定，所以本电路通过计算后将+5v电源变换为+3.8v直流电源；arm数据处理模块1的供电为+3.3v，此供电电源由+5v电源通过稳压芯片lm1117转换得到。
24.串口转换电路模块3用于通过串口通信电路对数据进行通信处理，包含有485通信接口电路单元，以实现与外接的仪表进行串口的对接，485通信接口电路单元3-1采用adm2587芯片作为485串口转换芯片，具备
±
15 kv esd完全集成式隔离数据收发器，采用5v或3.3v单电源供电，以实现完全隔离的rs-485串口通信；adm2587芯片的两个vcc引脚共接于电容c6、电容c7和电容c8的第一端，电容c6、电容c7和电容c8的第二端共接于地，visoin引脚和viout引脚共接于电容c3、电容c4和电容c5的第一端，电容c3、电容c4和电容c5的第二端共接于地。
25.电源供电模块4先将输入电压+5v电源进行滤波处理，处理输入电源内含有的杂波干扰。滤波后的+5v输入电源通过稳压芯片lm2576s-adj完成+3.8v的电源输出。lm2576s-adj具有3a降压电压调节器，且具有高效率的电源转换，当外部输入一个0v至40v的直流电源时，lm2576s-adj稳压芯片可以将电压稳定到电路的计算输出值，通过改变电路中的电阻r5和r6，能够改变该稳压电路的电压输出值，其计算方法为：vout=vref，其中vref=1.23v。通过该电路的计算方法可知当电压的输出值为3.8v时，此时r5=5.1kω、r5=2.4kω。在电路中经过电压处理芯片后，使用一个1000uf的大电容对电源进行储能，保证了后续芯片供电的稳定性。
26.arm数据处理模块1供电为+3.3v，此供电电源可由+5v通过稳压芯片转换得到，+3.3v电源我们选用lm1117-3.3v降压芯片进行实现，lm1117-3.3芯片是一个正向低压降稳压器，在1a的电流下降压为1.2v，该芯片内部集成了过热保护和限流电路，能够对系统供电产生一定的保护作用，且该芯片的功耗低，适合本装置使用。
27.arm数据处理模块1采用stm32f103vet6芯片作为处理芯片，该芯片 为100引脚、512kflash、64ksram，该芯片具有sd卡存储电路，能够对外部的大数据进行存储处理，五个usart通信，能够通过串口通信电路对数据进行通信处理。
28.串口转换电路模块3中包含有485和232通信接口，可与外接的仪表进行串口的对接，两种串口模式都可以兼容。其中485模块采用adm2587芯片作为485串口转换芯片，该芯片内部集成了dc/dc电源隔离模块，不需要外部再添加电源隔离模块电路。adm2587具备
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15 kv esd保护功能的完全集成式隔离数据收发器，该器件可采用5v或3.3v单电源供电，从而实现了完全隔离的rs-485串口通信。232串口通信电路使用max3232作为主要的串口处理芯片，该芯片采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷泵在3.0v至5.5v电源供电时能够实现真正的rs-232性能，器件仅需四个0.1uf的外部小尺寸电荷泵电容。max3232确保在120kbps数据速率，同时保持rs-232输出电平。根据两种串口芯片的电源要求和原有电源的设计，两种串口芯片采用+3.3v供电电源。
29.4g信号传输模块2包括sim7600ce芯片。4g信号传输模块2还包括一个电平转换电路，该电路芯片型号为txb0108rgyr，该芯片内部集成有
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8kv接触放电和
±
8kv气隙放电保
护模块，所述电平转换电路用于完成arm数据处理模块1和4g信号传输模块2电路的usart通信隔离，实现对通信电平进行转换。
30.4g网络传输模块2主要由sim7600ce芯片电路完成，该芯片电路主要对4g信号进行传输，此外该芯片集成了现有运营商的全部信号模式，可兼容不同的运营商的信号发射模式，其性能稳定，外观小巧，性价比高，可以低功耗实现sms和数据信息的传输。sim7600ce尺寸为30*30*2.9mm，能适用于各种紧凑型产品设计需求，能满足客户的多种需求。在电路中增加了状态指示灯和网络连接指示灯，便于用户直观的查看装置网络运行情况。
31.4g信号传输模块2还包括sim卡单元，sim卡单元主要为了完成运行商的网络接入。4g信号传输模块2还包括sd卡单元,sd卡单元用于当需要对数据进行整包发送的时候，sd卡单元可以对数据进行整包存储。如图中所示，还包括启动单元、复位单元、usb单元、网络单元和工作单元等，以用于实现4g信号传输模块的启动、复位和数据存储、传输等功能。
32.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。