一种物联网接入设备的制作方法

1.本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及一种物联网接入设备。


背景技术：

2.理疗仪是物理治疗仪器的简称，是将物理因子作用于人体，使之产生好转的设备，适用于家庭、办公室等场所。常见的物理因子包括“电、声、光、磁、水、压力等等。与药物治疗相对应，物理治疗相对比较安全，也环保。但是区别与药物治疗，物理治疗的作用对某些疾病还是非常见效，比如通过改善血液循环来改善人体脏器的功能或者改善人体局部组织的状态是非常见效的。理疗仪内预设有程序，用户在使用的时候直接在理疗仪上操作即可，理疗仪除了具有一般的保健功能外，还可根据医生的处方进行治疗，但是用户在使用的时候有可能没有真的遵循医嘱来进行使用，可能会有治疗次数不足、治疗时长不够等问题，但是由于目前的理疗设备不能联网，因此，不便于医务人员进行后台的监控督促，也不便于医务人员对设备的管理。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种可将现有的不能联网的设备接入物联网的物联网接入设备。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.一种物联网接入设备，包括设备mcu和通信模块，所述通信模块包括通过晶体管控制电路和电平转换电路与设备mcu连接的4g模块，所述4g模块连接有主集天线、sim卡电路、用于指示4g模块工作状态的状态指示电路和vbat电源，
6.所述晶体管控制电路包括用于4g模块开关机控制的模块开关机控制电路、用于4g模块复位的模块复位控制电路、用于4g模块唤醒的模块唤醒控制电路、用于使4g模块处于飞行模式的模块飞行模式控制电路和用于检测设备mcu状态的主控制器睡眠状态检测电路。
7.进一步的，所述晶体管控制电路还包括用于检测usb连接状态的usb检测电路，所述4g模块连接有usb引导电路，所述usb引导电路连接usb检测电路、状态指示电路和4g 模块，所述usb引导电路包括usb接口j0801，所述usb接口j0801的引脚1经上拉电阻 r0804连接usb检测电路、4g模块和外部电源vdd ext，所述usb接口j0801的引脚2并联tvs二极管d0804后连接状态指示电路和4g模块，tvs二极管d0804的另一端接地。
8.进一步的，所述状态指示电路包括分别用于指示4g模块状态、联网模式和usb连接状态的三个子指示电路，所述子指示电路包括带内置式电阻的贴片三极管q080x、电阻 r080x和发光二极管d080x，所述4g模块的i/o引脚经三极管q080x后串联电阻r080x和发光二极管d080x并连接至相应的电源。
9.进一步的，所述电平转换电路包括rxd电路和txd电路，所述rxd电路包括发射极与设备mcu的rxd引脚连接、集电极与4g模块的main rxd连接的三极管q0501、并联在三极管
q0501的基极上的电阻r0501、与电阻e0501并联的电容c0501和并联在三极管的集电极上的电阻r0504,所述电阻r0501和电阻r0504的另一端连接外部电源vdd ext。
10.进一步的，所述电平转换电路内部采用txs0108e芯片。
11.进一步的，所述4g模块还连接有测试连接器，所述测试连接器包括分别与4g模块的 i/o引脚、设备mcu的gpio引脚连接的若干引脚。
12.进一步的，所述通信模块无线连接有设备管控云平台，设备管控云平台可通过通信模块对设备进行管理和控制。
13.本实用新型的通信模块在使用时，通过通信连接线连接设备mcu中的相应引脚，然后将通信模块以及主集天线一块安装在原有设备的壳体中即可。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型通过在原有设备上添加通信模块实现了无需进行网络布线、即可将原有不能联网的设备联网，便于远程的进行设备的控制和管理，且安装方便，通信模块的安装也不会改变原有设备的外壳结构。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的设备mcu与通信模块的连接示意图。
17.图2为本实用新型实施例的4g模块的电路原理图。
18.图3为本实用新型实施例的设备mcu的连接引脚示意图。
19.图4为本实用新型实施例的晶体管控制电路的电路原理图。
20.图5为本实用新型实施例的主集天线的电路原理图。
21.图6为本实用新型一个实施例的电平转换电路的电路原理图。
22.图7为本实用新型另一个实施例的电平转换电路的电路原理图。
23.图8为本实用新型实施例的sim卡电路的电路原理图。
