1.本实用新型涉及网关技术领域，特别是一种网关装置。
背景技术：2.现有的智能网关硬件电路系统主要包括通讯模块和核心计算模块组成，且各模块接使用高速端口线进行连接并分别供电，在硬件组成、结构上都是分立模块的组合，不利于整体结构设计和功能调试，而通讯模块的速度、延时性以及可靠性满足不了目前ai技术的需求。另外，核心计算模块支持的端口不够丰富，类似rs232、rs485、can端口无法适配进行连接，硬件设计集成度相对偏低。
技术实现要素：3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种网关装置，能够实现共同供电、且提升了通讯的速度、可靠性以及延时性。
4.根据本实用新型实施例的网关装置，包括接口转换模块、主控模块、5g通讯模块、存储模块以及电源转换模块；所述接口转换模块用于与外部设备电性连接；所述主控模块与所述接口转换模块电性连接；所述5g通讯模块与所述主控模块电性连接；所述存储模块与所述主控模块电性连接；所述电源转换模块具有第一降压单元、第二降压单元、第三降压单元及第三降压单元，所述第一降压单元的输入端用于与输入电源电性连接，所述第一降压单元的输出端与所述接口转换模块的电源端、所述主控模块的电源端、所述第二降压单元的输入端及所述第三降压单元的输入端电性连接，所述第二降压单元的输出端与所述5g通讯模块的电源端电性连接，所述第三降压单元的输出端与所述存储模块的电源端电性连接。
5.根据本实用新型的一些实施例，所述主控模块包括处理器单元和高速通讯单元；所述处理器单元与所述接口转换模块电性连接，所述处理器单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连接；所述高速通讯单元与所述处理器单元及所述5g通讯模块电性连接，所述高速通讯单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连接。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的风扇单元，所述风扇单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的无线连接单元，所述无线连接单元的电源端与所述第三降压单元的输出端电性连接。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的sd卡单元。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述接口转换模块包括多个与外部所述设备连接的端口、can信号转换单元、uart转rs485单元及uart转rs232单元：其中一个所述端口与所述主控模块的i2c接口电性连接；所述can信号转换单元与所述主控模块及对应的所述端口电性连接；所述uart转rs485单元与所述主控模块及对应的所述端口电性连接；所述uart转
rs232单元与所述主控模块及对应的所述端口电性连接。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的通用接口电压转换单元，所述电源转换模块还包括与所述第三降压单元电性连接的第四降压单元，所述通用接口电压转换单元还与所述第三降压单元及所述第四降压单元电性连接。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的视频输出单元。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的usb单元。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的局域网单元。
14.根据本实用新型实施例的网关装置，至少具有如下有益效果：利用电源转换模块，仅需要与外部电源单独连接一个输入，则可以配合第一降压单元、第二降压单元、第三降压单元以及第三降压单元，以给模块分别提供不同数值的电压，实现了共同供电，无需单独去连接不同数值的电源，提升了便利性，此外，采用5g通讯模块，则可以实现高速传输和低延时传输的目的，且5g通讯技术的可靠性高，能够为主控模块提供稳定的无线传输，实现5g智能网关硬件的搭建。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例的网关装置的电路原理示意图。
18.附图标记：
