一种支持OTA的无线水表终端板卡的制作方法

一种支持ota的无线水表终端板卡
技术领域
1.本实用新型涉及无线通信技术领域，特别涉及一种支持ota的无线水表终端板卡。


背景技术：

2.nb-iot是3gpp协议规定的一种低功耗远距离无线通信技术，利用电信运营商基站，具有其强大的连接能力，在无线抄表、安防、农业、工业等方向上的应用广泛。但市场现有多数水表解决方案在设计时只能在出厂之前利用串口或其他有线通讯方式利用电脑端对板卡表计进行参数配置和固件下载，在灌胶及安装完成以后难以再进行参数配置或固件的升级工作，且不同终端厂商对不同厂家表计传感器的兼容性较低，从而导致极大的成本浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种支持ota的无线水表终端板卡，以解决目前难以对灌胶及安装完成以后的水表难以维护和固件升级、传感器兼容性较差的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种支持ota的无线水表终端板卡，包括mcu芯片，和与所述mcu芯片相连的nb-iot模组、蓝牙模组、磁触发功能单元、电池信号采集功能单元和水表传感器采集单元；
5.所述mcu芯片负责整个板卡各功能模组单元的控制；
6.所述nb-iot模组内部集成标准r13/r14协议，用于基站信号接收，确保板卡的在线率；
7.所述蓝牙模组提供非接触式配置参数和升级板卡固件功能；
8.所述磁触发功能单元用于近距离唤醒板卡；
9.所述电池信号采集功能单元采集提供电能的电池单元信号，维护板卡稳定工作；
10.所述水表传感器采集单元集成多种数据接口，针对不同水表传感器进行数据采集。
11.可选的，所述mcu芯片的存储flash划分有三个区：启动代码区、运行代码区和更新代码保存区；所述启动代码区在mcu芯片上电启动时检测是否有更新的固件，若有则将新的固件更新到所述运行代码区；所述运行代码区保存系统运行的代码；所述更新代码保存区保存待更新的固件代码。
12.可选的，所述蓝牙模组用于在产品出厂之前连接对板卡进行参数设置和校准操作；所述磁触发功能单元内设霍尔开关，使得在灌胶封装出厂之后能够对板卡进行唤醒控制，对板卡进行参数设置。
13.可选的，在电池电压降低至用户设置的阀值电压时，所述电池信号采集功能单元主动上报电池状态，提醒终端用户进行电池更换，规避低电量状态下导致的数据采集失效。
14.可选的，所述mcu的型号为低功耗mcu芯片，型号为fm33lc026n，其低功耗模式下的工作电流低于1ua。
15.可选的，所述nb-iot模组的最大发射功率为23
±
2dbm，接收灵敏度能够达到-115dbm@cell power。
16.可选的，所述水表传感器采集单元支持包括uart、spi、iic在内的不同协议通讯功能，兼容市面上各类表计类传感器通信协议。
17.在本实用新型提供的支持ota的无线水表终端板卡中，包括mcu芯片，和与所述mcu芯片相连的nb-iot模组、蓝牙模组、磁触发功能单元、电池信号采集功能单元和水表传感器采集单元。mcu芯片负责整个板卡各功能模组单元的控制；nb-iot模组内部集成标准r13/r14协议，用于基站信号接收，确保板卡的在线率；蓝牙模组提供非接触式配置参数和升级板卡固件功能；磁触发功能单元用于近距离唤醒板卡；电池信号采集功能单元采集提供电能的电池单元信号，维护板卡稳定工作；水表传感器采集单元集成多种数据接口，针对不同水表传感器进行数据采集。本实用新型的无线水表终端板卡在灌胶出厂后仍能进行维护和固件升级，为行业水表提供了高集成、低成本、可维护的通用式水表解决方案。
附图说明
18.图1是本实用新型提供的支持ota的无线水表终端板卡结构示意图；
19.图2是mcu芯片的存储flash划分结构示意图；
20.图3是mcu的启动方式流程图。
具体实施方式
21.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种支持ota的无线水表终端板卡作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
22.实施例一
23.本实用新型提供了一种支持ota的无线水表终端板卡，其结构如图1所示，包括mcu芯片，和与所述mcu芯片相连的nb-iot模组、蓝牙模组、磁触发功能单元、电池信号采集功能单元和水表传感器采集单元。
24.所述mcu芯片采用复旦微的低功耗mcu芯片，型号为fm33lc026n，其低功耗模式下的工作电流低于1ua，满足系统的低功耗需求；为了实现ota升级固件的功能，所述mcu芯片是存储flash划分为三个区：启动代码区、运行代码区和更新代码保存区；所述启动代码区在mcu芯片上电启动时检测是否有更新的固件，若有则将新的固件更新到所述运行代码区；所述运行代码区保存系统运行的代码；所述更新代码保存区保存待更新的固件代码，待更新的固件由蓝牙模组通信接收保存在该区域。
25.所述nb-iot模组的内部集成标准r13/r14协议，模组特性符合国家标准，最大发射功率23
±
2dbm，接收灵敏度能够达到-115dbm@cell power，在保证强发送功率的同时，强大的模组信号接收能力保证了产品在特殊恶劣环境下的基站信号接收，确保板卡的在线率。
26.所述磁触发功能单元，其内部采用霍尔开关，利用霍尔芯片在无强磁场情况下输出引脚持续高电平、在强磁场中输出引脚持续低电平的特性，使得板卡在灌胶封装之后对板卡进行唤醒控制，方便在产品封装灌胶后或出厂安装后，由于特殊原因需要对板卡进行
参数设置。
27.所述蓝牙模组为低功耗蓝牙模组，在产品出厂之前，可以通过蓝牙模组连接对板卡进行参数设置和校准操作；在产品灌胶后出厂或产品安装之后，可结合所述磁触发功能单元对板卡进行空中升级固件和参数配置等操作，极大方便了应用产品安装之后的维护工作。
28.所述电池信号采集功能单元的主要功能为在nb-iot模组进行发射时进行电压采集工作，避免由于电池电压过低导致板卡无法工作，在电池电压降低至用户设置的阀值电压时，主动上报电池状态，提醒终端用户进行电池更换，规避低电量状态下导致的数据采集失效。所述水表传感器采集单元可支持uart、spi、iic等不同协议通讯功能，可兼容市面上各类表计类传感器通信协议，可应对各种不同环境下不同传感器方案。
29.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。