24.图9为本实用新型实施例的状态指示电路的电路原理图。
25.图10为本实用新型实施例的usb引导电路的电路原理图。
26.图11为本实用新型实施例的连接器的连接引脚示意图。
27.图12为本实用新型的设备管控云平台的界面示意图之一。
28.图13为本实用新型的设备管控云平台的界面示意图之二。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.如图1至图9所示，一种物联网接入设备，包括设备mcu和通信模块，所述通信模块包括通过晶体管控制电路和电平转换电路与设备mcu连接的4g模块，所述4g模块连接有主集天线、sim卡电路、用于指示4g模块工作状态的状态指示电路和vbat电源，通过状态指示电路能够显示出通信模块的工作状态，监控设备的睡眠状态等；
31.所述晶体管控制电路包括用于4g模块开关机控制的模块开关机控制电路、用于4g
模块复位的模块复位控制电路、用于4g模块唤醒的模块唤醒控制电路、用于使4g模块处于飞行模式的模块飞行模式控制电路和用于检测设备mcu状态的主控制器睡眠状态检测电路；晶体管控制电路用于通过设备mcu来实现4g模块的控制或检测，以背景技术中介绍的理疗仪为例，理疗仪都是具有用于用户交互的界面的，通过原有设备来控制4g模块即可；设备的功能电路板可以更换为不同的理疗设备或其他设备，如图1中位于左侧的mcu代表的是设备的功能电路板，如可以是负压理疗仪的主控板、经颅磁治疗仪的主控板、按摩仪的主控板的等等，注意本技术中的图3设备mcu为用于标识出与通信模块的连接引脚的芯片模型，并不是真正的设备mcu；4g模块采用市售模块，如可采用ec600s-cn，也可采用其他型号，本实施例以ec600s-cn为例进行说明，其中ec600s-cn模块的adc输入引脚19、 20的输入范围为0-1.3v，当采集电压大于1.3v时，需要采用分压电阻方式输入；ec600s
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cn模块需要vbat电压源供电，vbat电压源供电电流需满足3.0a额定输出的能力。
32.本实用新型的通信模块在使用时，通过通信连接线连接设备mcu中的相应引脚，然后将通信模块以及主集天线一块安装在原有设备的壳体中即可。
33.具体的，如图1、图2和图8所示，与常规的连接方式一致sim卡电路与4g模块通过 4g模块的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9连接，此外，本技术的sim卡电路中还包括有经典保护单元esd防护器件u0501和起到抗干扰作用的上拉电阻r0506；esd防护器件u0501的寄生电容部超过15pf，esd防护器件u0501一端接地、另一端并联在4g模块的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9与sim卡电路中卡座的clk引脚、i/o引脚、 rst引脚、gnd引脚、presence引脚之间；上拉电阻r0506连接在4g模块的usim vdd引脚8与sim卡座的i/o引脚之间，并在电路板上放置时靠近sim卡座，以提高sim卡的抗干扰性能。
34.具体的，如图4所示，模块复位控制电路包括内置电阻的贴片三级管q0302，三极管 q0302的型号为dtc043zebtl，三级管q0302的in端连接设备mcu的reset mcu引脚，所述三级管q0302的out端连接4g模块的reset n引脚；
35.如图4所示，模块开关机控制电路、模块唤醒控制电路、模块飞行模式控制电路的电路结构相同，只是相应的连接了设备mcu与4g模块的不同引脚：模块开关机控制电路的输入端连接设备mcu的on/off mcu引脚，模块开关机控制电路的输出端连接4g模块的 pwrkey引脚，模块唤醒控制电路的输入端和输出端分别连接设备mcu的wakeup in mcu引脚和4g模块的wakeup in引脚，模块飞行模式控制电路的输入端和输出端分别连接设备 mcu的w disable mcu引脚和4g模块的w dis able#引脚；如图4所示，相比于模块复位控制电路，模块开关机控制电路、模块唤醒控制电路、模块飞行模式控制电路中，在 dtc043zebtl三级管的out端并联有一个10nf的电容，该电容的作用是稳压滤波；
36.如图4所示，主控制器睡眠状态检测电路包括型号为2sc4617tlq的通用三级管q0306，所述三极管q0306的发射极连接设备mcu的sleep status引脚，所述三极管q0306的集电极连接并联电阻r0301和4g模块的ap ready引脚，ap ready引脚用于检测设备mcu的睡眠状态，电阻r0301的另一端连接外部电源vdd ext，电阻r0302和电容c0304并联后串联在外部电源vdd ext和三极管q0306的基极之间。
