智慧城市网络节点通讯系统的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，涉及一种网络节点通讯系统，尤其涉及一种智慧城市网络节点通讯系统。

背景技术：

为了发展智慧城市以及地下智能管网技术,给城市带来便捷管理,需要给城市部署网络传感器。由于有些传感器的应用环境限制以及信号传递的问题，需要解决功耗以及信号穿透的问题。然而，目前的设备无法很好地实现上述过程。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的网络节点通讯方式，以便克服现有通讯方式存在的上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智慧城市网络节点通讯系统，可实现各个网络节点低功耗通讯。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种智慧城市网络节点通讯系统，所述网络节点通讯系统包括若干节点，至少一节点为主节点、至少一节点为从节点；

各节点均包括电源及电源管理电路、MCU、GPRS模块或/和BDS模块、网络通讯总线、震动传感器、超低功耗无线数据模块，组成的一个完整系统，整个系统密闭在塑料容器中；

电源及电源管理电路包含电池、稳压器LDO以及可控制的电源开关；其中，电池BAT3是系统主要工作电源，为太阳能电池，第三十九电容C39、第四十电容C40、第三十八电容C38和第六芯片U6构成的电源电路给MCU提供不间断的供电；

电池BAT3的正极VCC连接第六芯片U6的输入端口、第三十九电容C39的正极、第四十电容C40的正极，第六芯片U6的输入端口连接第三十八电容C38的正极，第三十九电容C39的负极、第四十电容C40的负极、第三十八电容C38的负极、电池BAT3的负极接地；

由第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十九电容C49、第四十二电容C42、第四十八电容C48、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第三十七电阻R37、第三十六电阻R36、第三十八电阻R38、第二二极管D2、第一电感L1及第七芯片U7组成的可控DCDC给数据通讯模块提供可关断的电源，控制信号来自MCU的GPS_S通过第三十七电阻R37给到第七芯片U7的第三脚EN控制端口；

电池BAT3的正极连接第四十三电容C43的正极、第四十四电容C44的正极、第四十五电容C45的正极、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通过第三十七电阻连接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口连接第四十二电容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口连接第四十二电容C42的第二端、第二二极管D2的负极、第一电感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二极管D2的正极接地；第一电感L1的第二端连接第四十八电容C48的第一端、第三十六电阻R36的第一端、第四十六电容C46的正极、第四十七电容C47的正极；第七芯片U7的FB端口连接第四十八电容C48的第二端、第三十六电阻R36的第二端、第三十八电阻R38的第一端，第三十八电阻R38的第二端接地；

所述MCU包括第一芯片U1、第一高低频晶振OSC1、第二高低频晶振OSC2、掉电监测芯片U2、辅助电池BAT1、若干电阻、若干电容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采样，以及电池电压检测、断线检测、机械运动检测动作控制能力；其中，第十七电阻R17、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二MOS管M2组成的电路用来采集主电池的电压情况，用来评估剩余电量；采集结束后关断第二MOS管M2避免电路额外的功耗电流；通过P1口用来调试以及灌程序；

所述数据通讯模块包括SIM卡电路、通讯电路；SIM卡电路包括第三芯片U3、第二十电容C20、第十六电容C16、第二十一电容C21、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十二电容C22；

通讯电路包括第五芯片U5、第一二极管D1、第一LED灯LED1、第三十三电容C33、第三十二电容C32、第三十一电容C31、第三十五电容C35、第三十四电容C34、第三十七电容C37、第三十六电容C36、第四十一电容C41、第二十九电容R29、第三十电容R30、第三十一电容R31、第三十二电容R32、第三十三电容R33以及天线ANT1 BT-ANT；主要负责MCU和云端的数据通讯，必要的时候开启，通讯完毕关闭；

第一二极管D1的负极连接第三十三电容C33的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十一电容C31的第一端、第三十五电容C35的正极、第三十四电容C34的正极、第五芯片U5，第三十三电容C33的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十一电容C31的第二端、第三十五电容C35的负极、第三十四电容C34的负极接地；

所述网络通讯总线包括第四芯片U4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十八电阻R28、第二十七电容C27、第二十九电容C29、第二十八电容C28、第三十电容C30、第三MOS管M3以及网络变压器B2；主要提供数据信号方式的转换，实现低功耗高隔离，提高产品的可靠性和IPI等级；第二十电阻R20充当终端设备电阻，第十八电阻R18、第十九电阻R19是一个可设置的终端电阻，由配置决定带负载电阻还是不带负载电阻；

