一种具有设备调试功能的手持式物联网信号分析仪的制作方法

本实用新型涉及一种物联网信号分析仪，具体地说，是涉及一种具有设备调试功能的手持式物联网信号分析仪。

背景技术：

在物联网技术越发成熟的今天，已经有大量的物联网产品从市场上涌现出来。物联网电表、水表等智能设备已经进入了人们的视野中，与老百姓的生活息息相关，而这些设备想要通过网络远程上报与接收数据，就离不开nb-iot信号，通常施工人员在安装设备时，需要在当前位置对nb-iot信号强度进行检测，判断是否满足安装要求，而市场上现有的nb-iot信号分析仪功能单一：只能检测一家运行商的信号；便携度差：体积庞大，不易携带；操作繁琐：施工人员需要进行专业培训才能使用。。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有设备调试功能的手持式物联网信号分析仪，主要解决现有技术中信号分析仪只能做到测试单家运营商，并无与物联网设备直接通信功能的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有设备调试功能的手持式物联网信号分析仪，包括用于检测nb-iot信号的主控mcu，以及均与主控mcu相连的pcb载波计算天线电路、红外发射和接收放大电路、lcd屏幕显示电路、蓝牙通信模块、按键控制电路和3路sim卡通信电路；所述sim卡通信电路包括与主控mcu相连的智能sim逻辑开关、sim卡座及sim卡芯片；所述sim逻辑开关包括型号为sn74cbtlv3125d-soic14的芯片u2，一端与芯片u2的第14引脚相连且另一端接地的电容c25，一端与芯片u2的vcc引脚相连的电阻r22，一端与电阻r22另一端相连且另一端与主控mcu相连的电阻r20，以及一端分别对应连接芯片u2的第5、9、12引脚且另一端接地的电容c15、c16、c17；其中，芯片u2的其他引脚与主控mcu对应的功能引脚相连。

进一步地，其特征在于，所述主控mcu的型号为ctm203。

进一步地，所述pcb载波计算天线电路包括与主控mcu的nb_ant引脚相连的电容c5、电阻r6，与电阻r6的另一端相连的电容c1、c12、及连接接口con1，并联后与电容c12另一端相连的电阻r21、r11，并联后与电容c12另一端相连的电阻r5、r34，并联后一端与电阻r21、r11并联后另一端相连的电阻r33、r18，以及一端与电阻r33、r18并联后另一端相连且另一端接地的电容c35；其中，电容c5的另一端、电容c1另一端、连接接口con1的其余两个接口均接地；电阻r5、r34并联后的另一端与电容c35、电阻r33、电阻r18的公共端相连。

进一步地，所述红外发射和接收放大电路包括与主控mcu的vbat_nb引脚相连的电阻r40，集电极与电阻r40的另一端相连的三极管q4，与三极管q4的基极相连的电阻r39，一端与电阻r39另一端相连且另一端与三极管q4的发射极相连的电阻r41，一端与三极管q4的发射极相连且另一端接地的电阻r43，集电极与电阻r39、电阻r41的公共端相连的三极管q5，与三极管q5的基极相连的电阻r38，负极与电阻r38的另一端相连的二极管d2，与二极管d2的正极相连的电阻r35，一端与电阻r35的另一端相连且另一端接地的电容c8，集电极与二极管d2的负极相连且发射极接地的三极管q3，以及与三级管q3的基极相连的电阻r37；其中，三极管q4的集电极、发射极还分别与主控mcu的ir_rx引脚、ir_sel引脚对应相连，电阻r35、电容c8的公共端、及三级管q5的发射极均与主控mcu的vbat_nb引脚相连，电阻r37的另一端与主控mcu的ir_tx引脚相连。

进一步地，所述lcd屏幕显示电路包括源极与主控mcu的vbat_nb引脚相连的mos管u1，一端与mos管u1的源极相连且另一端接地的电容c29，并联后一端与mos管u1的源极相连且另一端与mos管u1的栅极相连的电阻r32、电容c30，连接于mos管u1的源极与漏极之间的电阻r27，一端与mos管u1的漏极相连且另一端接地的电容c28，与mos管u1的栅极相连的电阻r31，集电极与电阻r31另一端相连且发射极接地的三极管q2，一端与三极管q2的基极相连且另一端与主控mcu的lcd_en的引脚相连的电阻r30，以及第5引脚与mos管u1的漏极相连的lcd屏幕；其中，lcd屏幕的第7～12引脚分别与主控mcu的vdd_lcd、spi_sck、spi_sdi、rs、vcd_rst、cs引脚对应相连，lcd屏幕的第5引脚也与主控mcu的vdd_lcd相连。