37.进一步的，所述通信模块无线连接有设备管控云平台，设备管控云平台可通过通信模块对设备进行管理和控制，如图12和图13为设备管控云平台的界面示意图，从图中可以看出管理的内容包括设备的分类、设备编号、设备名称、设备状态、使用记录、所述运营
商、设备地址、在线设备量、离线设备量、设备分布等，除了可以进行设备信息、以及设备所属部门的增删改查等操作外，还可以进行设备的远程控制；具体在操作时在电脑端登录设备管控云平台进行使用。
38.进一步的，所述通信模块包括用于为模块供电的电源模块，所述电源模块包括dc-dc 电路和ldo电路，dc-dc电路和ldo电路采用现有技术中能满足本技术使用要求的电源电路即可；当输入电压大于7v时，dc-dc电路将输入电压转换成5v并输出个ldo芯片，并通过ldo芯片生成3.8v、3.3v和1.8v的电压源供本通信模块使用；当输入电压低于5v 时，通过ldo电路直接产生3.8v给4g模块供电。
39.进一步的，如图9所示，所述状态指示电路包括分别用于指示4g模块状态、联网模式和usb连接状态的三个子指示电路，所述子指示电路包括带内置式电阻的贴片三极管q080x、电阻r080x和发光二极管d080x，所述4g模块的i/o引脚经三极管q080x后串联电阻r080x 和发光二极管d080x并连接至相应的电源；如图9所示，状态指示电路中包括用于表示4g 模块状态的指示灯d0801、用于指示4g模块联网状态的指示灯d0803和用于指示usb连接状态的指示灯d0802；含有指示灯d0801的子电路的输入端连接4g模块的status引脚，含有指示灯d0803的子电路的输入端连接4g模块的net mode引脚，含有指示灯d0802的子电路的输入端连接4g模块和usb引导电路的net status/usb boot引脚。
40.进一步的，如图9和图10所示，所述晶体管控制电路还包括用于检测usb连接状态的usb检测电路，所述4g模块连接有usb引导电路，所述usb引导电路连接usb检测电路、状态指示电路和4g模块；所述usb引导电路包括usb接口j0801，所述usb接口j0801 的引脚1经上拉电阻r0804连接usb检测电路、4g模块和外部电源vdd ext，所述usb接口j0801的引脚2并联tvs二极管d0804后连接状态指示电路和4g模块，瞬态电压抑制器tvs二极管d0804的另一端接地；usb boot默认悬空，4g模块开机前usb boot引脚被拉高到高电平，模块开机后将进入紧急下载模式，在此模式下，4g模块可以通过usb接口 j0801进行软件升级，在通信模块正常开机成功前net status/usb boot引脚禁止上拉；需要说明的是，ec600s-cn模块支持usb2.0高速和全速模式，相应的，设备mcu也必须支持usb host或otg功能才能进行usb boot，usb检测电路中，vbus ctrl端来控制usbvbus电源的通断。
41.本技术中，给出了两中电平转换电路，第一种为包括rxd电路和txd电路的三极管方案，该方案适用于波特率低于460kbps的应用场景；第二种为使用电平转换转换器的转换方案，
42.在第一个实施例中，如图6所示，所述电平转换电路包括rxd电路和txd电路，所述 rxd电路包括发射极与设备mcu的rxd引脚连接、集电极与4g模块的main rxd连接的三极管q0501、并联在三极管q0501的基极上的电阻r0501、与电阻e0501并联的电容c0501 和并联在三极管的集电极上的电阻r0504,所述电阻r0501和电阻r0504的另一端连接外部电源vdd ext；电容c0501和电容c0502容量为1nf、有助于改善信号质量。
43.在第二个实施例中，如图7所示，所述电平转换电路内部采用txs0108epwr芯片。
44.进一步的，如图11所示，所述4g模块还连接有测试连接器，测试连接器为外接测试设备连接座，用于通过usb为通信模块和设备mcu进行升级测试；所述测试连接器包括分别与4g模块的i/o引脚、设备mcu的gpio引脚连接的若干引脚；ec600s-cn模块的引脚 26、27分别通过r0206、r0205与测试连接器连接，电阻r0205和电阻r0206的作用是配合进行usb设备
识别和传输速度设置，在电路板上放置时要靠近通信模块的usb接口。
45.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。