一种基于NB和蓝牙通讯的网关电路的制作方法

本实用新型涉及蓝牙设备技术领域和nb设备技术领域,具体涉及一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路。

背景技术：

近年来，随着经济的发展，基于无线蓝牙技术的数码通讯设备越来越多，诸如具有蓝牙功能的手机、平板电脑、可穿戴式智能设备越来越深入到日常生活中。由于低功耗，低成本以及兼容性强等特点，低功耗蓝牙技术已在多个领域中获得了广泛研究和应用，如消息推送，室内定位以及无线传感器网络等。在室内定位等领域中，通常需要在一个区域内部署多个电池供电的低功耗蓝牙标签来实现特定功能。但是在实际应用中，电池电量耗尽等情况经常发生，需要维护人员定期到现场维护；但这样做不仅效率低下，还增加了系统的维护成本。

nb全称为nb-iot(narrowbandinternetofthings，窄带物联网)。nb-iot是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。nb-iot聚焦于低功耗广覆盖(lpwa)物联网(iot)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。nb-iot使用license频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路，支持以太网、wifi两种常用的网络连接方式，还支持低功耗广域网技术nb-iot，极大地提高了网关的工作效率。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路，包括主控芯片、蓝牙电路、电源电路、用户通信接口电路、nb电路，所述主控芯片分别连接所述蓝牙电路、电源电路、用户通信接口电路和nb电路。

进一步地，所述蓝牙电路包括蓝牙芯片、射频电路、天线电路、复位电路、晶体振荡器、flash电路，所述天线电路通过所述射频电路与蓝牙芯片连接，所述蓝牙芯片分别与所述复位电路、晶体振荡器和flash电路连接。

进一步地，所述蓝牙芯片与所述nb电路连接。

进一步地，所述电源电路包括电源管理电路和电池，所述电池通过电源管理电路连接所述主控芯片。

进一步地，所述用户通信接口电路包括串口通信接口电路、以太网通信接口电路、wifi通信接口电路，所述串口通信接口电路、以太网通信接口电路、wifi通信接口电路分别连接所述主控芯片。

进一步地，所述主控芯片包括第一至第十二电容c1-c12、第一至第四电阻r1-r4、第一芯片u1、第二芯片u2；所述蓝牙芯片包括第四芯片u4、第二电感l2、第六电感l6、第十三至第十六电容c13-c16，所述第四芯片u4为低功耗蓝牙芯片；所述射频电路包括第三至第五电感l3-l5、第六电容c6和第二十六电阻r26；所述天线电路包括pcb板载蓝牙天线rf1；所述复位电路包括第二电容c2和第二十二电阻r22；所述晶体振荡器包括无源晶振y1、x1；所述flash电路包括第三芯片u3、第二十三至第二十五电阻r23-r25和第七电容c7，所述第三芯片u3为flash芯片；所述电源管理电路包括第八芯片u8、第二十四至第二十七电容c24-c27；所述nb电路包括第九芯片u9、第二十电容c20、第二十一电容c21；所述串口通信接口电路包括第十芯片u10、第三十一电容c31、第三十二电容c32、第七至第十一电阻r7-r11、第四二极管d4、第二三极管q2；所述以太网接口电路包括第五芯片u5、第六芯片u6、第十二至第二十一电阻r12-r21、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第三十三至第三十九电容c33-c39、第四十二至第四十六电容c42-c46；所述wifi通信接口电路包括第七芯片u7、第二十九至第三十二电阻r29-r32。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型结构简单，便携性高，成本低廉，选用的功能电路已成熟规模化量产，采用了arm内核的stm32f103微控制器作为网关的主控芯片，并以主控芯片为核心设计了串口、以太网、wifi通信接口电路和蓝牙、nb-iot电路。其中，蓝牙电路中采用了蓝牙芯片da14580_qfn40，极大地提高了低功耗蓝牙信号覆盖范围。此外，设计了外部直流电源供电方式，方便用户使用。

附图说明

图1为本实用新型一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路的结构连接图。

图2为主控芯片的放大电路连接图。

图3为蓝牙芯片的放大电路连接图。

图4为射频电路和天线电路的放大电路连接图。

图5为复位电路的放大电路连接图。

图6为晶体振荡器的放大电路连接图。

图7为flash电路的放大电路连接图。

图8为电源管理电路的放大电路连接图。

图9为串口通信接口电路的放大电路连接图。

图10为以太网通信接口电路的放大电路连接图。

图11为wifi通信接口电路的放大电路连接图。

图12为nb电路的放大电路连接图。

附图中，主控芯片1、蓝牙电路2、蓝牙芯片21、射频电路22、天线电路23、复位电路24、晶体振荡器25、flash电路26、电源电路3、电源管理电路31、电池32、用户通信接口电路4、串口通信接口电路41、以太网通信接口电路42、wifi通信接口电路43、nb电路5。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路，包括主控芯片1、蓝牙电路2、电源电路3、用户通信接口电路4、nb电路5，主控芯片1分别连接蓝牙电路2、电源电路3、用户通信接口4电路和nb电路5。

本实施例中，蓝牙电路包括蓝牙芯片21、射频电路22、天线电路23、复位电路24、晶体振荡器25、flash电路26，天线电路23通过射频电路22与蓝牙芯片21连接，蓝牙芯片21分别与复位电路24、晶体振荡器25和flash电路26连接。

