4G物联网关及监测系统的制作方法

4g物联网关及监测系统
技术领域
1.本技术涉及物联技术领域，具体涉及一种4g物联网关及包括该4g物联网关的监测系统。


背景技术：

2.物联网关用于提供数据采集和数据发送功能，其广泛应用于智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源等多个领域。
3.目前市面上的物联网关涉及的无线通信技术主要包括：以太网、2g、3g、4g、lora、wifi、zigbee等。
4.但是，目前市面上通用的4g物联网关普遍功能单一，只具备串口转4g无线通信功能，不具备输入采集、开关量输出等功能，若需要使用以上功能，则需要单独扩展输入输出控制器使用，以致整体产品方案成本高。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术存在的问题，本技术的主要目的在于提供一种功能丰富、成本低的4g物联网关。
6.为了实现上述目的，本技术具体采用以下技术方案：
7.本技术提供了一种4g物联网关，该4g物联网关包括：
8.网关壳体；
9.网关主板，所述网关主板安装于所述网关壳体内，且所述网关主板包括基板及设于所述基板的4g模组、串行通信模块、采集模块、开关量输出模块、输入输出端口；
10.所述4g模组分别与所述串行通信模块、所述采集模块、所述开关量输出模块连接；
11.所述输入输出端口分别与所述采集模块、所述开关量输出模块连接。
12.在一种具体的实施方式中，所述采集模块包括直流电流采集模块、直流电压采集模块、交流电流采集模块及开关量采集模块的至少一项。
13.在一种具体的实施方式中，所述网关主板还包括串行通信端口，所述串行通信端口与所述串行通信模块连接。
14.在一种具体的实施方式中，所述网关主板还包括电源模块，所述电源模块设置于所述基板，且所述电源模块与所述4g模组、所述串行通信模块、所述直流电流采集模块、所述直流电压采集模块、所述交流电流采集模块、所述开关量采集模块及所述开关量输出模块分别电连接，用于为各模块提供电能。
15.在一种具体的实施方式中，所述网关主板还包括无线通信天线座，所述无线通信天线座设置于所述基板，用于连接天线。
16.在一种具体的实施方式中，所述网关壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳
体和所述第二壳体可拆卸连接，形成有容纳腔，所述网关主板安装于所述容纳腔内。
17.在一种具体的实施方式中，所述网关主板通过螺丝固定于所述第一壳体和/或所述第二壳体。
18.在一种具体的实施方式中，所述第一壳体开设有第一通孔，所述无线通信天线座经所述第一通孔穿出于所述网关壳体。
19.在一种具体的实施方式中，所述第二壳体开设有第二通孔，所述串行通信端口经所述第二通孔穿出于所述网关壳体。
20.在一种具体的实施方式中，所述第二壳体还开设有第三通孔，所述输入输出端口经所述第三通孔穿出于所述网关壳体。
21.在一种具体的实施方式中，所述第二通孔和所述第三通孔贯通。
22.在一种具体的实施方式中，所述输入输出端口与所述基板为可拆卸连接，和/或，所述串行通信端口与所述基板为可拆卸连接。
23.相应地，本技术还提供了一种监测系统，该监测系统包括以上任一实施例所述的4g物联网关、串行终端设备、变送器、传感器、执行器及开关设备；
24.所述串行终端设备与所述串行通信模块连接；
25.所述变送器、所述传感器、所述执行器及所述开关设备与所述输入输出端口连接。
26.相比于现有技术，本技术的4g物联网关集成有4g模组、串行通信模块、采集模块及开关量输出模块，进而能够通过串行通信模块实现串口转4g无线通信功能，通过采集模块实现直流电流采集、直流电压采集、交流电流采集、开关量采集等功能，通过开关量输出模块实现开关量输出功能，解决了传统串口通信的4g物联网关所不具备的输入输出检测功能，有效降低了产品成本。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的4g物联网关的模块框图。
28.图2为本技术实施例提供的4g物联网关的立体图。
29.图3为图2中4g物联网关的立体分解图。
30.图4为本技术实施例提供的4g物联网关连接有外部设备的模块框图。
31.图5为本技术实施例提供的监测系统的模块框图。
32.附图标识：
33.1、网关壳体；11、第一壳体；111、第一通孔；12、第二壳体；121、第二通孔；122、第三通孔；2、网关主板；20、基板；21、电源模块；22、4g模组；23、串行通信模块；24、串行通信端口；25、无线通信天线座；26、直流电流采集模块；27、直流电压采集模块；28、交流电流采集模块；29、开关量采集模块；30、开关量输出模块；31、输入输出端口；100、串行终端设备；200、云服务器；300、变送器；400、传感器；500、执行器；600、开关设备。
具体实施方式
34.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
35.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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技术中的具体含义。
36.本说明书的描述中，需要理解的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