震动传感器包括第五十一退偶电容C51、第五十二退偶电容C52、第四十三电阻R43、第四十二电阻R42以及传感器U1，主要作用是在产品感知到大的震动以及产品翻转时及时通过中断唤醒MCU，让MCU处理告警信号通知云端；震动传感器使用半导体加速度倾角传感器；

超低功耗无线数据模块包括第十芯片U10、第九芯片U9、第十一芯片U11以及第九电容C9、第五十电容C50、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第五十八电容C58、第五十九电容C59、第六十电容C60、第六十一电容C61、第六十二电容C62、第六十三电容C63、第六十四电容C64、第六十五电容C65、第六十六电容C66、第六十七电容C67、第六十八电容C68、第六十九电容C69、第七十电容C70、第七十一电容C71、第七十二电容C72、第七十三电容C73、第七十四电容C74、第七十五电容C75、第七十六电容C76、第七十七电容C77、第七十八电容C78、第七十九电容C79、第八十电容C80、第八十一电容C81、第八十二电容C82、第八十三电容C83、第八十四电容C84、第八十五电容C85、第八十六电容C86、第八十七电容C87、第八十八电容C88、第八十九电容C89，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13、第十四电感L14、第十五电感L15，第三高低频晶振OSC3，第二电阻R2、第三电阻R3、第三十九电阻R39、第四十电阻R40；

第十芯片U10连接第四电感L4的第一端、第三电感L3的第一端，第四电感L4的第二端接地，第三电感L3的第二端连接第五十四电容C54的第一端、第五十电容C50的第一端；第五十四电容C54的第二端接地，第五十电容C50的第二端通过第二电阻R2、第五十三电容C53连接第九芯片U9；

第十芯片U10连接第八电感L8的第一端、第六十四电容C64的第一端、第六十电容C60的第一端，第八电感L8的第二端连接第十电感L10的第一端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端，第六十四电容C64的第二端接地，第六十电容C60的第二端连接第五电感L5的第一端；第五电感L5的第二端连接第六十一电容C61的第一端、第六电感L6的第一端、第五十七电容C57的第一端；第六十一电容C61的第二端接地，第六电感L6的第二端、第五十七电容C57的第二端、第五十八电容C58的第一端、第七电感L7的第一端连接第六十二电容C62的第一端，第六十二电容C62的第二端接地；第九芯片U9连接第五十八电容C58的第二端、第七电感L7的第二端、第六十三电容C63的第一端，第六十三电容C63的第二端接地；

第十芯片U10连接第九电感L9的第一端，第九电感L9的第二端连接第七十五电容C75的第一端、第七十电容C70的第一端，第七十五电容C75的第二端接地；第七十电容C70的第二端连接第十一电感L11的第一端；第十一电感L11的第二端连接第七十一电容C71的第一端、第十二电感L12的第一端、第六十七电容C67的第一端，第七十一电容C71的第二端接地；第十二电感L12的第二端、第六十七电容C67的第二端、第十三电感L13的第一端、第六十八电容C68的第一端连接第七十二电容C72的第一端，第七十二电容C72的第二端接地；第十一芯片U11连接第十三电感L13的第二端、第六十八电容C68的第二端、第七十八电容C78的第一端，第七十八电容C78的第二端接地；

第十芯片U10连接第十电感L10的第一端、第八电感L8的第二端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端；第六十五电容C65的第二端、第六十六电容C66的第二端接地；

第十芯片U10连接第十五电感L15的第一端、第八十四电容C84的第一端，第十五电感L15的第二端连接第八十五电容C85的第一端、第八十电容C80的第一端；第八十四电容C84的第二端、第八十五电容C85的第二端接地；第八十电容C80的第二端依次串接第三十九电阻R39、第八十一电容C81连接第十一芯片U11；

第十芯片U10连接第三高低频晶振OSC3的第一管脚、第七十八电容C78的第一端，第三高低频晶振OSC3的第二管脚连接第七十九电容C79的第一端，第三高低频晶振OSC3的第三管脚、第七十八电容C78的第二端、第七十九电容C79的第二端接地；

第九芯片U9连接第二电感L2的第一端、第五十五电容C55的第一端，第二电感L2的第二端连接第五十六电容C56的第一端，第五十五电容C55的第二端、第五十六电容C56的第二端接地；

第十一芯片U11连接第十四电感L14的第一端、第八十二电容C82的第一端，第十四电感L14的第二端连接第八十三电容C83的第一端，第八十二电容C82的第二端、第八十三电容C83的第二端接地。

