CN107846231B - 一种nb-iot的网络终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NB‑IOT的网络终端设备，包括设备本体和设置在设备本体内的蓄电池，所述蓄电池与设备本体电连接，以给设备本体供电，所述设备本体上设有用于对干扰的无线信号进行过滤的过滤天线，所述过滤天线包括天线体、带通滤波器和转换电路，所述带通滤波器具有输入端和输出端，输入端与天线体耦接，输出端耦接于设备本体，所述转换电路耦接于带通滤波器，还与蓄电池耦接。本发明的NB‑IOT的网络终端设备，通过带通滤波器的设置，便能够有效的对于无线信号进行滤除去除了，而通过转换电路的设置，便可在滤除的过程中，将无线信号转换成电能反馈至蓄电池内，如此大大的增加了终端设备的续航能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络设备，更具体的说是涉及一种NB-IOT的网络终端设备。
背景技术
基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。[1]NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖，其在使用的过程中会通过天线接收各种无线信号，因此除了正常的通信信号以外，还有一些干扰信号，如此网络设备便需要对干扰信号进行处理，已滤除相应的干扰信号，这样便会使得设备的整体耗电量提升，降低了设备的续航能力。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效的去除干扰信号，同时还能够保持较强的续航能力的NB-IOT的网络终端设备。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种NB-IOT的网络终端设备，包括设备本体和设置在设备本体内的蓄电池，所述蓄电池与设备本体电连接，以给设备本体供电，所述设备本体上设有用于对干扰的无线信号进行过滤的过滤天线，所述过滤天线包括天线体、带通滤波器和转换电路，所述带通滤波器具有输入端和输出端，输入端与天线体耦接，输出端耦接于设备本体，以将天线体接收到的无线信号进行滤波后输入到设备本体内，所述转换电路耦接于带通滤波器，还与蓄电池耦接，以接收带通滤波器滤除的无线信号，并转换成电能后输入到蓄电池内，以给蓄电池进行充电。
作为本发明的进一步改进，所述带通滤波器包括：
电感L，该电感L的一端耦接于天线体，另一端耦接有电容C后耦接有电阻R后接地，所述电容C的一端与电感L耦接，另一端耦接于设备本体。
作为本发明的进一步改进，所述转换电路包括：
感应线圈XQ，该感应线圈XQ与电感L互感，其一端接地，另一端耦接有二极管D后耦接于蓄电池，所述二极管D的阴极与蓄电池耦接，阳极耦接于感应线圈XQ的一端，所述二极管D的阳极还耦接有升压电容CX后接地。
作为本发明的进一步改进，所述蓄电池上设有健康检测系统，所述健康检测系统包括：
电压检测电路，耦接于蓄电池的输出柱，用以实时检测蓄电池的输出电压并实时输出电压数值；
电压判断电路，该电压判断电路耦接于电压检测电路，用以接收电压数值，其内具有高电压阈值和低电压阈值，并将电压数值与高电压阈值和低电压阈值相比较，记录电压数值大于高电压阈值和低电压阈值的次数并输出，且该电压判断电路内具有次数阈值，当次数大于次数阈值时，输出故障信号；
报警电路，耦接于电压判断电路，接收电压判断电路输出的故障信号后报警。
作为本发明的进一步改进，所述电压判断电路包括：
电压判断芯片U1，该电压判断芯片U1具有高触发端、低触发端和输出端，所述高触发端和低触发端相互短接后与蓄电池的输出柱耦接，以接收蓄电池的输出柱输出的电能电压，所述高电压阈值为高触发端的触发电压，所述低电压阈值为低触发端的触发电压，当高触发端或低触发端被触发时，输出端输出高电平；
计数电路，耦接于电压判断芯片U1的输出端，用以接收输出端输出的高低电平，当计数电路接收到高电平时，计数电路内部进行计数，所述计数电路还与报警电路耦接，其内具有计数阈值，当计数电路的计数等于计数阈值时，计数电路输出故障信号至报警电路内。
作为本发明的进一步改进，所述计数电路包括：