技术特征：
1.一种支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，包括mcu芯片，和与所述mcu芯片相连的nb-iot模组、蓝牙模组、磁触发功能单元、电池信号采集功能单元和水表传感器采集单元；所述mcu芯片负责整个板卡各功能模组单元的控制；所述nb-iot模组内部集成标准r13/r14协议，用于基站信号接收，确保板卡的在线率；所述蓝牙模组提供非接触式配置参数和升级板卡固件功能；所述磁触发功能单元用于近距离唤醒板卡；所述电池信号采集功能单元采集提供电能的电池单元信号，维护板卡稳定工作；所述水表传感器采集单元集成多种数据接口，针对不同水表传感器进行数据采集。2.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，所述mcu芯片的存储flash划分有三个区：启动代码区、运行代码区和更新代码保存区；所述启动代码区在mcu芯片上电启动时检测是否有更新的固件，若有则将新的固件更新到所述运行代码区；所述运行代码区保存系统运行的代码；所述更新代码保存区保存待更新的固件代码。3.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，所述蓝牙模组用于在产品出厂之前连接对板卡进行参数设置和校准操作；所述磁触发功能单元内设霍尔开关，使得在灌胶封装出厂之后能够对板卡进行唤醒控制，对板卡进行参数设置。4.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，在电池电压降低至用户设置的阀值电压时，所述电池信号采集功能单元主动上报电池状态，提醒终端用户进行电池更换，规避低电量状态下导致的数据采集失效。5.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，所述mcu的型号为低功耗mcu芯片，型号为fm33lc026n，其低功耗模式下的工作电流低于1ua。6.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，所述nb-iot模组的最大发射功率为23
±
2dbm，接收灵敏度能够达到-115dbm@cell power。7.如权利要求1所述的支持ota的无线水表终端板卡，其特征在于，所述水表传感器采集单元支持包括uart、spi、iic在内的不同协议通讯功能，兼容市面上各类表计类传感器通信协议。

技术总结
本实用新型公开一种支持OTA的无线水表终端板卡，属于无线通信领域，包括MCU芯片，和与所述MCU芯片相连的NB-IOT模组、蓝牙模组、磁触发功能单元、电池信号采集功能单元和水表传感器采集单元。MCU芯片控制整个板卡各功能模组单元；NB-IOT模组内部集成标准R13/R14协议，用于基站信号接收，确保板卡的在线率；蓝牙模组提供非接触式配置参数和升级板卡固件功能；磁触发功能单元用于近距离唤醒板卡；电池信号采集功能单元采集提供电能的电池单元信号，维护板卡稳定工作；水表传感器采集单元集成多种数据接口，针对不同水表传感器进行数据采集。该无线水表终端板卡在灌胶出厂后仍能进行维护和固件升级，为行业水表提供了高集成、低成本、可维护的通用式水表解决方案。可维护的通用式水表解决方案。可维护的通用式水表解决方案。


技术研发人员：吴宁 沈正阳
受保护的技术使用者：中科芯集成电路有限公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2022/2/11