一种智慧城市网络节点通讯系统，所述网络节点通讯系统包括若干节点，至少一节点为主节点、至少一节点为从节点；

各节点均包括电源及电源管理电路、MCU、GPRS模块或/和BDS模块、网络通讯总线、震动传感器、超低功耗无线数据模块。

作为本实用新型的一种优选方案，如果节点带有传感器网络，节点自动搜集当前时刻的传感器数据主动返回报告；读取传感器数据可以由云端提供参考时间基准以及获取时间设置来达到准同步采集的方式采集；

当从节点需要告警时，从节点MCU通过超低功耗无线模块和主节点超低功耗模块交换数据，主节点负责把从节点和远程数据平台通过自身的超低功耗模块和GPRS模块或/和BDS模块建立数据桥接；

当远程数据平台需要建立通讯时直接由远程数据平台发起数据给主节点，主节点通过超低功耗数据模块唤醒从节点建立数据连接交换数据或进行控制；当从节点还需要桥接其他传感器的时候数据再从网络通讯总线转发转收；产品应用于远程抄表、远程报警传感器、远程环境传感器以及城市阴井盖监控。

作为本实用新型的一种优选方案，电源及电源管理电路包含电池、稳压器LDO以及可控制的电源开关；其中，电池BAT3是系统主要工作电源，为太阳能电池，第三十九电容C39、第四十电容C40、第三十八电容C38和第六芯片U6构成的电源电路给MCU提供不间断的供电；

电池BAT3的正极VCC连接第六芯片U6的输入端口、第三十九电容C39的正极、第四十电容C40的正极，第六芯片U6的输入端口连接第三十八电容C38的正极，第三十九电容C39的负极、第四十电容C40的负极、第三十八电容C38的负极、电池BAT3的负极接地；

由第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十九电容C49、第四十二电容C42、第四十八电容C48、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第三十七电阻R37、第三十六电阻R36、第三十八电阻R38、第二二极管D2、第一电感L1及第七芯片U7组成的可控DCDC给数据通讯模块提供可关断的电源，控制信号来自MCU的GPS_S通过第三十七电阻R37给到第七芯片U7的第三脚EN控制端口；

电池BAT3的正极连接第四十三电容C43的正极、第四十四电容C44的正极、第四十五电容C45的正极、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通过第三十七电阻连接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口连接第四十二电容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口连接第四十二电容C42的第二端、第二二极管D2的负极、第一电感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二极管D2的正极接地；第一电感L1的第二端连接第四十八电容C48的第一端、第三十六电阻R36的第一端、第四十六电容C46的正极、第四十七电容C47的正极；第七芯片U7的FB端口连接第四十八电容C48的第二端、第三十六电阻R36的第二端、第三十八电阻R38的第一端，第三十八电阻R38的第二端接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述MCU包括第一芯片U1、第一高低频晶振OSC1、第二高低频晶振OSC2、掉电监测芯片U2、辅助电池BAT1、若干电阻、若干电容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采样，以及电池电压检测、断线检测、机械运动检测动作控制能力；其中，第十七电阻R17、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二MOS管M2组成的电路用来采集主电池的电压情况，用来评估剩余电量；采集结束后关断第二MOS管M2避免电路额外的功耗电流；通过P1口用来调试以及灌程序。

作为本实用新型的一种优选方案，所述数据通讯模块包括SIM卡电路、通讯电路；SIM卡电路包括第三芯片U3、第二十电容C20、第十六电容C16、第二十一电容C21、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十二电容C22；

通讯电路包括第五芯片U5、第一二极管D1、第一LED灯LED1、第三十三电容C33、第三十二电容C32、第三十一电容C31、第三十五电容C35、第三十四电容C34、第三十七电容C37、第三十六电容C36、第四十一电容C41、第二十九电容R29、第三十电容R30、第三十一电容R31、第三十二电容R32、第三十三电容R33以及天线ANT1 BT-ANT；主要负责MCU和云端的数据通讯，必要的时候开启，通讯完毕关闭；

第一二极管D1的负极连接第三十三电容C33的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十一电容C31的第一端、第三十五电容C35的正极、第三十四电容C34的正极、第五芯片U5，第三十三电容C33的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十一电容C31的第二端、第三十五电容C35的负极、第三十四电容C34的负极接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述网络通讯总线包括第四芯片U4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十八电阻R28、第二十七电容C27、第二十九电容C29、第二十八电容C28、第三十电容C30、第三MOS管M3以及网络变压器B2；主要提供数据信号方式的转换，实现低功耗高隔离，提高产品的可靠性和IPI等级；第二十电阻R20充当终端设备电阻，第十八电阻R18、第十九电阻R19是一个可设置的终端电阻，由配置决定带负载电阻还是不带负载电阻。