开关管Q，该开关管Q具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接于电源，第二端耦接于报警电路，控制端耦接有充放电路后耦接于电压判断芯片U1的输出端。
作为本发明的进一步改进，所述电压检测电路、电压判断电路和报警电路集成到一块电路板上，所述报警电路包括外壳和声光报警器，所述外壳可拆卸的固定到外部蓄电池上，集成的电路板设置在外壳内，所述声光报警器设置在外壳上，所述外壳呈中空的圆柱状，其一端固定连接有接线板，电路板安装到接线板上，所述接线板背向外壳的一侧面设有接线柱，所述电压检测电路与接线柱电连接，当外壳固定到外部蓄电池上时，接线柱与蓄电池的输出柱连接，电压检测电路通过接线柱与蓄电池电连接。
作为本发明的进一步改进，所述接线柱包括柱体和接线盘，所述柱体的一端与接线板固定连接，另一端与接线盘固定连接，所述接线盘通过导线穿过柱体后与电路板内的电压检测电路电连接，所述接线盘包括导电盘面和若干根盘杆，所述导电盘面通过导线与电路板内的电压检测电路电连接，若干根所述盘杆的一端与柱体背向接线板一端的侧边铰接，并呈圆周设置，所述导电盘面由软性材料制作而成，并贴覆在盘杆上，所述盘杆相对于主体的一端朝向柱体圆心弯曲，使得盘杆整体呈L型杆，拐点为与柱体端部侧边铰接的铰接点，所述柱体内呈中空设置，所述柱体内滑移的设有圆柱状的移动块，所述柱体的侧壁开设有滑孔，所述移动块的侧壁上固定连接有拨杆，所述拨杆一端与移动块的侧面固定连接，另一端从滑孔内穿出，所述移动块的一端与盘杆弯曲的一端铰接，另一端与柱体的内壁弹性连接，当接线柱连接到蓄电池的输出柱时，盘杆被输出柱抵触收拢，套接在输出柱上，弹性连接将移动块拉向柱体相对于接线盘的另一端。
本发明的有益效果，通过设备本体和蓄电池的设置，便可有效的通过蓄电池给设备本体供电，进而实现一个网络通信的效果，而通过带通滤波器的设置，便可有效的在天线体将无线信号接收进来的时候，就将无线信号进行有效的滤除，如此便不需要同现有技术中一样，要通过设备本体内进行滤除导致的耗电量增加，降低了终端设备的续航能力的问题，而通过转换电路的设置，便可有效的在带通滤波器滤除信号的过程中，将滤除的信号能量转换成电能输入到蓄电池内，以起到一个对于蓄电池进行充电的效果，如此进一步的增加终端设备的续航能力。
附图说明
图1为过滤天线的电路图；
图2为健康检测系统的模块框图；
图3为电压判断电路的电路图；
图4为报警电路的整体结构图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至4所示，本实施例的一种NB-IOT的网络终端设备，包括设备本体和设置在设备本体内的蓄电池，所述蓄电池与设备本体电连接，以给设备本体供电，所述设备本体上设有用于对干扰的无线信号进行过滤的过滤天线a，所述过滤天线a包括天线体a1、带通滤波器a2和转换电路a3，所述带通滤波器a2具有输入端和输出端，输入端与天线体a1耦接，输出端耦接于设备本体，以将天线体a1接收到的无线信号进行滤波后输入到设备本体内，所述转换电路a3耦接于带通滤波器a2，还与蓄电池耦接，以接收带通滤波器a2滤除的无线信号，并转换成电能后输入到蓄电池内，以给蓄电池进行充电，在使用本实施例中的终端设备的过程中，过滤天线a便会实时的接收无线信号，同时蓄电池提供电能给设备本体，让设备本体工作进行网络通信，在过滤天线a接收无线信号的过程中，信号首先就会通过天线体a1转化成电信号给带通滤波器a2，带通滤波器a2就会对于电信号进行滤波作用，滤除掉干扰的无线信号转换的电信号，然后将正确的网络信号转换的电信号输入到设备本体内，让设备本体进行网络通信，同时带通滤波器a2在将干扰的电信号的同时，将干扰的电信号的能量传输至转换电路a3内，之后转换电路a3将这个能量重新转换成电能然后输入到蓄电池内，这样可以大大的减缓蓄电池内的电能消耗，如此一方面可以避免采用设备本体进行滤波导致的电能消耗增加的问题，另一方面可以有效的减缓蓄电池的耗电速度，如此大大的增加了终端设备的续航能力。
作为改进的一种具体实施方式，所述带通滤波器a2包括：
电感L，该电感L的一端耦接于天线体a1，另一端耦接有电容C后耦接有电阻R后接地，所述电容C的一端与电感L耦接，另一端耦接于设备本体，采用电感L和电容C的配合作用可以组合成一个LC谐振电路来进行有效的滤波，整体结构简单，且相比于采用现有的有源滤波的方式，可以减少电能的消耗，同时在其滤波的过程中，滤除的电信号会暂时储存到电感L内，以实现对于干扰电信号能量的保存。
