CN218298819U - 一种可扩展智能设备监控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可扩展智能设备监控器，包括串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、ARM模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块，所述串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块均与ARM模块连接。在本实用新型中，通过IO扩展模块给ARM模块扩展出更多的GPIO管脚，解决原CPU本身GPIO管脚数量不够的缺点，同时通过串口扩展模块实现扩展UART的功能，并实现RS485/RS232通信功能，提高智能监控器的兼容性。

Description

一种可扩展智能设备监控器

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种可扩展智能设备监控器。

背景技术

随着科技技术的日新月异，信息网络技术的不断发展，各类规模大小不等，设备种类、数量不同的网络设备机房广泛分布于用户各分支机构所在地域。由于欠缺与运行网络的规模体系相对称的运维系统，数量众多的无人值守机房的物理运行环境状况、动力配电状况、设备运行状况、人员活动状况以及消防状况的变化包括可能出现的危急状况，均无法得到及时的发现和处理，也就很难被有效预见、防范和避免。然而现有的智能设备监控器的数据交互接口(如GPIO接口)数量少，无法满足大型机房的设备接口需求，并且串口类型单一，导致智能设备监控器的兼容性差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可扩展智能设备监控器，其能解决现有的智能设备监控器的数据交互接口数量少，无法满足大型机房的设备接口需求，并且串口类型单一，导致智能设备监控器的兼容性差的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可扩展智能设备监控器，包括串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、ARM模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块，所述串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块均与ARM模块连接。

优选的，所述IO扩展模块包括IO扩展芯片U44，所述IO扩展芯片U44与ARM模块连接。

优选的，所述无线模块包括lora无线通信单元U45和WiFi&BT无线通信单元U51，所述lora无线通信单元U45通过IO扩展芯片U44与ARM模块连接，所述WiFi&BT无线通信单元U51与ARM模块连接。

优选的，所述显示模块包括LVDS显示屏信号输出单元，所述ARM模块通过LVDS显示屏信号输出单元外接显示屏。

优选的，所述外部控制模块包括若干外接有外部设备的继电器和驱动器U41，所述ARM模块与驱动器U41连接，所述驱动器U41和继电器之间连接有晶体管阵列。

优选的，所述开关量输入模块包括若干用于采集外界信合的光耦单元，所述光耦单元的输入端外接有传感器，所述光耦单元的输出端与ARM模块连接。

优选的，所述通信模块包括4G通讯单元、语音转化单元和音频编解码单元，所述4G通讯单元通过音频编解码单元与语音转化单元连接，所述语音转化单元与ARM模块连接。

优选的，所述SD模块包括TF卡接口，所述TF卡接口与ARM模块连接。

优选的，所述串口扩展模块包括串口扩展驱动单元、RS485扩展单元和RS232扩展单元，所述RS485扩展单元和RS232扩展单元均通过串口扩展驱动单元与ARM模块连接。

优选的，所述双网口模块包括第一网络PHY芯片U23、第二网络PHY芯片U24和网口芯片J6，所述第一网络PHY芯片U23和第二网络PHY芯片U24均与ARM模块连接，所述第一网络PHY芯片U23通过网口芯片J6与第二网络PHY芯片U24连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过IO扩展模块给ARM模块扩展出更多的GPIO管脚，解决原CPU本身GPIO管脚数量不够的缺点，同时通过串口扩展模块实现扩展UART的功能，并实现RS485/RS232通信功能，提高智能监控器的兼容性。