作为本实用新型的一种优选方案，震动传感器包括第五十一退偶电容C51、第五十二退偶电容C52、第四十三电阻R43、第四十二电阻R42以及传感器U1，主要作用是在产品感知到大的震动以及产品翻转时及时通过中断唤醒MCU，让MCU处理告警信号通知云端；震动传感器使用半导体加速度倾角传感器。

作为本实用新型的一种优选方案，超低功耗无线数据模块包括第十芯片U10、第九芯片U9、第十一芯片U11以及第九电容C9、第五十电容C50、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第五十八电容C58、第五十九电容C59、第六十电容C60、第六十一电容C61、第六十二电容C62、第六十三电容C63、第六十四电容C64、第六十五电容C65、第六十六电容C66、第六十七电容C67、第六十八电容C68、第六十九电容C69、第七十电容C70、第七十一电容C71、第七十二电容C72、第七十三电容C73、第七十四电容C74、第七十五电容C75、第七十六电容C76、第七十七电容C77、第七十八电容C78、第七十九电容C79、第八十电容C80、第八十一电容C81、第八十二电容C82、第八十三电容C83、第八十四电容C84、第八十五电容C85、第八十六电容C86、第八十七电容C87、第八十八电容C88、第八十九电容C89，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13、第十四电感L14、第十五电感L15，第三高低频晶振OSC3，第二电阻R2、第三电阻R3、第三十九电阻R39、第四十电阻R40；

第十芯片U10连接第四电感L4的第一端、第三电感L3的第一端，第四电感L4的第二端接地，第三电感L3的第二端连接第五十四电容C54的第一端、第五十电容C50的第一端；第五十四电容C54的第二端接地，第五十电容C50的第二端通过第二电阻R2、第五十三电容C53连接第九芯片U9；

第十芯片U10连接第八电感L8的第一端、第六十四电容C64的第一端、第六十电容C60的第一端，第八电感L8的第二端连接第十电感L10的第一端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端，第六十四电容C64的第二端接地，第六十电容C60的第二端连接第五电感L5的第一端；第五电感L5的第二端连接第六十一电容C61的第一端、第六电感L6的第一端、第五十七电容C57的第一端；第六十一电容C61的第二端接地，第六电感L6的第二端、第五十七电容C57的第二端、第五十八电容C58的第一端、第七电感L7的第一端连接第六十二电容C62的第一端，第六十二电容C62的第二端接地；第九芯片U9连接第五十八电容C58的第二端、第七电感L7的第二端、第六十三电容C63的第一端，第六十三电容C63的第二端接地；

第十芯片U10连接第九电感L9的第一端，第九电感L9的第二端连接第七十五电容C75的第一端、第七十电容C70的第一端，第七十五电容C75的第二端接地；第七十电容C70的第二端连接第十一电感L11的第一端；第十一电感L11的第二端连接第七十一电容C71的第一端、第十二电感L12的第一端、第六十七电容C67的第一端，第七十一电容C71的第二端接地；第十二电感L12的第二端、第六十七电容C67的第二端、第十三电感L13的第一端、第六十八电容C68的第一端连接第七十二电容C72的第一端，第七十二电容C72的第二端接地；第十一芯片U11连接第十三电感L13的第二端、第六十八电容C68的第二端、第七十八电容C78的第一端，第七十八电容C78的第二端接地；

第十芯片U10连接第十电感L10的第一端、第八电感L8的第二端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端；第六十五电容C65的第二端、第六十六电容C66的第二端接地；

第十芯片U10连接第十五电感L15的第一端、第八十四电容C84的第一端，第十五电感L15的第二端连接第八十五电容C85的第一端、第八十电容C80的第一端；第八十四电容C84的第二端、第八十五电容C85的第二端接地；第八十电容C80的第二端依次串接第三十九电阻R39、第八十一电容C81连接第十一芯片U11；

第十芯片U10连接第三高低频晶振OSC3的第一管脚、第七十八电容C78的第一端，第三高低频晶振OSC3的第二管脚连接第七十九电容C79的第一端，第三高低频晶振OSC3的第三管脚、第七十八电容C78的第二端、第七十九电容C79的第二端接地；

第九芯片U9连接第二电感L2的第一端、第五十五电容C55的第一端，第二电感L2的第二端连接第五十六电容C56的第一端，第五十五电容C55的第二端、第五十六电容C56的第二端接地；

