散热优化的智能家居网关的制作方法

1.本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种散热优化的智能家居网关。


背景技术：

2.智能家居系统的集成性、整体性和便捷性可以极大改善人们的生活水平和生活质量，随着智能家居行业的发展与不断革新，更是促进了智能家居终端设备的进一步发展。
3.目前的智能家居终端设备百花齐放，品种繁多，但由于均采用单一的无线通讯技术，没有形成成熟统一的底层协议标准，各平台间云端接口协议和对接方案也无统一化标准。因此，建筑开发商需要选择多个不同厂商的模块化产品进行集成，以满足消费者多样化的需求，但不同厂商的模块化产品的接口或协议存在差异，且设备的固件不同，导致设备厂商需要针对每个平台的云端进行适配开发，同时也增加了开发商的集成难度，因此需要提供一种支持多种通讯协议的智能家居网关，降低集成难度。
4.然而，在一个智能家居网关内包含不同协议的模块，会导致功耗更大，其发热量也明显增加，加剧主板和显示屏发热的状况。现有智能家居网关产品在散热问题上较难突破，部分智能家居网关为改善散热问题，增加整机厚度，以改善显示屏和整机发热问题；一些智能家居网关为保证整机外观厚度(例如不超过10mm)，则不考虑散热问题，显示屏在长时间亮屏使用情况下，显示屏发热严重。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种散热优化的智能家居网关，旨在解决在保证整机外观厚度不变的前提下，进行散热优化的问题。技术方案如下：
6.该智能家居网关包括：壳体、显示屏和置于壳体内部的主控pcb板，显示屏表面与壳体表面平齐，壳体包括位于显示屏后侧的中框，以及位于中框后侧的金属背板，主控pcb板设于中框内，主控pcb板远离显示屏的一侧，电连接有电源模块、语音模块、主控模块、无线通信模块。
7.优选地，主控pcb板上的主要发热的功能模块上贴有导热硅胶垫，通过导热硅胶垫将热量传导至金属背板上；主要发热的功能模块包括电源模块、语音模块、主控模块。
8.优选地，显示屏包括正面和背面，背面为靠近主控pcb板一侧，显示屏的背面贴有导热石墨片。
9.优选地，主控pcb板上电连接的主控芯片上盖有屏蔽罩，主控芯片上和屏蔽罩上都贴有导热硅胶垫，屏蔽罩上的导热硅胶垫与金属背板接触；主控芯片包括无线通信模块、cpu芯片。
10.优选地，无线通信芯片包括wifi/ble模块的芯片。
11.优选地，无线通信芯片包括zigbee模块的芯片。
12.优选地，显示屏的背光区域贴有导热硅胶垫。
13.优选地，主控pcb板上电连接有通信串口和电源模块，主控模块通过通信串口分别
与wifi/ble模块、zigbee模块电连接，用于与不同的电器设备连接。
14.优选地，中框的材质为塑料。
15.优选地，智能家居网关的外观厚度小于或等于10mm。
16.本实用新型的有益效果是：利用本实用新型方案，采用金属的热传导良好的导热材料作为背板，将主板的热量导到金属背板上，使得热量均向后转移，降低显示屏局部集中发热，和主板热量传到至显示屏中的情况。
附图说明
17.图1为本实用新型智能家居网关一实施例的爆炸结构示意图；
18.图2为本实用新型智能家居网关的一实施例的剖面结构示意图；
19.图3为本实用新型智能家居网关的主控pcb板的一实施例的结构示意图；
20.图4为本实用新型显示屏的一实施例的散热数据对比图；
21.图5为本实用新型主控模块的一实施例的散热数据对比图；
22.图6为本实用新型电源模块的一实施例的散热数据对比图；
23.图7为本实用新型语音模块的一实施例的散热数据对比图；
24.图标：
25.1、背板安装螺钉；2、金属背板；4、屏蔽罩；5、导热硅胶垫；6、主控pcb板安装螺钉；7、主控pcb板；8、中框；9、导热石墨片；10、显示屏；701、电源模块；702、语音模块；703、wifi/ble模块；704、wifi/ble天线；705、扬声器；706、zigbee模块；707、zigbee天线；708、主控模块；710、背光模块。
具体实施方式
26.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
27.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是用于限制本实用新型。
28.如图1、图2所示，本实用新型提供一种散热优化的智能家居网关。
29.图1为本实用新型智能家居网关一实施例的爆炸结构示意图，图2为本实用新型智能家居网关的一实施例的剖面结构示意图，从图1、图2中可以看出，智能家居网关包括显示屏10，位于显示屏10后侧的中框8，以及位于中框8后侧的金属背板2，主控pcb板设于中框8内，主控pcb板远离显示屏10的一侧电连接有各种芯片和模块。
