一种基于NB‑IOT的物联网通信模块的制作方法

文档序号:14071107阅读:439来源:国知局

本发明涉及物联网领域,特别涉及一种基于nb-iot的物联网通信模块。



背景技术:

物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。目前,物联网正加速向城市管理、新能源、医疗、制造等领域渗透。物联网产业已呈现快速增长的态势,物联网成为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。然而,直至今日,物联网通信模块都没有得到真正意义上的大规模使用,主要是由于目前市面上的物联网通信模块大多都存在集成度低、pcb主板走线复杂等问题。

因此,如何解决上述问题是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种基于nb-iot的物联网通信模块,所述物联网通信模块将射频电路、基带电路集成在一块pcb主板中,实现了pcb主板的高度集成化,简化了物联网通信模块的结构,降低了物联网通信模块的价格。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于nb-iot的物联网通信模块,包括:

pcb主板,应用接口;其中,所述pcb主板集成有射频电路与基带电路;

所述pcb主板,用于通过所述射频电路、基带电路进行无线信号接收、发送以及基带信号处理;

所述应用接口,用于进行数据以及信号传输。

优选的,所述应用接口包括:

lcc接口,用于传输数据;

天线接口,用于连接天线,传输信号。

优选的,所述lcc接口包括:

1路电源接口、1路usb接口、2路uart接口、1路spi接口、1路i2c接口、1路usim/sim卡接口、1路pcm接口、1路reset接口、1路1.8v电压输出接口、1路2.85v电压输出接口、1路power_on接口、10路gpio接口、1路开漏输出管脚、1路net_status输出接口以及1路下载测试点usb_boot。

优选的,所述天线接口包括:

主集rf天线接口,用于接收音频、视频信号;

gnss天线接口,用于通过定位系统进行定位。

优选的,所述应用接口通过lccpad方式封装。

优选的,还包括:

指示灯,用于显示所述物联网通信模块的工作状态。

本发明所提供的基于nb-iot的物联网通信模块,包括:pcb主板,应用接口;其中,所述pcb主板集成有射频电路与基带电路;所述pcb主板,用于通过所述射频电路、基带电路进行无线信号接收、发送以及基带信号处理;所述应用接口,用于进行数据以及信号传输。可见,本发明所提供的基于nb-iot的物联网通信模块,将射频电路、基带电路集成于一块pcb主板上,通过该pcb主板上的射频电路与基带电路完成无线信号接收、发送以及基带信号处理的功能,从而,在保障物联网通信模块功能的基础上,有效实现了简化物联网通信模块结构、降低物联网通信模块价格的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明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本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的基于nb-iot的物联网通信模块的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于nb-iot的物联网通信模块,该物联网通信模块将射频电路、基带电路集成在一块pcb主板中,实现了pcb主板的高度集成化,简化了物联网通信模块的结构,降低了物联网通信模块的价格。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参考图1,图1为本发明实施例所提供的基于nb-iot的物联网通信模块的示意图;结合该示意图可知,该物联网通信模块可以包括:pcb主板10,应用接口20;其中,pcb主板10集成有射频电路与基带电路;

pcb主板10,用于通过射频电路、基带电路进行无线信号接收、发送以及基带信号处理;

应用接口20,用于进行数据以及信号传输。

具体的,为便于封装,降低成本,本发明所提供的物联网通信模块采用单面布局的方式,即各组成硬件均设置于pcb主板10的同一侧。此外,该物联网通信模块基于mdm9206芯片,支持nb-iot/emtc通信标准,并且在nb-iot模式下,可以提供最大1m的下行速率。支持nb-iot模式下的全球各主流运营商频段,支持多种网络协议,如ppp、coap、tcp/udp、oma、lwm2m、mqtt等;具有多种低功耗模式,如psm、edrx等;采用高度集成方式,将射频电路、基带电路集成在同一块pcb主板10上,通过该射频电路、基带电路进行无线信号接收、发送以及基带信号处理。

进一步,该物联网通信模块通过应用接口20进行数据以及信号传输。

优选的,应用接口20包括:

lcc接口,用于传输数据;

天线接口,用于连接天线,传输信号。

具体的,可以通过lcc接口进行数据的传输,为扩展无线信号的传输距离,可以通过天线接口外接天线进行信号传输,从而达到增加传输距离的目的。其中,lcc接口的具体接口类型、接口数量可根据实际需要作出差异性的选择。

优选的,lcc接口可以包括:

1路电源接口、1路usb接口、2路uart接口、1路spi接口、1路i2c接口、1路usim/sim卡接口、1路pcm接口、1路reset接口、1路1.8v电压输出接口、1路2.85v电压输出接口、1路power_on接口、10路gpio接口、1路开漏输出管脚、1路net_status输出接口以及1路下载测试点usb_boot。

具体的,可以设置1路电源接口,该电源接口可以为3pinvbat、16pingnd的电源接口,通过该接口连接电源,为物联网通信模块提供电能,具体电压范围为3.3v-4.2v,推荐电压值为3.8v;可以设置1路usb接口,该usb接口可以为高速usb2.0接口;可以设置2路uart接口,该uart接口可以为一组高速四线uart接口,从而可以支持at指令扩展或者外扩应用模块,同时还可以通过该uart接口完成睡眠与解除控制;可以设置1路spi接口、1路i2c接口,以提供全双工、同步的通信方式;可以设置1路usim/sim卡接口、通过该接口连接sim卡,实现无线通信;可以设置1路pcm接口,进行数字音频信号的传输;可以设置1路reset接口、1路power-on接口,分别进行复位与开启物联网模块的操作;可以设置10路gpio接口,以提供额外的控制和监视功能;此外还可以设置1路1.8v电压输出接口、1路2.85v电压输出接口、1路开漏输出管脚、1路net_status输出接口以及1路下载测试点usb_boot,完成相应的功能。

另外,天线接口的具体接口类型、接口数量同样可根据实际需要作出差异性的选择。

优选的,天线接口可以包括:

主集rf天线接口,用于接收音频、视频信号;

gnss天线接口,用于通过定位系统进行定位。

具体的,天线接口可以设置1个主集rf天线接口与1个gnss天线接口,主集rf接口与gnss天线接口均可匹配50ω阻抗特性天线,进而分别完成音频、视频信号的接收与通过定位系统进行定位的功能。

具体的,该物联网通信模块支持频段如下:

fdd-lteemtc模式下支持b1、b2、b3、b4、b5、b12、b13、b17、b18、b19、b20、b25、b26、b28频段;tdd-lteemtc模式下支持b39频段;nb-iot模式下支持b1、b2、b3、b4、b5、b12、b13、b17、b18、b19、b20、b25、b26、b28频段。

此外,还可支持gps、beidou、glonass等通信、定位方式。

优选的,应用接口20通过lccpad方式封装。

具体的,采用lccpad的封装方式即贴片式封装方式,将各接口在芯片边缘地步向内弯曲,紧贴芯片,从而减小该物联网通信模块的体积。

此外,该物联网通信模块在emtc模式的数据传送速率如下:

fdd方式下的下行速率为300kbps,上行速率为375kbps;tdd方式下的下行速率为750kbps,上行速率为200kbps。且在emtc模式下,支持release13categorym。

该物联网通信模块在nb-iot模式的数据传送速率为:下行速率30kbps,上行速率70kbps。

另外,该物联网通信模块定位功能的相关特性如下:

gnss定位频率为1575.42±10mhz;beidou定位频率为1561.098±2.046mhz;通道数大于等于44通道;定位精度小于10m;接收灵敏度为-140dbm,跟踪灵敏度为-153dbm;coldstart的首次获星时间为60s,warmstart的首次获星时间为45s,hotstart的首次获星时间为15s;工作温度为-40℃~+85℃;最大发射功率为0.25w;关机漏电流为50μa;通话与数据模式均为tbd模式。

综上所述,本发明所提供的基于nb-iot的物联网通信模块,将射频电路、基带电路集成于一块pcb主板上,通过该pcb主板完成无线信号接收、发送以及基带信号处理的功能,从而,在保障物联网通信模块功能的基础上,有效实现了简化物联网通信模块结构、降低物联网通信模块价格的目的。

在上述实施例的基础上:

作为一种优选的实施方式,还包括:

指示灯,用于显示该物联网模块的工作状态。

具体的,可以设置多种颜色的指示灯,并通过不同颜色的指示灯表示不同的工作状态。例如,可以通过绿色指示灯与红色指示灯分别表示该物联网通信模块的正常状态与故障状态。进一步,还可以通过绿色指示灯的亮暗程度表示该物联网通信模块的工作状态,例如,绿色指示灯正常亮度时可以表示该物联网通信模块处于运行状态,绿色指示灯的亮度低于正常亮度时可以表示该物联网通信模块处于休眠状态。当然,还可以选用其他颜色的指示灯或者采用其他方式来显示该物联网通信模块的工作状态,具体可根据实际需要确定。

以上对本发明所提供的基于nb-iot的物联网通信模块进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。

还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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