第十一芯片U11连接第十四电感L14的第一端、第八十二电容C82的第一端，第十四电感L14的第二端连接第八十三电容C83的第一端，第八十二电容C82的第二端、第八十三电容C83的第二端接地。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的智慧城市网络节点通讯系统，可实现各个网络节点低功耗通讯。本实用新型设备主从一体，使用的时候分主设备和从设备，主设备负责通过GPRS/BDS数据模块连接网络数据平台，从节点通过低功耗数据通道和主设备进行数据交换。

附图说明

图1为本实用新型智慧城市网络节点通讯系统的组成示意图。

图2为电源及电源管理电路的电路示意图。

图3为MUC部分的电路示意图。

图4为数据通讯模块的电路示意图。

图5为网络通讯总线的电路示意图。

图6为震动传感器的电路示意图。

图7为超低功耗无线数据模块的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种智慧城市网络节点通讯系统，所述网络节点通讯系统包括若干节点，至少一节点为主节点、至少一节点为从节点。

各节点均包括电源及电源管理电路1、MCU 2、数据通讯模块3、网络通讯总线4、震动传感器5、超低功耗无线数据模块6，组成的一个完整系统，整个系统密闭在塑料容器中。数据通讯模块3包括GPRS模块或/和BDS模块。

当震动传感器电路检测到状态发生改变的时候，主节点MCU把告警编码通过GPRS模块或/和BDS模块发送到远端大数据平台，MCU每小时自动对电池电压检测，并评估剩余电量，如果电量充足，那在发送周期间隔唤醒时间发送当前电量，否则及时开启数据通讯模块告知大数据平台需要更换。

当周期唤醒时间到达，系统首先检查是否有短信指令，如果有首先处理，其次主动连接到远程数据平台，如数据平台有指令执行指令，没有就递交周期报告；

如果节点带有传感器网络，节点自动搜集当前时刻的传感器数据主动返回报告；读取传感器数据可以由云端提供参考时间基准以及获取时间设置来达到准同步采集的方式采集。

当从节点需要告警时，从节点MCU通过超低功耗无线模块和主节点超低功耗模块交换数据，主节点负责把从节点和远程数据平台通过自身的超低功耗模块和GPRS模块或/和BDS模块建立数据桥接。

当远程数据平台需要建立通讯时直接由远程数据平台发起数据给主节点，主节点通过超低功耗数据模块唤醒从节点建立数据连接交换数据或进行控制；当从节点还需要桥接其他传感器的时候数据再从网络通讯总线转发转收；产品应用于远程抄表、远程报警传感器、远程环境传感器以及城市阴井盖监控。

请参阅图2，电源及电源管理电路包含电池、稳压器LDO(包括第六芯片U6)以及可控制的电源开关(包括第七芯片U7)；其中，电池BAT3是系统主要工作电源，为太阳能电池，第三十九电容C39、第四十电容C40、第三十八电容C38和第六芯片U6构成的电源电路给MCU提供不间断的供电。

电池BAT3的正极VCC连接第六芯片U6的输入端口、第三十九电容C39的正极、第四十电容C40的正极，第六芯片U6的输入端口连接第三十八电容C38的正极，第三十九电容C39的负极、第四十电容C40的负极、第三十八电容C38的负极、电池BAT3的负极接地。

由第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十九电容C49、第四十二电容C42、第四十八电容C48、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第三十七电阻R37、第三十六电阻R36、第三十八电阻R38、第二二极管D2、第一电感L1及第七芯片U7组成的可控DCDC给数据通讯模块提供可关断的电源，控制信号来自MCU的GPS_S通过第三十七电阻R37给到第七芯片U7的第三脚EN控制端口。

电池BAT3的正极连接第四十三电容C43的正极、第四十四电容C44的正极、第四十五电容C45的正极、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通过第三十七电阻连接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口连接第四十二电容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口连接第四十二电容C42的第二端、第二二极管D2的负极、第一电感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二极管D2的正极接地；第一电感L1的第二端连接第四十八电容C48的第一端、第三十六电阻R36的第一端、第四十六电容C46的正极、第四十七电容C47的正极；第七芯片U7的FB端口连接第四十八电容C48的第二端、第三十六电阻R36的第二端、第三十八电阻R38的第一端，第三十八电阻R38的第二端接地。

请参阅图3，所述MCU包括第一芯片U1、第一高低频晶振OSC1、第二高低频晶振OSC2、掉电监测芯片U2、辅助电池BAT1、若干电阻、若干电容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采样，以及电池电压检测、断线检测、机械运动检测等动作控制能力；其中，第十七电阻R17、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二MOS管M2组成的电路用来采集主电池的电压情况，用来评估剩余电量；采集结束后关断第二MOS管M2避免电路额外的功耗电流；通过P1口用来调试以及灌程序(如图3所示)。

