一种窄带物联网控制器的制作方法

本实用新型属于工业通信技术领域，具体地说，涉及一种窄带物联网控制器。

背景技术：

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的设备的高效连接。只需要消耗大约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。

在工业通讯领域，为了实现数据采集、设备控制等应用，现场需要使用数量众多的通信线路进行连接，来实现采集的数据或者控制信号的传输，在复杂的工业控制系统中，进行数据采集和设备控制所需要的通信线路就越复杂。这些复杂的通信线路所应用到的通信线缆也非常多，线路之间相互穿插，若出现异常，不利于快速发现异常线缆，同时这些相互交缠的线缆除了需要空间进行放置，更是需要进行安全的线路放置规划，以避免绊倒人员或者挡住通道。特别在一些距离远的野外场合或者无法布线的复杂现场，确保通信线路的可靠连接和布线也是一项非常巨大的工程。

技术实现要素：

针对现有技术中上述的不足，本实用新型提供一种窄带物联网控制器，该控制器设置窄带物联网模块电路，能够仅使用较窄的带宽在现有的移动网络基础上部署一个支持多个设备进行通信的网络，设置总线接口电路，通过总线接口电路与现有的仅支持有线通信的设备连接通信后，使这些设备具有无限通信能力，简化工业控制系统之间布线，节约布线成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：一种窄带物联网控制器，包括电源电路、总线接口电路、主控单片机电路和窄带物联网模块电路，所述的电源电路为窄带物联网控制器供电，主控单片机电路的第一数据发送接收端与总线接口电路的输入输出端连接，所述的主控单片机电路的第二数据发送接收端与窄带物联网模块电路的数据输入输出端连接，窄带物联网模块电路的SIM卡控制端与SIM卡的控制端连接。

所述的窄带物联网模块电路包括窄带物联网模块和外围电路，所述的窄带物联网模块的电源输入端分别与电压源连接，所述的电压源还分别与第一电容和第一有极性电容的正极连接，第一电容的另一端以及第一有极性电容的负极接地；窄带物联网模块的天线端第一电阻连接，第一电阻的另一端与第二电容、瞬态抑制二极管和第一电感连接，第二电容与瞬态抑制二极管的另一端共同接地，窄带物联网模块的天线检测端与第三电容连接，第三电容的另一端与第一电感的另一端连接后与天线连接，天线还与第二电感连接，第二电感的另一端接地；窄带物联网模块的数据发送端与第二电阻和第一二极管的正极连接，第二电阻的另一端与电压源连接，第一二极管的负极与主控单片机电路的第二数据发送端连接，窄带物联网模块的数据接收端与第三电阻连接，第三电阻的另一端与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极接地，集电极与第二三极管和第四电阻连接，第四电阻的另一端与电压源连接，第二三极管的发射极接地，集电极与第五电阻和主控单片机电阻的第二数据接收端连接，第五电阻的另一端与电压源连接，窄带物联网模块的复位信号输入端与第四电容和第三三极管的集电极连接，第四电容的另一端以及第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极与第六电阻连接，第六电阻的另一端与主控单片机电路的复位信号端连接。

控制器还包括串口扩展电路，串口扩展电路的共用输入输出端与主控单片机电路的第一数据输入输出端连接，串口扩展电路的独立输入输出端与总线接口电路的输入输出端连接。

所述的串口扩展电路包括一个两路四选一的模拟开关电路。

所述的总线接口电路包括485总线接口电路、232总线接口电路和CAN总线接口电路中的一种或一种以上。

所述的SIM卡为小型SIM卡。

本实用新型的有益效果是：

(1)该控制器设置窄带物联网模块电路，能够仅使用较窄的带宽在现有的移动网络基础上部署一个支持多个设备进行通信的网络，设置总线接口电路，通过总线接口电路与现有的仅支持有线通信的设备连接通信后，使这些设备具有无限通信能力，简化工业控制系统之间布线，节约布线成本；

(2)设备使用窄带物联网控制器实现无线通信，减少因布线带来的安全隐患，一些距离较远的野外场合也能够节约线缆运输成本，简化了系统布线，节约了系统搭建时间和拆除时间，提升了效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型窄带物联网模块电路图；