附图说明

图1为本实用新型中所述的可扩展智能设备监控器的结构示意图。

图2为本实用新型中所述的IO扩展模块的电路图。

图3为本实用新型中所述的lora无线通信单元的电路图。

图4为本实用新型中所述的WiFi&BT无线通信单元的电路图。

图5为本实用新型中所述的显示模块的电路图。

图6为本实用新型中所述的外部控制模块的电路图。

图7为本实用新型中所述的开关量输入模块的电路图。

图8为本实用新型中所述的4G通讯单元的电路图。

图9为本实用新型中所述的音频编解码单元的电路图。

图10为本实用新型中所述的SD模块的电路图。

图11为本实用新型中所述的第一网络PHY芯片的电路图。

图12为本实用新型中所述的第二网络PHY芯片的电路图。

图13为本实用新型中所述的网口芯片的电路图。

图14为本实用新型中所述的DC-DC芯片的电路图。

图15为本实用新型中所述的降压芯片的电路图。

图16为本实用新型中所述的状态灯模块的电路图。

图17为本实用新型中所述的串口扩展驱动单元的电路图。

图18为本实用新型中所述的RS485扩展单元的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1-18所示，一种可扩展智能设备监控器，包括串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、ARM模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块，所述串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块均与ARM模块连接。在本实施例中，通过IO扩展模块给ARM模块扩展出更多的GPIO管脚，解决原CPU本身GPIO管脚数量不够的缺点，同时通过串口扩展模块实现扩展UART的功能，并实现RS485/RS232通信功能，提高智能监控器的兼容性，优选的，所述ARM模块采用64位ARM Cortex-A53处理器运行android系统，具有超低功耗、高效性，高稳定性和高可靠性。

优选的，如图2所示，所述IO扩展模块包括IO扩展芯片U44，所述IO扩展芯片U44与ARM模块连接。在本实施例中，所述IO扩展芯片U44型号为TCA6424RGJR，为ARM模块扩展出更多的GPIO管脚，解决原CPU本身GPIO管脚数量不够的缺点。

优选的，如图3-4所示，所述无线模块包括lora无线通信单元U45和WiFi&BT无线通信单元U51，所述lora无线通信单元U45通过IO扩展芯片U44与ARM模块连接，所述WiFi&BT无线通信单元U51与ARM模块连接。在本实施例中，通过lora无线通信单元U45和WiFi&BT无线通信单元U51使得智能设备监控器具备BT，wifi，lora等无线通信功能，可以用来连接设备传输数据，或者连入互联网等，向ARM模块提供了多种常用的无线通信支持，可以支持不同的场景需求。

优选的，如图5所示，所述显示模块包括LVDS显示屏信号输出单元，所述ARM模块通过LVDS显示屏信号输出单元外接显示屏。在本实施例中，ARM模块通过LVDS显示屏信号输出单元向外界的显示屏输出视频信号，以向外界直接提供直观的数据展示和管理控制面板，无需额外设备，进一步的，视频信号为1280*720分辨率的视频信号。

优选的，如图6所示，所述外部控制模块包括若干外接有外部设备的继电器和驱动器U41，所述ARM模块与驱动器U41连接，所述驱动器U41和继电器之间连接有晶体管阵列。在本实施例中，通过继电器与外界各种电气设备连接，对外界的电气设备进行自动控制。

优选的，如图7所示，所述开关量输入模块包括若干用于采集外界信合的光耦单元，所述光耦单元的输入端外接有传感器，所述光耦单元的输出端与ARM模块连接。在本实施例中，通过光耦芯片连接烟感传感器、漏水传感器和防雷传感器等，使得MCU模块通过开关量输入模块接入多路开关量，支持干接点类型和TTL电平类型。

优选的，如图8-9所示，所述通信模块包括4G通讯单元、语音转化单元和音频编解码单元，所述4G通讯单元通过音频编解码单元与语音转化单元连接，所述语音转化单元与ARM模块连接。在本实施例中，通过4G通讯单元实现4G数据通信功能，并且结合语音转化单元和音频编解码单元实现短信及电话告警功能。

优选的，如图10所示，所述SD模块包括TF卡接口，所述TF卡接口与ARM模块连接。在本实施例中，通过TF卡接口拓展microSD接口，同时USB模块如图所示，实现监控器的USB通讯功能，便于接入USB摄像头、U盘、SD卡等，方便系统的扩展升级。

优选的，如图17-18所示，所述串口扩展模块包括串口扩展驱动单元、RS485扩展单元和RS232扩展单元，所述RS485扩展单元和RS232扩展单元均通过串口扩展驱动单元与ARM模块连接。在本实施例中，通过串口扩展模块实现扩展UART的功能，并实现RS485/RS232通信功能，并具备监控串口与IP网络接口的透传功能。