请参阅图4，所述数据通讯模块包括SIM卡电路、通讯电路；SIM卡电路包括第三芯片U3、第二十电容C20、第十六电容C16、第二十一电容C21、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十二电容C22；

通讯电路包括第五芯片U5、第一二极管D1、第一LED灯LED1、第三十三电容C33、第三十二电容C32、第三十一电容C31、第三十五电容C35、第三十四电容C34、第三十七电容C37、第三十六电容C36、第四十一电容C41、第二十九电容R29、第三十电容R30、第三十一电容R31、第三十二电容R32、第三十三电容R33以及天线ANT1 BT-ANT；主要负责MCU和云端的数据通讯，必要的时候开启，通讯完毕关闭。

第一二极管D1的负极连接第三十三电容C33的第一端、第三十二电容C32的第一端、第三十一电容C31的第一端、第三十五电容C35的正极、第三十四电容C34的正极、第五芯片U5，第三十三电容C33的第二端、第三十二电容C32的第二端、第三十一电容C31的第二端、第三十五电容C35的负极、第三十四电容C34的负极接地。

请参阅图5，所述网络通讯总线包括第四芯片U4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第二十电阻R20、第十九电阻R19、第二十四电阻R24、第二十八电阻R28、第二十七电容C27、第二十九电容C29、第二十八电容C28、第三十电容C30、第三MOS管M3以及网络变压器B2；主要提供数据信号方式的转换，实现低功耗高隔离，提高产品的可靠性和IPI等级；第二十电阻R20充当终端设备电阻，第十八电阻R18、第十九电阻R19是一个可设置的终端电阻，由配置决定带负载电阻还是不带负载电阻。

请参阅图6，震动传感器包括第五十一退偶电容C51、第五十二退偶电容C52、第四十三电阻R43、第四十二电阻R42以及传感器U1，主要作用是在产品感知到大的震动以及产品翻转时及时通过中断唤醒MCU，让MCU处理告警信号通知云端；震动传感器使用半导体加速度倾角传感器。

请参阅图7，超低功耗无线数据模块包括第十芯片U10、第九芯片U9、第十一芯片U11以及第九电容C9、第五十电容C50、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第五十八电容C58、第五十九电容C59、第六十电容C60、第六十一电容C61、第六十二电容C62、第六十三电容C63、第六十四电容C64、第六十五电容C65、第六十六电容C66、第六十七电容C67、第六十八电容C68、第六十九电容C69、第七十电容C70、第七十一电容C71、第七十二电容C72、第七十三电容C73、第七十四电容C74、第七十五电容C75、第七十六电容C76、第七十七电容C77、第七十八电容C78、第七十九电容C79、第八十电容C80、第八十一电容C81、第八十二电容C82、第八十三电容C83、第八十四电容C84、第八十五电容C85、第八十六电容C86、第八十七电容C87、第八十八电容C88、第八十九电容C89，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13、第十四电感L14、第十五电感L15，第三高低频晶振OSC3，第二电阻R2、第三电阻R3、第三十九电阻R39、第四十电阻R40。

第十芯片U10连接第四电感L4的第一端、第三电感L3的第一端，第四电感L4的第二端接地，第三电感L3的第二端连接第五十四电容C54的第一端、第五十电容C50的第一端；第五十四电容C54的第二端接地，第五十电容C50的第二端通过第二电阻R2、第五十三电容C53连接第九芯片U9。

第十芯片U10连接第八电感L8的第一端、第六十四电容C64的第一端、第六十电容C60的第一端，第八电感L8的第二端连接第十电感L10的第一端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端，第六十四电容C64的第二端接地，第六十电容C60的第二端连接第五电感L5的第一端；第五电感L5的第二端连接第六十一电容C61的第一端、第六电感L6的第一端、第五十七电容C57的第一端；第六十一电容C61的第二端接地，第六电感L6的第二端、第五十七电容C57的第二端、第五十八电容C58的第一端、第七电感L7的第一端连接第六十二电容C62的第一端，第六十二电容C62的第二端接地；第九芯片U9连接第五十八电容C58的第二端、第七电感L7的第二端、第六十三电容C63的第一端，第六十三电容C63的第二端接地。

