电力物联网终端核心控制板的制作方法

本实用新型涉及集成电路应用技术领域，特别是涉及一种电力物联网终端核心控制板。

背景技术：

随着自动化控制、物联网应用及各类数据采集处理系统的应用不断扩展，基于片上系统(System on Chip，SOC)的核心板作为一种开发工具目前已经广泛应用于生产生活的各个领域。基于片上系统的核心板一般是在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)本体上设有主控制器模块、存储模块以及与主控制器模块所对应连接的其他辅助模块，如电源模块、复位震荡模块、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口电路等，以此构成一个最小的开发系统。

中国专利201721548820X公开了一种基于嵌入式系统的核心板，核心板包括：设置于PCB板的第一面的微处理器模块、存储模块、测试接口模块、复位模块、晶振模块、通信接口模块、以太网模块、启动模块、电源模块及风扇模块，设置于PCB板的第二面的扩展接口模块，上述各模块通过总线与微处理器模块相连。该基于嵌入式系统的核心板通过采用集成了ARM架构和可编程逻辑器件的双核微处理器，提高了核心板的工作主频及处理速度，从而提高了复杂应用程序的开发效率。且通过将工业、实验应用中所需的各个功能模块高度集成在一块PCB板上形成核心板，从而极大地扩展了核心板的功能，使得核心板可以满足各种使用环境的需求。

然而，虽然当前面向电力物联网的电力物联网终端核心控制板的终端设计较多，但是电力物联网终端核心控制板用于面向NB-IoT电力物联网的较少，其次，紧凑型不够，集成度不够高，通用性移植性一般，因此有必要针对以上问题提出一种核心控制模块的设计方案。

技术实现要素：

基于此，有必要针对提高集成紧凑度、通用性移植性能的技术问题，提供一种电力物联网终端核心控制板。

一种电力物联网终端核心控制板，包括PCB板，所述PCB板具有设计面和扩展面，所述设计面包括控制区域和通讯区域，所述电力物联网终端核心控制板还包括核心电路模块、电源滤波电路模块、通讯结构管脚模块以及封装管脚模块，所述核心电路模块和所述电源滤波电路模块设置于所述控制区域，所述通讯结构管脚模块设置于所述通讯区域，所述通讯结构管脚模块用于接入通讯模块，所述封装管脚模块呈四边形结构设置于所述设计面的边缘区域；所述核心电路模块包括主控芯片及核心线路，所述电源滤波电路模块包括滤波电容和滤波线路，所述封装管脚模块包括若干封装管脚组，所述主控芯片封装设置于所述控制区域，所述主控芯片通过所述核心线路与各所述封装管脚组电性连接；所述滤波电容邻近所述主控芯片封装设置于所述控制区域，所述滤波电容通过滤波线路与所述主控芯片连接；所述主控芯片还通过所述核心线路与所述通讯结构管脚模块电性连接。

在其中一个实施例中，若干所述封装管脚组包括两个16接口封装引脚组以及两个24接口封装引脚组，两个所述16接口封装引脚组分别对称设置在所述设计面，两个所述24接口封装引脚组分别对称设置在所述设计面。

在其中一个实施例中，所述16接口封装引脚组至少包括一接地管脚和一电源管脚。

在其中一个实施例中，所述24接口封装引脚组至少包括一接地管脚和一电源管脚。

在其中一个实施例中，所述电力物联网终端核心控制板还包括复位按键，所述复位按键设置于所述控制区域，所述复位按键通过所述核心线路与所述主控芯片电性连接。

在其中一个实施例中，所述电力物联网终端核心控制板还包括工作电源指示灯，所述工作电源指示灯设置于所述控制区域，所述工作电源指示灯通过所述核心线路与所述主控芯片电性连接。

