一种智能网关的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种智能网关。


背景技术：

2.网关(gateway)又称网间连接器、协议转换器，是一种用以在传输层上以实现网络互连的通信设备。随着电力物联网的快速发展，现有的智能电箱内很大部分信号通讯设备开始采用智能网关来实现。由于智能网关在不同安装环境和应用场合，必须进行适应性匹配才能够获得稳定长久的使用寿命。因此，如何设计出一种更加适合安装在电箱中使用的智能网关则成为迫切需求，如具有更加满足电箱的安装空间需求、具有抗环境电磁辐射功能、通信功能完备、散热良好等等性能。


技术实现要素：

3.针对于此，本实用新型提供一种智能网关,以满足上述至少任一性能需求。
4.本实用新型采用如下技术方案实现：
5.实用新型提出一种智能网关，包括外壳体及设置在外壳体内的电路组件，所述电路组件包括位于层叠方向的下侧的主控板和可选择的位于层叠方向的上侧的远程通信电路板，所述远程通信电路板和主控板采用上下对接的方式使所述远程通信电路板可扩展的插接在所述主控板上。
6.其中，基于制造成本和装配优化考虑，在一个实施例中，所述主控板上在其上端侧设置有pin针插接口，所述远程通信电路板在其下端侧对应设置有对应数量pin插针，二者进行对插连接。
7.其中，在一个实施例中，所述远程通信电路板是包括有3g通信模块或是4g通信模块或是5g通信模块的通信电路板。
8.其中，基于进行安装操作便利性考虑，在一个实施例中，定义以所述外壳体的直立方向为上下方向，所述外壳体在直立方向的下端设置有用于与电箱内安装导轨配合的安装部，所述安装部具体是：在下沿的一侧由壳体直接形成一第一钩挂部，另一侧设置一插接配合部，分体设置的第二钩挂件能够跟该插接配合部实现自复位地相对滑移连接，所述第二钩挂件形成一第二钩挂部。
9.其中，基于生产装配和安装操作考虑，在一个实施例中，所述接配合结构和第二钩挂部的具体配合结构是：所述第二钩挂件呈u字型结构，包括第一底板和两侧翼板，其中两侧翼板的前端形成较为尖锐的挂钩部，底板的后端向上弯折形成施力操作部，所述插接配合部匹配所述第二钩挂件结构，并于之形成具有能够容置一弹簧的内部空间，所述弹簧安装设置于其中。
10.其中，为了方便地进行操作交换和获知网关的使用状态，在一个实施例中，定义以所述外壳体的直立方向为上下方向，所述外壳体在直立方向的上端设置有指示灯和/或按钮。
11.其中，出于布局合理的角度考虑，在一个实施例中，定义以所述外壳体的直立方向为上下方向，所述外壳体在直立方向的左右两侧还设置有接口。
12.其中，为了使整体结构更加紧凑且降低生产制造成本，在一个实施例中，所述接口至少包括一插针插口，所述插针插口是电源和通信串口复用的插口。
13.其中，为了获得更加良好的散热性能以利于网关运行的稳定性，在一个实施例中，所述外壳体上还阵列排布多个散热通孔，所述外壳体的至少其中一侧设置狭缝型散热孔，二者形成散热对流通道。
14.其中，在一个实施例中，所述主控板包括有：用于提供工作电源的电源模块、微控制模块、以及与所述微控制模块电连接的串口通信模块、近程无线通信模块、以太网通信模块，所述远程通信电路板包括有远程无线通信模块，所述远程无线通信模块通过所述远程通信电路板插接在所述主控板而与所述微控制模块电连接。
15.其中，为了使整个电路板的布局更加紧凑，且散热分布更加合理，在一个实施例中，所述主控板上的所述近程无线通信模块包括近程无线通信功能芯片及天线，所述微控制模块包括微控制功能芯片及外围存储芯片，所述串口通信模块包括串口通信功能芯片，以及所述主控板上还包括有功率器件；定义以所述外壳体的直立方向为上下方向，其中：所述近程无线通信功能芯片及天线布置在中间靠上的位置，所述微控制功能芯片及外围存储芯片和所述串口通信功能芯片置在中间大部分区域，所述功率器件布置在靠近两侧区域。
16.其中，为了满足结构紧凑且避免通信干扰，在一个实施例中，所述远程通信电路板上的所述远程无线通信模块包括远程无线通信功能芯片，所述远程无线通信功能芯片布置在位于靠近下侧方的位置，并且所述远程通信电路板上的远程无线通信功能芯片和所述主控板上的所述近程无线通信功能芯片在空间上彼此错开。