37.参照图1所示，图1为本技术实施例提供的4g物联网关的模块框图，该4g物联网关包括网关壳体1和网关主板2，网关主板2安装于网关壳体1内，且网关主板2包括电源模块21、4g模组22、串行通信模块23、串行通信端口24、无线通信天线座25、开关量输出模块30、输入输出端口31及采集模块，在本实施例中，采集模块可包括直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29的至少一项，需要说明的是，具体采集模块的数量可根据实际情况调整，此处不作限定。电源模块21与4g模组22、串行通信模块23、直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29及开关量输出模块30电连接，用于为4g模组22、串行通信模块23、直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29及开关量输出模块30提供电能。4g模组22与串行通信模块23、无线通信天线座25、直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29及开关量输出模块30分别电连接，用于将各模块获取到的数据发送至云服务器。串行通信端口24电连接于串行通信模块23，用于外接串行终端设备。输入输出端口31电连接于直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29及开关量输出模块30，用于外接各直流电流、电压、交流电流输出设备及开关设备。
38.本技术将网关主板2与网关壳体1组成一款支持输入采集和开关量输出的4g物联网关，具体地，将串行通信模块23、直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29及开关量输出模块30集成为一个产品，解决了传统串口通信的4g物联网关所不具备的输入输出检测功能，有效降低产品成本及降低了产品方案部署难度。
39.参照图2和图3所示，图2为本技术实施例提供的4g物联网关的立体图，图3为图2中4g物联网关的立体分解图。网关主板2还包括基板20，电源模块21、4g模组22、串行通信模块23、串行通信端口24、无线通信天线座25、直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28、开关量采集模块29、开关量输出模块30及输入输出端口31分别设置于基板20。网关壳体1包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12可拆卸连接，形成有容纳腔，网关主板2安装于容纳腔内。
40.进一步地，网关主板2通过螺丝固定于第一壳体11或第二壳体12，或者，网关主板2也可以通过螺丝同时固定于第一壳体11及第二壳体12。
41.为了便于该4g物联网关电连接天线及外部设备，第一壳体11开设有第一通孔111，第二壳体12开设有第二通孔121和第三通孔122，无线通信天线座25经第一通孔111穿出于网关壳体1之外，串行通信端口24经第二通孔121穿出于网关壳体1之外，输入输出端口31经第三通孔122穿出于网关壳体1之外，以便于天线与无线通信天线座25的连接，串行终端设备与串行通信端口24的连接，直流电流、电压、交流电流输出设备及开关设备与输入输出端口31的连接。
42.进一步地，串行通信端口24与基板20为可拆卸连接，输入输出端口31与基板20为可拆卸连接，以便于网关主板2的安装，例如，可以先安装好基板20之后，再将串行通信端口24、输入输出端口31通过第二通孔121、第三通孔122插接于基板20。
43.在本实施例中，第二通孔121和第三通孔122贯通，可以理解，在其他实施例中，第二通孔121和第三通孔122也可以不贯通。
44.具体使用时，参照图4和图5所示，图4为本技术实施例提供的4g物联网关连接有外部设备的模块框图。该4g物联网关通过串行通信模块23及串行通信端口24的设置，对外能够连接串行终端设备100，以获取串行终端设备100的数据，实现4g物联网关的基础串行通信功能。同时，通过直流电流采集模块26、直流电压采集模块27、交流电流采集模块28及开关量采集模块29的设置，对外能够连接传感器400、变送器300，以采集其输出的直流电流、直流电压、交流电流和开关状态；通过开关量输出模块30的设置，对外能够连接执行器500、开关设备600，以通过开关量输出模块30控制执行器500、开关设备600的开关态状态，进而能够实现直流电流采集、直流电压采集、交流电流采集、开关量采集及开关量输出功能。另外，通过无线通信天线座25的设置，能够与天线连接，进而实现无线通信功能，将串行通信获取到的数据及输入输出获取到的数据发送至云服务器200。
45.在本实施例中，直流电流采集模块26设有四路以上的直流电流采集通道，以能够满足需要同时四路以上直流电流采集的应用场景；直流电压采集模块27设有四路以上的直流电压采集通道，以能够满足需要同时四路以上直流电压采集的应用场景；交流电流采集模块28设有一路以上的交流电流采集通道，以能够满足需要同时一路以上交流电流采集的应用场景；开关量采集模块29设有四路以上的开关量采集通道，以能够满足需要同时四路以上开关量采集的应用场景；开关量输出模块30设有四路以上的开关量输出通道，以能够满足需要同时四路以上开关量输出的应用场景。
46.本技术的4g物联网关支持四路直流电压采集、四路直流电流采集，可用于接入各类直流电压输出、直流电流输出的传感器和变送器，适用于环境检测场景；该4g物联网关支持四路开关量采集，可用于接入各类开关量输出的外围部件，例如风机、阀门、门禁等，适用于环境控制等场景；该4g物联网关支持一路交流电流采集，可用于接入各类交流电流输出的外围部件，例如接入压缩机、风机、电源线等部件，适用于电气状态监控等场景；该4g物联网关支持四路开关量输出，可用于接入各类外围执行器，例如风机、阀门等，适用于工业控制等场景。
47.参见图5所示，图5为本技术实施例提供的监测系统的模块框图。该监测系统包括上述实施所述的4g物联网关、串行终端设备100、变送器300、传感器400、执行器500及开关设备600，4g物联网关与串行终端设备100、变送器300、传感器400、执行器500及开关设备600分别电连接，通过4g物联网关能够获各设备输入输出数据并将获取到的数据发送至云
服务器200。
48.具体地，4g物联网关通过串行通信端口连接于串行终端设备100，以获取串行终端设备100的数据，实现4g物联网关的基础串行通信功能。4g物联网关通过输入输出端口连接于传感器400、变送器300、执行器500、开关设备600，以采集传感器400、变送器300输出的直流电流、直流电压、交流电流和开关状态，同时控制执行器500、开关设备600的开关态状态，进而能够实现直流电流采集、直流电压采集、交流电流采集、开关量采集及开关量输出功能。
49.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。