在其中一个实施例中，所述PCB板的长度为22mm～25mm，所述PCB板的宽度为35mm～38mm。

在其中一个实施例中，所述PCB板的长度为24mm，所述PCB板的宽度为37mm。

在其中一个实施例中，所述控制区域的面积小于所述通讯区域的面积。

在其中一个实施例中，所述PCB板具有四层的沉金无铅工艺设计成型结构。

上述电力物联网终端核心控制板，结构更加紧凑，更加稳定可靠，PCB设计更加规范，整齐，通用性和可移植性强，结构紧凑合理，可靠性高。

附图说明

图1为一个实施例中电力物联网终端核心控制板的结构示意图；

图2为图1所示实施例中的另一视角的结构示意图；

图3为一个实施例中电力物联网终端核心控制板的电路板布局结构示意图；

图4为一个实施例中电力物联网终端核心控制板的电路板布局结构以及尺寸设计示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请一并参阅图1、图2和图3，本实用新型提供了一种电力物联网终端核心控制板10，该电力物联网终端核心控制板10包括PCB板100、核心电路模块200、电源滤波电路模块300、通讯结构管脚模块400、封装管脚模块500以及底板扩展接口模块600，PCB板100具有设计面101和扩展面102，设计面101包括控制区域110和通讯区域120，核心电路模块200和电源滤波电路模块300设置于控制区域110，通讯结构管脚模块400设置于通讯区域120，通讯结构管脚模块400用于接入通讯模块，封装管脚模块500呈四边形结构设置于设计面101的边缘区域，底板扩展接口模块600设置于扩展面102。核心电路模块200包括主控芯片210及核心线路，电源滤波电路模块300包括滤波电容和滤波线路，封装管脚模块500包括若干封装管脚组，主控芯片210封装设置于控制区域110，主控芯片210通过核心线路与各封装管脚组电性连接；滤波电容邻近主控芯片210封装设置于控制区域110，滤波电容通过滤波线路与主控芯片210连接；主控芯片210还通过核心线路分别与通讯结构管脚模块400以及底板扩展接口模块600电性连接。上述电力物联网终端核心控制板10，结构更加紧凑，更加稳定可靠，PCB设计更加规范，整齐，通用性和可移植性强，结构紧凑合理，可靠性高。

请再次参阅图2，在其中一个实施例中，若干封装管脚组包括两个16接口封装引脚组510以及两个24接口封装引脚组520，两个16接口封装引脚组510分别对称设置在设计面101，两个24接口封装引脚组520分别对称设置在设计面101。也就是说，在图2所示实施例中，两个16接口封装引脚组510分别位于设计面101的左右两侧边，两个24接口封装引脚组520分别位于设计面101的上下两侧边。这样可以使得整个PCB板的管脚引出布局更加紧凑合理。

进一步地，为提高PCB板的抗干扰能力，一实施例中，16接口封装引脚组510至少包括一接地管脚和一电源管脚。同样的，24接口封装引脚组520至少包括一接地管脚和一电源管脚。也就是说，封装管脚引出分布为左右两边16接口、上下两边24接口，每一边都引出至少1个地管脚和电源管脚。这样，通过接地管脚较好地可以屏蔽外部的电磁干扰信号以及提供静电防护功能，提高了PCB板的抗干扰能力。也就是说，主控模块整体采用金手指封装模式，封装四周根据需求将主控芯片所有控制管脚全部引出与底板扩展连接，内部包含主控芯片的核心电路和电源滤波设计。同时，在其余三边分布了与通信模块相关的所有管脚，便于在与底板连接时各方向上通信模块的布局。此管脚分布设计的另一目的是在其他应用电路板中使用到本核心控制模块时能最大限度设计在整板的中间位置。

结合图1和图3，核心控制模块搭载一个复位按键700和一个工作电源指示灯800。具体的，在其中一个实施例中，电力物联网终端核心控制板还包括复位按键700，复位按键700设置于控制区域110，复位按键700通过核心线路与主控芯片210电性连接。复位按键700可以对主控芯片210进行程序机械复位，便于在电力物联网终端核心控制板出现程序运行紊乱时及时恢复电力物联网终端核心控制板的正常运行。在其中一个实施例中，电力物联网终端核心控制板还包括工作电源指示灯800，工作电源指示灯800设置于控制区域110，工作电源指示灯800通过核心线路与主控芯片210电性连接。通过工作电源指示灯800可以及时展现当前主控芯片210的工作状态，对用户进行反馈。

请参阅图4，在其中一个实施例中，PCB板100的长度为22mm～25mm，PCB板100的宽度为35mm～38mm。优选地，PCB板100的长度为24mm，PCB板100的宽度为37mm。其他管脚的尺寸以及元器件的布局可以参阅图3，本实施例中不再赘述。如此设置PCB板整体的尺寸，可以使得整个PCB板结构紧凑合理，能方便与各种型号的扩展板进行配合安装，提高了电力物联网终端核心控制板的使用范围。

进一步地，控制区域110的面积小于通讯区域120的面积，一方面可以使得主控芯片及其各元器件的安装布局更加紧凑，通讯区域120的面积较大，以便于通讯接口模块的安装连接。另一方面，本实施例中，为方便与拓展板的连接应用，主控模块将与传感信号采集的管脚和控制IO等均设计在板子的左边位置，并且按照基本应用组合分组排列，组与组直接穿插电源和地管脚以达到隔离通信信号增加整板稳定性目的。

在其中一个实施例中，PCB板100采用四层的沉金无铅工艺设计成型。也就是说，为达到整体系统稳定性要求，该模块采用独立4层板设计。进一步地，电力物联网终端核心控制板设置通信频率1GHz以上，工作电压3.3V，一般模式下工作电流50mA，低功耗模式下工作电流不高于5uA。进一步地，核心控制模块的元器件布局围绕主控芯片来进行。如此，元器件均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，各元器件之间的引线较少和连接线较短，去耦电容靠近器件。环路面积小，有效抑制了辐射干扰。这样可使得整个系统的稳定性更高。

本实用新型的优点在于：上述各个实施例中的电力物联网终端核心控制板，结构更加紧凑，更加稳定可靠，PCB设计更加规范，整齐，通用性和可移植性强，结构紧凑合理，可靠性高，整体系统稳定性更高，面向NB-IoT电力物联网可保持较好地可移植性和稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。