第十芯片U10连接第九电感L9的第一端，第九电感L9的第二端连接第七十五电容C75的第一端、第七十电容C70的第一端，第七十五电容C75的第二端接地；第七十电容C70的第二端连接第十一电感L11的第一端；第十一电感L11的第二端连接第七十一电容C71的第一端、第十二电感L12的第一端、第六十七电容C67的第一端，第七十一电容C71的第二端接地；第十二电感L12的第二端、第六十七电容C67的第二端、第十三电感L13的第一端、第六十八电容C68的第一端连接第七十二电容C72的第一端，第七十二电容C72的第二端接地；第十一芯片U11连接第十三电感L13的第二端、第六十八电容C68的第二端、第七十八电容C78的第一端，第七十八电容C78的第二端接地。

第十芯片U10连接第十电感L10的第一端、第八电感L8的第二端、第六十五电容C65的第一端、第六十六电容C66的第一端；第六十五电容C65的第二端、第六十六电容C66的第二端接地。

第十芯片U10连接第十五电感L15的第一端、第八十四电容C84的第一端，第十五电感L15的第二端连接第八十五电容C85的第一端、第八十电容C80的第一端；第八十四电容C84的第二端、第八十五电容C85的第二端接地；第八十电容C80的第二端依次串接第三十九电阻R39、第八十一电容C81连接第十一芯片U11。

第十芯片U10连接第三高低频晶振OSC3的第一管脚、第七十八电容C78的第一端，第三高低频晶振OSC3的第二管脚连接第七十九电容C79的第一端，第三高低频晶振OSC3的第三管脚、第七十八电容C78的第二端、第七十九电容C79的第二端接地。

第九芯片U9连接第二电感L2的第一端、第五十五电容C55的第一端，第二电感L2的第二端连接第五十六电容C56的第一端，第五十五电容C55的第二端、第五十六电容C56的第二端接地；

第十一芯片U11连接第十四电感L14的第一端、第八十二电容C82的第一端，第十四电感L14的第二端连接第八十三电容C83的第一端，第八十二电容C82的第二端、第八十三电容C83的第二端接地。

实施例二

一种智慧城市网络节点通讯系统，所述网络节点通讯系统包括若干节点，至少一节点为主节点、至少一节点为从节点；

各节点均包括电源及电源管理电路、MCU、GPRS模块或/和BDS模块、网络通讯总线、震动传感器、超低功耗无线数据模块；

当震动传感器电路检测到状态发生改变的时候，主节点MCU把告警编码通过GPRS模块或/和BDS模块发送到远端大数据平台，MCU每间隔设定时间自动对电池电压检测，并评估剩余电量，如果电量充足，那在发送周期间隔唤醒时间发送当前电量，否则及时开启数据通讯模块告知大数据平台需要更换；

当周期唤醒时间到达，系统首先检查是否有短信指令，如果有首先处理，其次主动连接到远程数据平台，如数据平台有指令执行指令，没有就递交周期报告。

作为本实用新型的一种优选方案，如果节点带有传感器网络，节点自动搜集当前时刻的传感器数据主动返回报告；读取传感器数据可以由云端提供参考时间基准以及获取时间设置来达到准同步采集的方式采集；

当从节点需要告警时，从节点MCU通过超低功耗无线模块和主节点超低功耗模块交换数据，主节点负责把从节点和远程数据平台通过自身的超低功耗模块和GPRS模块或/和BDS模块建立数据桥接；

当远程数据平台需要建立通讯时直接由远程数据平台发起数据给主节点，主节点通过超低功耗数据模块唤醒从节点建立数据连接交换数据或进行控制；当从节点还需要桥接其他传感器的时候数据再从网络通讯总线转发转收；产品应用于远程抄表、远程报警传感器、远程环境传感器以及城市阴井盖监控。

网络通讯总线通过隔离变压器通讯；网络通讯总线提供对外局部组网的结构，并且网络上的节点传感器可以通过智能井盖的数据通讯模块和远程大数据平台交换数据。

震动传感器的结构，用来实现的的震动探测以及安装方向改变时提主动发送给远程大数据平台告警信息。震动传感器可以使用半导体加速度倾角传感器。

本系统包括一光伏电池，能够给电池分担电力增加电池寿命。超低功耗无线模块可以使用SX1276系列的IC。

本实用新型智慧城市网络节点通讯系统可以用作远程抄表，远程报警传感器，远程环境传感器以及城市阴井盖监控等数据通讯的方法。

实施例三

如图1所示，本实用新型揭示的智慧城市网络节点通讯系统中，节点分主节点和从节点，并主从一体，从节点通过超低功耗模块和主节点交换数据，主节点通过GPRS/BDS模块和远程交换数据的方式。并且远程可以通过主节点和从节点建立通信后通过从节点的网络数据总线获取总线上传感器的数据的能力及方法。