进一步地，所述按键控制电路包括插座接口j5，分别对应插座接口j5的1～5引脚相连的电阻r17、r19、r23、r24、r25，以及与电阻r17、r19、r23、r24、r25另一端均相连的电容c6、电阻r4；其中，电阻r4的另一端与主控mcu的vbat_nb引脚相连，电容c6的另一端接地，电容c6、电阻r4的公共端与主控mcu的button_adc引脚相连。

进一步地，所述蜂鸣电路还包括与主控mcu相连的蜂鸣电路，该电路包括与主控mcu的vbat_nb引脚相连的电阻r28，与电阻r28另一端相连的蜂鸣器b1，并联于蜂鸣器b1两端的二极管d1,集电极与蜂鸣器b1的另一端相连且发射极接地的三极管q1，以及一端与三极管q1的基极相连且另一端与主控mcu的bzz_on引脚相连的电阻r29。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过集成3路sim卡通信电路，解决了现有的nb-iot信号分析仪功能单一、兼容性差的问题。能够同时查询移动、联通、电信三家运营商的信号强度，使分析仪能够与智能水表等设备直接通信。实现不需要换机换卡便可查询移动、联通、电信三家运营商的信号强度，实现对物联网设备的参数进行配置与修改。

(2)本实用新型体积小，方便携带，采用低功耗的nb模组，单机便可检测三家运营商信号，能实时获取信号强度值并实时显示。此设备还能通过红外探头与智能水表等设备建立通信，对各项参数进行配置，大大的提升了工作人员的安装与调试的效率。

附图说明

图1为本实用新型-实施例的信号分析仪外形结构示意图。

图2为本实用新型-实施例中主控mcu电路图。

图3为本实用新型-实施例中蓝牙通信模块电路图。

图4为本实用新型-实施例中pcb载波计算天线电路图。

图5为本实用新型-实施例中lcd屏幕显示电路图。

图6为本实用新型-实施例中红外发射和接收放大电路图。

图7为本实用新型-实施例中按键控制电路图。

图8为本实用新型-实施例中蜂鸣电路图。

图9为本实用新型-实施例中第一路sim卡通信电路的智能sim逻辑开关电路图。

图10为本实用新型-实施例中第一路sim卡通信电路的sim卡座。

图11为本实用新型-实施例中第一路sim卡通信电路的sim卡芯片。

图12为本实用新型-实施例中第二路sim卡通信电路的智能sim逻辑开关电路图。

图13为本实用新型-实施例中第二路sim卡通信电路的sim卡座。

图14为本实用新型-实施例中第二路sim卡通信电路的sim卡芯片。图15

图15为本实用新型-实施例中第三路sim卡通信电路的智能sim逻辑开关电路图。

图16为本实用新型-实施例中第三路sim卡通信电路的sim卡座。

图17为本实用新型-实施例中第三路sim卡通信电路的sim卡芯片。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1所示，本实用新型公开的一种具有设备调试功能的手持式物联网信号分析仪，其外部结构与普通的信号分析仪无异，其外壳上表面设置有lcd屏幕放置区，屏幕下方设置有按钮，在对信号强度进行检测时，可选择测试对应信号运营商的控制按钮。

具体地，本实用新型主要是针对信号分析仪内部的电路的改进，如图2所示，分析仪电路主要包括用于检测nb-iot信号的主控mcu，以及均与主控mcu相连的pcb载波计算天线电路、红外发射和接收放大电路、lcd屏幕显示电路、蓝牙通信模块、按键控制电路和3路sim卡通信电路。其中，所述主控mcu的型号为ctm203。3路sim卡通信电路结构相同，分别对应市场上普遍使用的3家通信运营商(移动、联通、电信)的通信卡。其中，蓝牙通信模块选用常规的电路模块，其具体电路如图3所示。

在本实用新型中，如图9～11所示，以其中1路sim卡通信电路为例，所述sim卡通信电路包括与主控mcu相连的智能sim逻辑开关、sim卡座及sim卡芯片；所述sim逻辑开关包括型号为sn74cbtlv3125d-soic14的芯片u2，一端与芯片u2的第14引脚相连且另一端接地的电容c25，一端与芯片u2的vcc引脚相连的电阻r22，一端与电阻r22另一端相连且另一端与主控mcu相连的电阻r20，以及一端分别对应连接芯片u2的第5、9、12引脚且另一端接地的电容c15、c16、c17；其中，芯片u2的第2、3、5、6、8、9、11、12分别对应连接主控mcu的sim_vdd_1、sim_vdd、sim_rst_1、sim_rst、sim_clk_1、sim_clk、sim_io_1、sim_data引脚。对应地，如图13～17所示，相同的另两路sim卡通信电路中的芯片u3的第2、3、5、6、8、9、11、12分别对应连接主控mcu的sim_vdd_2、sim_vdd、sim_rst_2、sim_rst、sim_clk_2、sim_clk、sim_io_2、sim_data引脚。芯片u3的第2、3、5、6、8、9、11、12分别对应连接主控mcu的sim_vdd_3、sim_vdd、sim_rst_3、sim_rst、sim_clk_3、sim_clk、sim_io_3、sim_data引脚。同时，sim卡座和sim卡芯片为常规选择。