图3为本实用新型实施例一示意图；

图4为本实用新型实施例二示意图；

附图中：

R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，Q1-第一三极管，Q2-第二三极管，Q3-第三三极管，L1-第一电感，L2-第二电感，D1-第一二极管，E1-第一有极性电容，TVS1-瞬态抑制二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，一种窄带物联网控制器，包括电源电路、总线接口电路、主控单片机电路和窄带物联网模块电路，所述的电源电路为窄带物联网控制器供电，主控单片机电路的第一数据发送接收端与总线接口电路的输入输出端连接，所述的主控单片机电路的第二数据发送接收端与窄带物联网模块电路的数据输入输出端连接，窄带物联网模块电路的SIM卡控制端与SIM卡的控制端连接。

如图2所示，所述的窄带物联网模块电路包括窄带物联网模块和外围电路，所述的窄带物联网模块的电源输入端分别与电压源连接，所述的电压源还分别与第一电容C1和第一有极性电容E1的正极连接，第一电容C1的另一端以及第一有极性电容E1的负极接地；窄带物联网模块的天线端第一电阻R1连接，第一电阻R1的另一端与第二电容C2、瞬态抑制二极管TVS1和第一电感L1连接，第二电容C2与瞬态抑制二极管TVS1的另一端共同接地，窄带物联网模块的天线检测端与第三电容C3连接，第三电容C3的另一端与第一电感L1的另一端连接后与天线连接，天线还与第二电感L2连接，第二电感L2的另一端接地；窄带物联网模块的数据发送端与第二电阻R2和第一二极管D1的正极连接，第二电阻R2的另一端与电压源连接，第一二极管D1的负极与主控单片机电路的第二数据发送端连接，窄带物联网模块的数据接收端与第三电阻R3连接，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接地，集电极与第二三极管Q2和第四电阻R4连接，第四电阻R4的另一端与电压源连接，第二三极管Q2的发射极接地，集电极与第五电阻R5和主控单片机电阻的第二数据接收端连接，第五电阻R5的另一端与电压源连接，窄带物联网模块的复位信号输入端与第四电容C4和第三三极管Q3的集电极连接，第四电容C4的另一端以及第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的基极与第六电阻R6连接，第六电阻R6的另一端与主控单片机电路的复位信号端连接。

控制器还包括串口扩展电路，串口扩展电路的共用输入输出端与主控单片机电路的第一数据输入输出端连接，串口扩展电路的独立输入输出端与总线接口电路的输入输出端连接。

所述的串口扩展电路包括一个两路四选一的模拟开关电路。

所述的总线接口电路包括485总线接口电路、232总线接口电路和CAN总线接口电路中的一种或一种以上。

所述的SIM卡为小型SIM卡。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，窄带物联网控制器设置有485总线接口电路、232总线接口电路、CAN总线接口电路、电源电路、串口扩展电路、主控单片机电路和窄带物联网模块电路，主控单片机电路的第一数据发送接收端与串口扩展电路的共用输入输出端连接，串口扩展电路的其中一路独立输入输出端与485总线接口电路连接，另一路独立输入输出端与232总线接口电路连接，还有一路独立输入输出端与CAN总线接口电路连接。主控单片机电路的第二数据发送接收端与窄带物联网模块电路的数据输入输出端连接，窄带物联网模块电路的SIM卡控制端与SIM卡的控制端连接。窄带物联网控制器在使用时，通过485总线接口电路、232总线接口电路或者CAN总线接口电路与现有的仅支持有线通讯的设备进行有线连接，窄带物联网模块的SIM卡控制端与SIM卡连通，建立起通信网络，设备将采集到的信息传输到主控单片机电路，主控单片机电路控制窄带物联网模块电路将信息通过窄带物联网传输到对应的设备，实现通信。

如图4所示，在本申请的另一个实施例中，窄带物联网控制器设置有485总线接口电路、电源电路、主控单片机电路和窄带物联网模块电路，主控单片机电路的第一数据发送接收端与485总线接口电路连接，主控单片机电路的第二数据发送接收端与窄带物联网模块电路的数据输入输出端连接，窄带物联网模块电路的SIM卡控制端与SIM卡的控制端连接。窄带物联网控制器在使用时，通过485总线接口电路与现有的仅支持有线通讯的设备进行有线连接，窄带物联网模块的SIM卡控制端与SIM卡连通，建立起通信网络，设备将采集到的信息传输到主控单片机电路，主控单片机电路控制窄带物联网模块电路将信息通过窄带物联网传输到对应的设备，实现通信。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。