17.其中，基于结构更加紧凑考虑，在一个实施例中，所述外壳体的主体外形是呈“凸”字型轮廓的块状结构，所述主控板也是匹配的“凸”字型轮廓。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.1.本实用新型的智能网关除原有的串口通信和近程无线通信的基础通信功能外，还能够扩展远程通信功能，能够适合更多应用场合需求，并且是层叠方向上下可扩展的插接主控板和远程通信电路板，使得整体结构更加紧凑，更加满足电箱的安装空间需求。
20.2.本实用新型的智能网关在外壳体的下端设置的用于与电箱内安装导轨配合的安装部是一个一体的第一钩挂部和一个分体设置的第二钩挂件，在下沿的一侧由壳体直接形成一第一钩挂部，另一侧设置一插接配合部，分体设置的第二钩挂件能够跟该插接配合部实现自复位地相对滑移连接，所述第二钩挂件形成一第二钩挂部，从而方便生产装配和安装操作。
21.3.本实用新型的智能网关在外壳体的上端及左右侧端设置指示灯和/或按钮和/或接口，以及接口还采用多合一复用接口，可以满足整体结构紧凑的要求下增加必要的指示、操作和连接功能，更加适合实际使用需求。
22.4.本实用新型的智能网关在外壳体设置有散热通孔，利于网关运行的稳定性。
23.5.本实用新型的智能网关对主控板和远程通信电路板的功能模块的位置布局进行了优化设计，从而使整体更加紧凑，且散热分布更加合理，此外还能避免通信干扰，增强使用稳定性。
附图说明
24.图1是该实施例中包含有外壳体的装置外形的立体示意图(一)；
25.图2是该实施例中包含有外壳体的装置外形的立体示意图(二)；
26.图3是本实用新型一个实施例中安装部的局部剖视图；
27.图4是本实用新型一个实施例中安装部的各零部件的爆炸分解图；
28.图5是本实用新型一个实施例中各功能模块连接示意图；
29.图6是该实施例中移除上壳体后内部电路组件的示意图；
30.图7是该实施例中移除上层的4g通信电路板后的主控板电路组件的示意图；
31.图8是该实施例中各零部件的爆炸分解图。
具体实施方式
32.参阅图1至图8所示，作为本实用新型的实施例，提供一种智能网关，包括外壳体1及设置在外壳体1内的电路组件。其中，参阅图1和图2，该外壳体1的主体外形大致呈“凸”字型轮廓的块状结构，以“凸”字型直立方向来看，其上端还嵌设有led指示灯2和设置有按钮3，其下端设置有用于与电箱内安装导轨配合的安装部4，其两侧分别外露有不同形式的接口，接口的类型包括电源接口、通信接口、sim卡接口、天线接口等。电路组件包括了电路板及设置在电路板上的各芯片模块和接口组件，对应接口组件分别设置在电路板朝向“凸”字型外壳体1的两侧，并分别对应位置来匹配外壳预留的接口和插槽。
33.具体的，该外壳体1包括均分别呈“凸”字型轮廓并具有凹陷安装空间的上壳体101和下壳体102，上壳体101和下壳体102相互扣合形成大致呈“凸”字型轮廓的块状结构的该外壳体1的主体外形。上、下壳体101、102之间对应位置设置有凸柱和螺孔，通过螺栓进行连接固定。该实施例中，为了方便地进行操作交换和获知网关的使用状态，该外壳体1的上端的led指示灯2为两个双色指示灯，分别用于指示电源状态和通信状态，上端的按钮3为“设置”功能按钮。该指示灯和功能按钮为可选二者其一或者二者均具有之。
34.参阅图3和4所示，该实施例中，该外壳体1的下端安装部4包括在下沿的一侧由壳体直接形成一第一钩挂部401，另一侧设置一插接配合部103，分体设置的第二钩挂件4021能够跟该插接配合部103实现活动连接并通过一内置的弹簧15实现自复位地相对滑移，该第二钩挂件4021形成一第二钩挂部402，从而该外壳体1能够通过其下端的该第一钩挂部401和能够弹性滑移的第二钩挂部402挂接固定在电箱内的安装导轨上，这样使得后续将该智能网关安装在电箱内的安装导轨会更加方便操作。