优选的，如图11-13所示，所述双网口模块包括第一网络PHY芯片U23、第二网络PHY芯片U24和网口芯片J6，所述第一网络PHY芯片U23和第二网络PHY芯片U24均与ARM模块连接，所述第一网络PHY芯片U23通过网口芯片J6与第二网络PHY芯片U24连接。在本实施例中，通过双网口模块接入2路IP网络接口，实现10/100M/1000M自适应，并且链路冗余备份，同时可以设置不同的网络权限，其中第一网络PHY芯片U23和第二网络PHY芯片U24与ARM模块物理连接，并且网口芯片J6为集成网络变压器的网口芯片。

优选的，如图14-15所示，还包括电源模块，所述电源模块包括DC-DC芯片U1、降压芯片U3、LDO电源芯片U2和LDO电源芯片U4，所述DC-DC芯片U1将外界电源转化成5V直流电，再经过降压芯片U3转换成3.3V直流电，然后再由LDO电源芯片U2和LDO电源芯片U4分别转换出1.8V直流电和2.5V直流电，从而满足各个模块对不同工作电压的需求。

优选的，如图16所示，还包括状态灯模块，所述状态灯模块包括与ARM模块连接的发光LED灯D4，根据系统的工作状态向外界发出不同的信号(闪烁、常亮等)。

在本实施例中，当本系统接入直流电源或者交流电源以后，电源模块将电源转换成系统所需要的电源，整个系统正常工作，状态灯模块正常指示，用户可以根据实际应用需要在串口扩展模块中接入带RS232/RS485功能接口的设备模块(温湿度，UPS,精密空调等等)。并且开关量输入模块可以接入开关量的设备，支持干接点类型和TTL电平可接烟感，漏水，防雷检测等传感器。通信模块可以在外部监控的设备出现异常，无线通讯发短信或者打电话进行告警，支持一定的电话交互功能。无线模块可以提供三种不同的无线通信功能，根据不同的场合都可以适配不同的需求，进一步的，显示模块可以提供显示屏输出，同时支持电容屏多点触摸控制。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可扩展智能设备监控器，其特征在于：包括串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、ARM模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块，所述串口扩展模块、SD模块、通信模块、双网口模块、USB模块、外部控制模块、开关量输入模块、显示模块、IO扩展模块、无线模块和状态灯模块均与ARM模块连接。

2.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述IO扩展模块包括IO扩展芯片U44，所述IO扩展芯片U44与ARM模块连接。

3.如权利要求2所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述无线模块包括lora无线通信单元U45和WiFi&BT无线通信单元U51，所述lora无线通信单元U45通过IO扩展芯片U44与ARM模块连接，所述WiFi&BT无线通信单元U51与ARM模块连接。

4.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述显示模块包括LVDS显示屏信号输出单元，所述ARM模块通过LVDS显示屏信号输出单元外接显示屏。

5.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述外部控制模块包括若干外接有外部设备的继电器和驱动器U41，所述ARM模块与驱动器U41连接，所述驱动器U41和继电器之间连接有晶体管阵列。

6.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述开关量输入模块包括若干用于采集外界信合的光耦单元，所述光耦单元的输入端外接有传感器，所述光耦单元的输出端与ARM模块连接。

7.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述通信模块包括4G通讯单元、语音转化单元和音频编解码单元，所述4G通讯单元通过音频编解码单元与语音转化单元连接，所述语音转化单元与ARM模块连接。

8.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述SD模块包括TF卡接口，所述TF卡接口与ARM模块连接。

9.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述串口扩展模块包括串口扩展驱动单元、RS485扩展单元和RS232扩展单元，所述RS485扩展单元和RS232扩展单元均通过串口扩展驱动单元与ARM模块连接。

10.如权利要求1所述的可扩展智能设备监控器，其特征在于：所述双网口模块包括第一网络PHY芯片U23、第二网络PHY芯片U24和网口芯片J6，所述第一网络PHY芯片U23和第二网络PHY芯片U24均与ARM模块连接，所述第一网络PHY芯片U23通过网口芯片J6与第二网络PHY芯片U24连接。

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