19.接口转换模块100、端口110、can信号转换单元120、uart转rs485单元130、uart转rs232单元140、通用接口电压转换单元150、视频输出单元160、usb单元170、局域网单元180、主控模块200、处理器单元210、高速通讯单元220、风扇单元230、无线连接单元240、sd卡单元250、5g通讯模块300、存储模块400、电源转换模块500、第一降压单元510、第二降压单元520、第三降压单元530、第四降压单元540。
具体实施方式
20.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
22.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
23.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
24.参照图1，根据本实用新型实施例的网关装置，包括接口转换模块100、主控模块200、5g通讯模块300、存储模块400以及电源转换模块500；接口转换模块100用于与外部设备电性连接；主控模块200与接口转换模块100电性连接；5g通讯模块300与主控模块200电性连接；存储模块400与主控模块200电性连接；电源转换模块500具有第一降压单元510、第二降压单元520、第三降压单元530及第三降压单元530，第一降压单元510的输入端用于与输入电源电性连接，第一降压单元510的输出端与接口转换模块100的电源端、主控模块200的电源端、第二降压单元520的输入端及第三降压单元530的输入端电性连接，第二降压单元520的输出端与5g通讯模块300的电源端电性连接，第三降压单元530的输出端与存储模块400的电源端电性连接。
25.其中，配合接口转换模块100可以实现主控模块200与外部设备的连接，5g通讯模块300则可以实现与终端实现远程数据传输，如手机、平板电脑、计算机或服务器或其它智能设备，5g通讯模块300具有高速传输、可靠性高、传输载量高及低时延的优势，不仅可以为提升网关装置的稳定性和可靠性，同时可以扩展网关的移动场景的适应范围。具体地，在本实施例中5g通讯模块300采用的型号是sim8200ea-m2，该型号的5g通讯模块300可以支持5g sa和nsa组网，国内全网通，底板板载m2封装标准端口110，支持at指令控制，集成多星座系统双频定位，支持主流操作系统驱动；而存储单元可以采用机械硬盘、固态硬盘中至少一种作为存储器，以存储主控模块200的工作程序或工作数据。
26.在本实施例中，第一降压单元510、第二降压单元520、第三降压单元530和第三降压单元530分别采用了对应的dc-dc降压芯片，以实现第一降压单元510可以输出5v的电压、第二降压单元520可以输出3.8v的电压、第三降压单元530可以输出3.3v的电压，而结合本实施例中的连接关系，可以确定，第二降压单元520采用的dc-dc降压芯片是实现5v转换成3.8v的电压转换，第三降压单元530采用的dc-dc降压芯片是实现5v转换成3.3v的电压转换，而第一降压单元510则可以根据输入电源的电压值，选择对应的dc-dc降压芯片可以实现对应电压转换成5v的电压输出即可，如12v转换成5v、24v转换成5v的对应规格的dc-dc降压芯片，而在本实施中，第一降压单元510采用的dc-dc降压芯片是可以实现19v的输入电源转换成5v的输出电压；故各降压单元的dc-dc降压芯片或降压电路可以根据输入输出电压的参数进行选择或设置。
27.在本实用新型的一些实施例中，主控模块200包括处理器单元210和高速通讯单元220；处理器单元210与接口转换模块100电性连接，处理器单元210的电源端与第一降压单元510的输出端电性连接；高速通讯单元220与处理器单元210及5g通讯模块300电性连接，高速通讯单元220的电源端与第一降压单元510的输出端电性连接。
28.其中，在本实施例中，处理器单元210采用的是型号为jetson xavier nx的处理器，该处理器单元210集成了6核cpu和384核gpu与48个tensor核心，不仅节能，尺寸小，可提供21tops的服务器级性能，它可以并行运行多个流行的ai框架，并处理来自多个高分辨率传感器的数据，符合完整ai系统的要求。
29.高速通讯单元220则采用的是usb-hub芯片，其可以实现usb3.1通用串行总线技术规范3.1的传输速度，以实现处理器单元210与5g通讯模块300的之间的高速数据传输，高速通讯单元220还包括对应的usb3.1接口，进而可以实现处理器单元210与外部设备也可以通过usb3.1实现高速数据传输。