具体的，该插接配合部11203和该第二钩挂件4021的具体配合结构是：该第二钩挂件4021大致呈u字型结构，包括第一底板40211和两侧翼板，其中该两侧翼板的前端40212形成较为尖锐的挂钩部，该底板40211的后端40213向上弯折形成施力操作部，该插接配合部103匹配该第二钩挂件4021结构，并于之形成具有能够容置该弹簧15的内部空间，该弹簧15安装设置于其中。参阅图1、图2及图6、7、8所示，该实施例中，位于该外壳体1一侧的接口分别包括：位于一侧的以太网网口5、插针插口6，其中该实施例的插针插口6为电源和485通信串口复用的插口，从而可以省略一个单独的电源接口，而使该实施例的结构更加紧凑；位于该外壳体1另一侧的sim卡插槽7、天线接口8及用于增加散热的狭缝型散热孔14。这样，该实施例在该外壳体1两侧的接口布局也更加合理。
35.该实施例中，为了更了能够使该实施例具有更好的散热能力以利于网关运行的稳定性，以期获得稳定长久的使用寿命，该上壳体101上还阵列排布多个散热通孔13，与位于该外壳体1一侧面的狭缝型散热孔14一起形成良好散热对流通道，以加快自然对流散热效率。
36.具体的，参阅图6、7、8所示，出于整体结构紧凑性考虑，该实施例的电路组件包括位于层叠方向的下侧的匹配所述的下壳体102的“凸”字型轮廓的主控板10和位于层叠方向的上侧的远程信电路板(如4g通信电路板9)。基于4g通信模块为可根据需求选配及空间利用率的考虑，该实施例不采用一整块电路板来实现，进而采用4g通信电路板9和主控板10上下对接的方式，从而在需要选配4g通信模块的时候，可以将该4g通信电路板9插接在该主控板10上即可实现，仅在高度上增后，也不会导致该实施例整体在电箱内横向占用空间过大的问题。相应的，该主控板10在其上端侧设置有一5pin插接口1001，该4g通信电路板9在其下端侧对应设置有5pin插针(位于图中所示的背面故不可视)，进行对插连接。
37.参阅图5所示，该实施例的电路组件的各功能模块系统具体是，主要包括：用于提供工作电源的电源模块、一微控制模块(mcu，micro control unit)、以及与所述微控制模块电连接的rs485串口通信模块、wifi无线通信模块、以太网通信模块及4g无线通信模块，其中电源模块包括了12v电源适配器、dc12v-dc3.3v降压稳压单元、dc12v-dc3.8v降压稳压单元和dc12v-dc5v隔离降压电源模块，12v电源适配器输出的直流12伏电流经由dc12v-dc3.3v降压稳压单元降压后供电给微控制模块(mcu)作为其工作电源，经由dc12v-dc3.8v降压稳压单元降压后供电给4g无线通信模块作为其工作电源，考虑到串口通信信号传输的稳定性，12v电源适配器输出的直流12伏电流经由dc12v-dc5v隔离降压电源模块进行隔离降压后再用作rs485串口通信模块的驱动电压。
38.该实施例中，485串口通信模块通过隔离芯片与微控制模块(mcu)进行隔离，以太网接口增加隔离变压器进行保护和增强传输信号。在其他应用场合中，该实施例的485串口通信模块也可以替换成其他的串口通信模块，如232串口通信模块或can串口通信模块等，该实施例的wifi无线通信模块可以替换成lora无线通信模块或zigbee无线通信模块等近程无线通信模块，该实施例的4g通信模块也可以替换成3g通信模块或5g通信模块等远程无线通信模块。
39.参阅图6、7所示，在电路布板设计上，在主控板10上将wifi芯片1002(wifi无线通信模块的功能芯片)及其天线1003布置在中间靠上的位置，其他的微控制器芯片(微控制模块的功能芯片)、串口通信芯片(rs485串口通信模块的功能芯片)、eeprom芯片(微控制模块的外围存储芯片)等布置在中间大部分区域，将如电容、运放、变压器等功率器件布置在靠近两侧区域，可以使整个电路板的布局更加紧凑，且散热分布更加合理；插接的4g通信电路板9的4g通信芯片901(4g通信模块的功能芯片)位于靠近下侧方的位置，与wifi芯片1002在空间上彼此错开，二者通信性能更不易受到相互影响。
40.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均落入本实用新型的保护范围。