在本实施例中，如图4所示，所述pcb载波计算天线电路包括与主控mcu的nb_ant引脚相连的电容c5、电阻r6，与电阻r6的另一端相连的电容c1、c12、及连接接口con1，并联后与电容c12另一端相连的电阻r21、r11，并联后与电容c12另一端相连的电阻r5、r34，并联后一端与电阻r21、r11并联后另一端相连的电阻r33、r18，以及一端与电阻r33、r18并联后另一端相连且另一端接地的电容c35；其中，电容c5的另一端、电容c1另一端、连接接口con1的其余两个接口均接地；电阻r5、r34并联后的另一端与电容c35、电阻r33、电阻r18的公共端相连。

在本实施例中，如图6所示，所述红外发射和接收放大电路包括与主控mcu的vbat_nb引脚相连的电阻r40，集电极与电阻r40的另一端相连的三极管q4，与三极管q4的基极相连的电阻r39，一端与电阻r39另一端相连且另一端与三极管q4的发射极相连的电阻r41，一端与三极管q4的发射极相连且另一端接地的电阻r43，集电极与电阻r39、电阻r41的公共端相连的三极管q5，与三极管q5的基极相连的电阻r38，负极与电阻r38的另一端相连的二极管d2，与二极管d2的正极相连的电阻r35，一端与电阻r35的另一端相连且另一端接地的电容c8，集电极与二极管d2的负极相连且发射极接地的三极管q3，以及与三级管q3的基极相连的电阻r37；其中，三极管q4的集电极、发射极还分别与主控mcu的ir_rx引脚、ir_sel引脚对应相连，电阻r35、电容c8的公共端、及三级管q5的发射极均与主控mcu的vbat_nb引脚相连，电阻r37的另一端与主控mcu的ir_tx引脚相连。

在本实施例中，如图5所示，所述lcd屏幕显示电路包括源极与主控mcu的vbat_nb引脚相连的mos管u1，一端与mos管u1的源极相连且另一端接地的电容c29，并联后一端与mos管u1的源极相连且另一端与mos管u1的栅极相连的电阻r32、电容c30，连接于mos管u1的源极与漏极之间的电阻r27，一端与mos管u1的漏极相连且另一端接地的电容c28，与mos管u1的栅极相连的电阻r31，集电极与电阻r31另一端相连且发射极接地的三极管q2，一端与三极管q2的基极相连且另一端与主控mcu的lcd_en的引脚相连的电阻r30，以及第5引脚与mos管u1的漏极相连的lcd屏幕；其中，lcd屏幕的第7～12引脚分别与主控mcu的vdd_lcd、spi_sck、spi_sdi、rs、vcd_rst、cs引脚对应相连，lcd屏幕的第5引脚也与主控mcu的vdd_lcd相连。

在本实施例中，如图8所示，所述蜂鸣电路还包括与主控mcu相连的蜂鸣电路，该电路包括与主控mcu的vbat_nb引脚相连的电阻r28，与电阻r28另一端相连的蜂鸣器b1，并联于蜂鸣器b1两端的二极管d1,集电极与蜂鸣器b1的另一端相连且发射极接地的三极管q1，以及一端与三极管q1的基极相连且另一端与主控mcu的bzz_on引脚相连的电阻r29。

在本实施例中，如图7所示，所述按键控制电路包括插座接口j5，分别对应插座接口j5的1～5引脚相连的电阻r17、r19、r23、r24、r25，以及与电阻r17、r19、r23、r24、r25另一端均相连的电容c6、电阻r4；其中，电阻r4的另一端与主控mcu的vbat_nb引脚相连，电容c6的另一端接地，电容c6、电阻r4的公共端与主控mcu的button_adc引脚相连。

具体使用时，设备上电后首先进行各项功能初始化，初始化结束后通过spi与lcd显示屏通电，搜索最近的基站并检测信号强度，将信号值各项信息显示在lcd屏幕上，检测按键进入水表查询配置功能界面，对相应的功能进行选择后，通过红外发送给水表，等待水表反馈信息，通过解析反馈信息便可得到水表的表号、用水量、费用、设置成功或失败等各项信息。如设备1分钟内无按键操作，设备将进入低功耗休眠状态，等待有按键按下时唤醒设备。

通过上述设计，本实用新型解决了现有的nb-iot信号分析仪功能单一、兼容性差的问题。能够同时查询移动、联通、电信三家运营商的信号强度，使分析仪能够与智能水表等设备直接通信。实现不需要换机换卡便可查询移动、联通、电信三家运营商的信号强度，实现对物联网设备的参数进行配置与修改。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。