本实施例中，蓝牙芯片21与nb电路5连接。

本实施例中，电源电路包3括电源管理电路31和电池32，电池32通过电源管理电路31连接主控芯片1。

本实施例中，用户通信接口电路4包括串口通信接口电路41、以太网通信接口电路42、wifi通信接口电路43，串口通信接口电路41、以太网通信接口电路42、wifi通信接口电路43分别连接主控芯片1。

如图2所示，主控芯片包括第一至第十二电容c1-c12、第一至第四电阻r1-r4、第一芯片u1、第二芯片u2。本实施例中，第一芯片采用stm32f103vet6，第二芯片采用sp706，第一至第三电容c1-c3、第七电容c7、第十电容c10、第十一电容c11大小均为0.01uf，第四电容c4大小为10uf，第五电容c5和第六电容c6大小均为22pf，第八电容c8和第九电容c9大小均为10pf，第十二电容c12大小为0.1uf，第一至第四电阻r1-r4大小均为10k。

如图3所示，蓝牙芯片包括第四芯片u4、第二电感l2、第六电感l6、第十三至第十六电容c13-c16，第四芯片u4为低功耗蓝牙芯片。本实施例中，第四芯片u4为蓝牙芯片，采用da14580_qfn40，第十三电容c13和第十五电容c15大小为100nf/16v±10％，第十四电容c14大小为12pf/16v±10％，第十六电容c16大小为1uf/10v/±10％，第二电感l2为120ω±25％@100mhz200ma的gz1005121tf，第六电感l6大小为2.2uh/±20％。

如图4所示，射频电路包括第三至第五电感l3-l5、第六电容c6，第二十六电阻r26，天线电路包括pcb板载蓝牙天线rf1，本实施例中，第三电感l3大小为3.3nh/±0.1nh，第四电感l4大小为7.5nh/±0.3nh的lqp15mn3n9b02d，第六电容c6大小为1pf/50v/±0.1pf的grm155c1h1r0ba01d，第二十六电阻r26为0ω±5％。

如图5所示，复位电路包括第二电容c2和第二十二电阻r22。本实施例中，第二电容c2大小为1nf/50v/±10％，第二十二电阻r22大小为10k/±5％ω。

如图6所示，晶体振荡器采用y1sx20y016000b91t(无源16m)、x1采用7rc32768f12uc(无源32768hz)。

如图7所示，flash电路包括第三芯片u3、第二十三至第二十五电阻r23-r25、第七电容c7。本实施例中，第三芯片u3为flash芯片，第七电容c7大小为100nf/16v/±10％，第二十三至第二十五电阻r23-25大小均为1k/±5％ω。

如图8所示，电源管理电路包括第八芯片u8、第二十四至第二十七电容c24-c27。本实施例中，第八芯片u8采用ams1085-5，第二十四电容c24大小为10uf，第二十五电容c25和第二十六电容c26大小均为104，第二十七电容c27大小为220uf。

如图9所示，串口通信接口电路包括第十芯片u10、第三十一电容c31、第三十二电容c32、第七至第十一电阻r7-r11、第四二极管d4、第二三极管q2。本实施例中，第十芯片u10采用cp2102，第三十一电容c31大小为104，第三十二电容c32大小为1uf，第七电阻r7大小为4k7，第八电阻r8、第十电阻r10和第十一电阻r11大小均为1k，第九电阻r9大小为10k，第四二极管d4采用1n4148。

如图10所示，以太网接口电路包括第五芯片u5、第六芯片u6、第十二至第二十一电阻r12-r21、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第三十三至第三十九电容c33-c39、第四十二至第四十六电容c42-c46。本实施例中，第五芯片u5采用lan8720a，第六芯片u6采用rj45，第十二电阻r12、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28大小均为510r，第十三电阻r13、第十九电阻r19、第二十电阻r20大小均为10k，第十五至第十八电阻r15-r18大小均为49.9r，第二十一电阻r21大小为1m，第三十三电容c33大小为10uf，第三十四至第三十七电容c34-c37大小均为104，第三十八电容c38、第三十九电容c39大小均为22，第四十二电容c42大小为223，第四十三至第四十六电容c43-c46大小均为10。

如图11所示，wifi通信接口电路包括第七芯片u7、第二十九至第三十二电阻r29-r32。本实施例中，第七芯片u7采用esp8266，第二十九至第三十二电阻r29-r32大小均为1k。

如图12所示，nb电路包括第九芯片u9、第二十电容c20、第二十一电容c21。本实施例中，第九芯片u9采用usr_nb75，第二十电容c20大小为220uf/16v，第二十一电容c21大小为100nf。

本实施例结构简单，便携性高，成本低廉，选用的功能电路已成熟规模化量产，采用了arm内核的stm32f103微控制器作为网关的主控芯片，并以主控芯片为核心设计了串口、以太网、wifi通信接口电路和蓝牙、nb-iot电路。其中，蓝牙电路中采用了蓝牙芯片da14580_qfn40，极大地提高了低功耗蓝牙信号覆盖范围。此外，设计了外部直流电源供电方式，方便用户使用。

本实用新型一种基于nb和蓝牙通讯的网关电路的具体实施，可能涉及到实用软件，但所使用的软件均是本领域技术人员最常用的软件，并且，并非专利申请权利要求所要保护的范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。