30.在本实用新型的一些实施例中，主控模块200还包括与处理器单元210电性连接的风扇单元230，风扇单元230的电源端与第一降压单元510的输出端电性连。风扇单元230可以实现散热，以降低处理器单元210工作时的温度，避免热量过于集中，处理器单元210因无法散热而出现损坏。进一步提升了可靠性和安全性。
31.在本实用新型的一些实施例中，主控模块200还包括与处理器单元210电性连接的无线连接单元240，无线连接单元240的电源端与第三降压单元530的输出端电性连接。具体地，在本实施例中，无线连接单元240包括wifi电路或蓝牙电路，无线连接单元240也可以同步包括wifi电路或蓝牙电路，进而可以便于工作人员在现场利用移动终端与处理器单元210实现无线连接，进而可以实现操控或数据查询，进一步提升了便利性。
32.在本实用新型的一些实施例中，主控模块200还包括与处理器单元210电性连接的sd卡单元250。配合sd卡单元250，可以便于工作人员在现场插入sd卡进行数据读取或下载，进一步提升了便利性。
33.在本实用新型的一些实施例中，接口转换模块100包括多个与外部设备连接的端口110、can信号转换单元120、uart转rs485单元130及uart转rs232单元140：其中一个端口110与主控模块200中的处理器单元210的i2c接口电性连接；can信号转换单元120与主控模块200中的处理器单元210及对应的端口110电性连接；uart转rs485单元130与主控模块200中的处理器单元210及对应的端口110电性连接；uart转rs232单元140与主控模块200中的处理器单元210及对应的端口110电性连接。其中，多个端口110可以根据匹配的can信号转换单元120、uart转rs485单元130、uart转rs232单元140及i2c接口采用相应的端口110类型，以进而可以与外部设备实现i2c协议、can协议、rs485协议及rs232协议的数据传输，以进一步扩展了网关装置的端口110扩展性。
34.在本实用新型的一些实施例中，接口转换模块100还包括与主控模块200及对应的端口110电性连接的通用接口电压转换单元150，电源转换模块500还包括与第三降压单元530电性连接的第四降压单元540，通用接口电压转换单元150还与第三降压单元530及第四降压单元540电性连接。其中，根据需求的设置，通用接口电压转换单元150可以用于gpio协议、uart协议及spi协议中的至少一种协议传输，配合处理器单元210的连接，则可以实现网关装置可以于gpio协议、uart协议及spi协议的传输，其中通用接口电压转换单元150主要是根据处理器单元210对应的传输串口以提供相应的工作电压。
35.其中，在本实施例中，第四降压单元540同样采用了对应的dc-dc降压芯片，以实现第四降压单元540可以输出1.8v的电压，而结合本实施例中的连接关系，可以确定，第四降压单元540采用的dc-dc降压芯片是实现3.3v转换成1.8v的电压转换。
36.在本实用新型的一些实施例中，接口转换模块100还包括与主控模块200及对应的端口110电性连接的视频输出单元160。视频输出单元160用于视频数据的传输，以便于网关装置可以与相应的显示屏实现电性连接，进而在显示屏上显示相应的内容，而视频输出单元160可以采用视频模拟信号传输或视频数字信号至少之一的模式以实现视频信号传输，而模拟信号则可以采用vga(video graphics array)传输技术、复合视频信号(cvbs)技术及分量视频传输技术中的至少一种，视频数字信号传输则可以数字分量串行传输技术、dvi(digital visual interface)传输技术、高清晰度多媒体技术(high-definition multimedia interface)中的至少一种，而本实施例中视频输出单元(160)采用的是hdmi视频输出电路。
37.在本实用新型的一些实施例中，接口转换模块100还包括与主控模块200及对应的端口110电性连接的usb单元170。采用usb单元170，可以便于处理器单元210与外部设备通过usb端口110实现通讯连接，而usb单元170可以采用usb2.0、usb3.0或usb3.1中的至少一种。
38.在本实用新型的一些实施例中，接口转换模块100还包括与主控模块200及对应的端口110电性连接的局域网单元180。局域网单元180采用的是以太网协议的传输，以便于网关装置可以同步实现有线传输，在5g通讯模块300出现异常时，仍可使网关装置实现数据传输，以进一步提升网关装置数据传输的可靠性。