作为改进的一种具体实施方式，所述转换电路a3包括：
感应线圈XQ，该感应线圈XQ与电感L互感，其一端接地，另一端耦接有二极管D后耦接于蓄电池，所述二极管D的阴极与蓄电池耦接，阳极耦接于感应线圈XQ的一端，所述二极管D的阳极还耦接有升压电容CX后接地，由于电感L的存储能量的方式是磁场，因此采用感应线圈XQ的方式可以有效的获取电感L所存储的电能，而通过二极管D的设置，便可实现单向电流的效果，避免因为升压电容CX的端部电压不够导致的蓄电池电流反流使得蓄电池耗电的问题。
作为改进的一种具体实施方式，所述蓄电池上设有健康检测系统，所述健康检测系统包括：
电压检测电路1，耦接于蓄电池的输出柱，用以实时检测蓄电池的输出电压并实时输出电压数值；
电压判断电路2，该电压判断电路2耦接于电压检测电路1，用以接收电压数值，其内具有高电压阈值和低电压阈值，并将电压数值与高电压阈值和低电压阈值相比较，记录电压数值大于高电压阈值和低电压阈值的次数并输出，且该电压判断电路2内具有次数阈值，当次数大于次数阈值时，输出故障信号；
报警电路3，耦接于电压判断电路2，接收电压判断电路2输出的故障信号后报警，在使用本实施例中的系统的过程中，只需要将电压检测电路1与蓄电池的输出柱连接即可，那么蓄电池的输出柱便会输出电能至电压检测电路1内，电压检测电路1便会将输出柱输出电能的电压转换后输入到电压判断电路2内，电压判断电路2便会对这个电压值大小的进行判断，判断是否超出高电压阈值或是低于低电压阈值，而在蓄电池输出电压高于高电压阈值或是低于低电压阈值的时候，就表示此时的蓄电池的输出柱的输出处于不正常的状态，如此通过统计蓄电池的输出柱的输出不正常状态的次数便可有效的排除掉现有技术中在蓄电池充放电过程中所出现的输出不稳定判断成蓄电池不健康的情况，之后在出现蓄电池输出电压异常次数超过阈值的时候，就表示此时的蓄电池以及处于不健康状态，因此通过报警电路3的报警作用，便可有效的提示蓄电池的不健康状态，使得人们能够很好的对于蓄电池进行置换了，避免因为蓄电池不健康导致的网络通信出现问题。
作为改进的一种具体实施方式，所述电压判断电路2包括：
电压判断芯片U1，该电压判断芯片U1具有高触发端、低触发端和输出端，所述高触发端和低触发端相互短接后与蓄电池的输出柱耦接，以接收蓄电池的输出柱输出的电能电压，所述高电压阈值为高触发端的触发电压，所述低电压阈值为低触发端的触发电压，当高触发端或低触发端被触发时，输出端输出高电平；
计数电路21，耦接于电压判断芯片U1的输出端，用以接收输出端输出的高低电平，当计数电路21接收到高电平时，计数电路21内部进行计数，所述计数电路21还与报警电路3耦接，其内具有计数阈值，当计数电路21的计数等于计数阈值时，计数电路21输出故障信号至报警电路3内，通过电压判断芯片U1的设置，便可有效的利用其上的高触发端、低触发端以及输出端的配合，实现在蓄电池的输出柱的输出电压超过阈值的时候，有效的检测出来，同时通过计数电路21进行计数，如此很好的实现了一个检测蓄电池输出电压的状态情况，进而判断蓄电池是否处于健康状态，且整体结构简单，只有电压判断芯片U1和计数电路21，可有效的降低系统的制作成本。
作为改进的一种具体实施方式，所述计数电路21包括：
开关管Q，该开关管Q具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接于电源，第二端耦接于报警电路3，控制端耦接有充放电路211后耦接于电压判断芯片U1的输出端，通过充放电路211的设置，便可通过短时间内异常多次充电的方式来使得开关管Q导通，进而实现一个对电压判断芯片U1输出的高电平的次数进行计数同时判断的效果，并且采用了充放电的方式进行计数，那么在蓄电池健康状态的时候，就可以有效的将蓄电池充电或是没电时的超过高电压阈值和低于低电压阈值情况有效的排除掉，并且相比于直接采用计数芯片来计算脉冲的方式，正常的高电压和低电压便不会记录到计数数据内，因此可有效的避免因为正常电压变化导致的计数电路21进行计数而使得最后对于蓄电池的健康状态的判断出现错误的问题。