30.进一步地，图3为本实用新型智能家居网关的主控pcb板的一实施例的结构示意图，从图3可以看出，主控pcb板上电连接有电源模块701、语音模块702、wifi/ble模块、wifi/ble天线、扬声器705、zigbee模块、zigbee天线、主控模块708、背光模块710。其中，主控模块708通过通信串口分别与wifi/ble模块、zigbee模块电连接，用于与不同的电器设备连接。
31.采用金属的热传导良好的导热材料作为背板，将主板的热量导到金属背板2上，使得热量均向后转移，降低显示屏10局部集中发热，和主板热量传到至显示屏10中的情况。
32.优选地，参考图1、图2，主控pcb板上的主要发热的功能模块上贴有导热硅胶垫5，通过导热硅胶垫5将热量传导至金属背板2上；主要发热的功能模块包括电源模块701、语音模块702、主控模块708。
33.优选地，主控pcb板上电连接的主控芯片上盖有屏蔽罩4，主控芯片上和屏蔽罩4上都贴有导热硅胶垫5，屏蔽罩4上的导热硅胶垫5与金属背板2接触；主控芯片包括无线通信模块、cpu芯片。这是由于无线通信模块和cpu芯片等可能造成互相干扰，在上面加盖屏蔽罩4可以防止这种干扰，而在屏蔽罩4的两边分别贴上导热硅胶垫5，可以进一步地将热量传导至金属背板2。
34.优选地，显示屏10的背光区域贴有导热硅胶垫5。这是由于显示屏10的背光区域也是主要发热点，将显示屏10的背光模块710的热量传导至金属背板2，从而减少向显示屏10传导的热量。
35.优选地，显示屏10包括正面和背面，背面为靠近主控pcb板一侧，显示屏10的背面贴有导热石墨片9。通过石墨片，将显示屏10发热区域热量迅速传导至不发热区域，从而把显示屏10发热热量均匀分布到整个显示屏10上，确保显示屏10不会出线局部过热的情况。
36.优选地，中框8的材质为塑料。这样可以降低成本，同时起到隔热的作用。
37.优选地，智能家居网关的外观厚度小于或等于10mm，在保证整机外观厚度的情况下，采用本实用新型方案可以获得更好的散热效果。
38.进一步地，针对主板和显示屏10发热问题，用同一个样机，在不同散热条件下，测试其发热效果，完成以下测试和分析：
39.具体地，可参考图4-7，图4为本实用新型显示屏10的一实施例的散热数据对比图，图5为本实用新型主控模块708的一实施例的散热数据对比图，图6为本实用新型电源模块701的一实施例的散热数据对比图，图7为本实用新型语音模块702的一实施例的散热数据对比图。
40.样机说明：
41.1、样机a
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初版本样机，显示屏10输入电流20ma,塑料背板；
42.2、样机b
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改善样机，在样机a基础上，将塑料背板换为金属背板2，且增加导热硅胶垫5和导热石墨片9，其他不做修改；
43.3、样机c
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改善样机，在样机b基础上，将显示屏10电流降低为15ma，其他不做修改，调整电压后屏亮度为240cd/m2；
44.4、样机d
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改善样机，在样机c的基础上，将显示屏10亮度调整为350cd/m2；
45.5、样机e
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改善样机，在样机d的基础上，将显示屏10背光区域的导热硅胶垫5去掉；
46.6、样机f
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改善样机，在样机f的基础上，将金属背板2换为塑料背板。
47.从以上测试中可以看出：
48.1、背板由塑料改为金属，其余条件相同情况下，有效的降低了整机与显示屏10的发热情况；
49.2、降低显示屏10电流后，其余条件相同情况下，有效的降低了整机与显示屏10的
发热情况。
50.本实用新型的有益效果：通过金属的热传导良好的导热效果，将主控pcb板上的无线通信模块、主控模块、电源模块、语音模块、显示屏背光模块等热量导到金属背板上，使得主控pcb板上产生的热量尽可能向后传到金属背板上，减少向显示屏传导的热量；通过石墨片，将显示屏发热区域热量迅速传导至不发热区域，从而把显示屏发热热量均匀分布到整个显示屏上，确保显示屏不会出线局部过热的情况；在保证设备外观厚度不超过10mm的前提下，降低了显示屏局部的高发热量，提升了用户的触屏操作手感；通过降低多模块协议智能家居网关的发热量，延长发热器件的使用寿命，从而提高产品的使用寿命。