39.根据本实用新型实施例的网关装置，通过如此设置，可以达成至少如下的一些效果，利用电源转换模块500，仅需要与外部电源单独连接一个输入，则可以配合第一降压单元510、第二降压单元520、第三降压单元530以及第三降压单元530，以给模块分别提供不同数值的电压，实现了共同供电，无需单独去连接不同数值的电源，提升了便利性，此外，采用5g通讯模块300，则可以实现高速传输和低延时传输的目的，且5g通讯技术的可靠性高，能够为主控模块200提供稳定的无线传输，实现5g智能网关硬件的搭建。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种网关装置，其特征在于，包括：接口转换模块，用于与外部设备电性连接；主控模块，与所述接口转换模块电性连接；5g通讯模块，与所述主控模块电性连接；存储模块，与所述主控模块电性连接；电源转换模块，具有第一降压单元、第二降压单元及第三降压单元，所述第一降压单元的输入端用于与输入电源电性连接，所述第一降压单元的输出端与所述接口转换模块的电源端、所述主控模块的电源端、所述第二降压单元的输入端及所述第三降压单元的输入端电性连接，所述第二降压单元的输出端与所述5g通讯模块的电源端电性连接，所述第三降压单元的输出端与所述存储模块的电源端电性连接。2.根据权利要求1所述的网关装置，其特征在于，所述主控模块包括：处理器单元，与所述接口转换模块电性连接，所述处理器单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连接；高速通讯单元，与所述处理器单元及所述5g通讯模块电性连接，所述高速通讯单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连接。3.根据权利要求2所述的网关装置，其特征在于，所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的风扇单元，所述风扇单元的电源端与所述第一降压单元的输出端电性连。4.根据权利要求2所述的网关装置，其特征在于：所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的无线连接单元，所述无线连接单元的电源端与所述第三降压单元的输出端电性连接。5.根据权利要求2所述的网关装置，其特征在于：所述主控模块还包括与所述处理器单元电性连接的sd卡单元。6.根据权利要求1所述的网关装置，其特征在于，所述接口转换模块包括：多个与外部所述设备连接的端口，其中一个所述端口与所述主控模块的i2c接口电性连接；can信号转换单元，与所述主控模块及对应的所述端口电性连接；uart转rs485单元，与所述主控模块及对应的所述端口电性连接；uart转rs232单元，与所述主控模块及对应的所述端口电性连接。7.根据权利要求6所述的网关装置，其特征在于：所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的通用接口电压转换单元，所述电源转换模块还包括与所述第三降压单元电性连接的第四降压单元，所述通用接口电压转换单元还与所述第三降压单元及所述第四降压单元电性连接。8.根据权利要求6所述的网关装置，其特征在于：所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的视频输出单元。9.根据权利要求6所述的网关装置，其特征在于：所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的usb单元。10.根据权利要求6所述的网关装置，其特征在于：所述接口转换模块还包括与所述主控模块及对应的所述端口电性连接的局域网单元。
技术总结本实用新型涉及网关技术领域，公开了一种网关装置。本实用新型包括接口转换模块、主控模块、5G通讯模块、存储模块以及电源转换模块；接口转换模块用于与外部设备电性连接。电源转换模块具有第一降压单元、第二降压单元、第三降压单元及第三降压单元。本实用新型利用电源转换模块，仅需要与外部电源单独连接一个输入，则可以配合第一降压单元、第二降压单元、第三降压单元以及第三降压单元，以给模块分别提供不同数值的电压，实现了共同供电，无需单独去连接不同数值的电源，提升了便利性，此外，采用5G通讯模块，则可以实现高速传输和低延时传输的目的，且5G通讯技术的可靠性高，能够为主控模块提供稳定的无线传输，实现5G智能网关硬件的搭建。件的搭建。件的搭建。
技术研发人员：梅逢城 宁磊 魏玫 陈勇 曹建民
受保护的技术使用者：深圳技术大学
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/7/5