作为改进的一种具体实施方式，所述电压检测电路1、电压判断电路2和报警电路3集成到一块电路板上，所述报警电路3包括外壳31和声光报警器32，所述外壳31可拆卸的固定到外部蓄电池上，集成的电路板设置在外壳31内，所述声光报警器32设置在外壳31上，所述外壳31呈中空的圆柱状，其一端固定连接有接线板311，电路板安装到接线板311上，所述接线板311背向外壳31的一侧面设有接线柱312，所述电压检测电路1与接线柱312电连接，当外壳31固定到外部蓄电池上时，接线柱312与蓄电池的输出柱连接，电压检测电路1通过接线柱312与蓄电池电连接，集成到一块电路板上可以有效的缩小系统的整体体积，方便对于系统的使用，而通过声光报警器32和外壳31的设置，便可以将电路板连接到蓄电池的输出柱上，同时通过声光进行报警了，而通过接线板311以及接线柱311的设置，便能够更好的在外壳31与蓄电池的输出柱进行连接的时候，将电路板与输出柱连接了。
作为改进的一种具体实施方式，所述接线柱312包括柱体3121和接线盘3122，所述柱体3121的一端与接线板311固定连接，另一端与接线盘3122固定连接，所述接线盘3122通过导线穿过柱体3121后与电路板内的电压检测电路1电连接，所述接线盘3122包括导电盘面4和若干根盘杆5，所述导电盘面4通过导线与电路板内的电压检测电路1电连接，若干根所述盘杆5的一端与柱体3121背向接线板311一端的侧边铰接，并呈圆周设置，所述导电盘面4由软性材料制作而成，并贴覆在盘杆5上，所述盘杆5相对于主体3121的一端朝向柱体3121圆心弯曲，使得盘杆5整体呈L型杆，拐点为与柱体3121端部侧边铰接的铰接点，所述柱体3121内呈中空设置，所述柱体3121内滑移的设有圆柱状的移动块6，所述柱体3121的侧壁开设有滑孔，所述移动块6的侧壁上固定连接有拨杆61，所述拨杆61一端与移动块6的侧面固定连接，另一端从滑孔内穿出，所述移动块6的一端与盘杆5弯曲的一端铰接，另一端与柱体3121的内壁弹性连接，当接线柱312连接到蓄电池的输出柱时，盘杆5被输出柱抵触收拢，套接在输出柱上，弹性连接将移动块6拉向柱体3121相对于接线盘3122的另一端，通过柱体3121和接线盘3122的设置，便可在外壳31连接的时候，柱体3121和接线盘3122配合套接到输出柱上，在实现了固定的同时，还能够进行电连接，而通过导电盘面4和盘杆5的设置，实现了接线盘3122的可张开和合拢的结构，方便了接线盘3122与输出柱之间的连接，同时采用盘杆5L型设置，同时利用了移动块6和拨杆61的设置，便可有效的通过用手拨动拨杆61，拨杆61带着移动块6朝向接线盘3122移动，那么盘杆5相对于移动块6的另一端便会被推动打开，如此很好的实现了一个驱动盘杆5打开的效果，且整体结构简单，操作方便，其中本实施例中还可以在主体3121的外壁可滑移的套设套环的方式，在接线盘3122套接到输出柱上的时候，套环下滑套到接线盘3122上，起到进一步加固的效果。
综上所述，本实施例中的终端设备，通过过滤天线a的设置便可有效的实现对于输入的无线信号进行直接过滤了，相比于现有技术中采用设备本体过滤的方式，耗电量更少，进一步的增加了设备本体的续航能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种NB-IOT的网络终端设备，包括设备本体和设置在设备本体内的蓄电池，所述蓄电池与设备本体电连接，以给设备本体供电，其特征在于：所述设备本体上设有用于对干扰的无线信号进行过滤的过滤天线(a)，所述过滤天线(a)包括天线体(a1)、带通滤波器(a2)和转换电路(a3)，所述带通滤波器(a2)具有输入端和输出端，输入端与天线体(a1)耦接，输出端耦接于设备本体，以将天线体(a1)接收到的无线信号进行滤波后输入到设备本体内，所述转换电路(a3)耦接于带通滤波器(a2)，还与蓄电池耦接，以接收带通滤波器(a2)滤除的无线信号，并转换成电能后输入到蓄电池内，以给蓄电池进行充电，所述带通滤波器(a2)包括：
电感L，该电感L的一端耦接于天线体(a1)，另一端耦接有电容C后耦接有电阻R后接地，所述电容C的一端与电感L耦接，另一端耦接于设备本体；所述转换电路(a3)包括：
感应线圈XQ，该感应线圈XQ与电感L互感，其一端接地，另一端耦接有二极管D后耦接于蓄电池，所述二极管D的阴极与蓄电池耦接，阳极耦接于感应线圈XQ的一端，所述二极管D的阳极还耦接有升压电容CX后接地。