智慧城市网络节点通讯系统包括6个功能部分。分别是1:电源及电源管理电路、2:主控MCU、3:GPRS/BDS数据模块、4:网络通讯总线、5:震动传感器、6:超低功耗无线数据模块，组成的一个完整系统，整个系统密闭在塑料容器中。

当震动传感器电路5检测到状态发生改变的时候，主节点MCU把告警编码通过GPRS/BDS模块发送到远端大数据平台，MCU每小时自动对电池电压检测，并评估剩余电量，如果电量充足，那在发送周期间隔唤醒时间发送当前电量，否则及时开启数据通讯模块告知大数据平台需要更换。当周期唤醒时间到达，系统首先检查是否有短信指令，如果有首先处理，其次主动连接到远程数据平台，如数据平台有指令执行指令，没有就递交周期报告。如果节点带有传感器网络，节点自动搜集当前时刻的传感器数据主动返回报告。读取传感器数据可以由云端提供参考时间基准以及获取时间设置来达到准同步采集的方式采集。当从节点需要告警时，从节点MCU通过超低功耗无线模块和主节点超低功耗模块交换数据，主节点负责把从节点和远程数据平台通过自身的超低功耗模块和GPRS/BDS模块建立数据桥接。当远程数据平台需要建立通讯时直接由远程数据平台发起数据给主节点，主节点通过超低功耗数据模块唤醒从节点建立数据连接交换数据或进行控制。当从节点还需要桥接其他传感器的时候数据再从网络通讯总线转发转收。产品可以应用于远程抄表，远程报警传感器，远程环境传感器以及城市阴井盖监控等。

电源及电源管理电路包含了电池、LDO以及可以控制的电源开关。其中电池BAT2是系统主要工作电源,电容C39 C40 C38和U6构成的电源电路给MCU提供不间断的供电。由电容C43 C44 C45 C49 C42 C48 C46 C47电阻R37 R36 R38二极管D2电感L1及U7组成的可控DCDC给GPRS数据模块提供可关断的电原，控制信号来自MCU的GPS_S通过R37给到U7的3脚EN控制端口。电路自带可选的BAT3(太阳能电池),提供更长的待机时间。

MCU由图3的U1以及高低频晶振OSC1 OSC2掉电监测U2辅助电池BAT1以及其他若干电阻电容等附件组成，主要提供串口ISP同步串口以及AD采样，以及电池电压检测、断线检测、机械运动检测动作控制能力。其中R17 R21 R22 R23 M2组成的电路用来采集主电池的电压情况，用来评估剩余电量。采集结束后关断M2避免电路额外的功耗电流。通过P1口用来调试以及灌程序。

GPRS数据模块由C20 C16 C21 C23 C24 C25 C26 C22 U3组成的SIM卡电路以及由D1 LED1 C33 C32 C31 C35 C34 C37 C36 C41 R29 R30 R31 R32 R33以及天线ANT1 BT-ANT和模块本身U5组成。主要负责MCU和云端的数据通讯，必要的时候开启，通讯完毕关闭。

网络通讯总线由芯片U4电阻R15 R16 R18 R20 R19 R24 R28电容C27 C29 C28 C30 MOS M3以及网络变压器B2组成。主要提供数据信号方式的转换，主要特点是低功耗高隔离，可以提高产品的可靠性和IPI等级。R20充当了终端设备电阻，R18 R19是一个可设置的终端电阻，可以由配置决定带负载电阻还是不带负载电阻。

震动传感器由退偶电容C51 C52电阻R43 R42以及传感器U1组成，主要作用是在产品感知到大的震动以及产品翻转时及时通过中断唤醒MCU，让MCU处理告警信号通知云端。

超低功耗无线数据模块，由U1 U9 U11以及C9 C50 C53 C54 C55 C56 C57 C58 C59 C60 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67 C68 C69 C70 C71 C72 C73 C74 C75 C76 C77 C78 C79 C80 C81 C82 C83 C84 C85 C86 C87 C88 C89，L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 R2 R3 R39 R40组成。

综上所述，本实用新型提出的智慧城市网络节点通讯系统，可实现各个网络节点低功耗通讯。本实用新型设备主从一体，使用的时候分主设备和从设备，主设备负责通过GPRS/BDS数据模块连接网络数据平台，从节点通过低功耗数据通道和主设备进行数据交换。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。