2.根据权利要求1所述的NB-IOT的网络终端设备，其特征在于：所述蓄电池上设有健康检测系统，所述健康检测系统包括：
电压检测电路(1)，耦接于蓄电池的输出柱，用以实时检测蓄电池的输出电压并实时输出电压数值；
电压判断电路(2)，该电压判断电路(2)耦接于电压检测电路(1)，用以接收电压数值，其内具有高电压阈值和低电压阈值，并将电压数值与高电压阈值和低电压阈值相比较，记录电压数值大于高电压阈值和低电压阈值的次数并输出，且该电压判断电路(2)内具有次数阈值，当次数大于次数阈值时，输出故障信号；
报警电路(3)，耦接于电压判断电路(2)，接收电压判断电路(2)输出的故障信号后报警。
3.根据权利要求2所述的NB-IOT的网络终端设备，其特征在于：所述电压判断电路(2)包括：
电压判断芯片U1，该电压判断芯片U1具有高触发端、低触发端和输出端，所述高触发端和低触发端相互短接后与蓄电池的输出柱耦接，以接收蓄电池的输出柱输出的电能电压，所述高电压阈值为高触发端的触发电压，所述低电压阈值为低触发端的触发电压，当高触发端或低触发端被触发时，输出端输出高电平；
计数电路(21)，耦接于电压判断芯片U1的输出端，用以接收输出端输出的高低电平，当计数电路(21)接收到高电平时，计数电路(21)内部进行计数，所述计数电路(21)还与报警电路(3)耦接，其内具有计数阈值，当计数电路(21)的计数等于计数阈值时，计数电路(21)输出故障信号至报警电路(3)内。
4.根据权利要求3所述的NB-IOT的网络终端设备，其特征在于：所述计数电路(21)包括：
开关管Q，该开关管Q具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接于电源，第二端耦接于报警电路(3)，控制端耦接有充放电路(211)后耦接于电压判断芯片U1的输出端。
5.根据权利要求2所述的NB-IOT的网络终端设备，其特征在于：所述电压检测电路(1)、电压判断电路(2)和报警电路(3)集成到一块电路板上，所述报警电路(3)包括外壳(31)和声光报警器(32)，所述外壳(31)可拆卸的固定到外部蓄电池上，集成的电路板设置在外壳(31)内，所述声光报警器(32)设置在外壳(31)上，所述外壳(31)呈中空的圆柱状，其一端固定连接有接线板(311)，电路板安装到接线板(311)上，所述接线板(311)背向外壳(31)的一侧面设有接线柱(312)，所述电压检测电路(1)与接线柱(312)电连接，当外壳(31)固定到外部蓄电池上时，接线柱(312)与蓄电池的输出柱连接，电压检测电路(1)通过接线柱(312)与蓄电池电连接。
6.根据权利要求5所述的NB-IOT的网络终端设备，其特征在于：所述接线柱(312)包括柱体(3121)和接线盘(3122)，所述柱体(3121)的一端与接线板(311)固定连接，另一端与接线盘(3122)固定连接，所述接线盘(3122)通过导线穿过柱体(3121)后与电路板内的电压检测电路(1)电连接，所述接线盘(3122)包括导电盘面(4)和若干根盘杆(5)，所述导电盘面(4)通过导线与电路板内的电压检测电路(1)电连接，若干根所述盘杆(5)的一端与柱体(3121)背向接线板(311)一端的侧边铰接，并呈圆周设置，所述导电盘面(4)由软性材料制作而成，并贴覆在盘杆(5)上，所述盘杆(5)相对于主体(3121)的一端朝向柱体(3121)圆心弯曲，使得盘杆(5)整体呈L型杆，拐点为与柱体(3121)端部侧边铰接的铰接点，所述柱体(3121)内呈中空设置，所述柱体(3121)内滑移的设有圆柱状的移动块(6)，所述柱体(3121)的侧壁开设有滑孔，所述移动块(6)的侧壁上固定连接有拨杆(61)，所述拨杆(61)一端与移动块(6)的侧面固定连接，另一端从滑孔内穿出，所述移动块(6)的一端与盘杆(5)弯曲的一端铰接，另一端与柱体(3121)的内壁弹性连接，当接线柱(312)连接到蓄电池的输出柱时，盘杆(5)被输出柱抵触收拢，套接在输出柱上，弹性连接将移动块(6)拉向柱体(3121)相对于接线盘(3122)的另一端。
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