具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种适用于智能抄表系统的微型总线网关，包括以下设备：

一个用于进行数据传输的CPU主控器1；

一个用于进行远程通信的远程通信模块2；

一个以上能够进行通信端口选择的通信控制开关3，所述通信控制开关3为一个一进四出的电子开关选址器；

一个以上的电源开关4；

一个电源管理器5；

其中所述的电源管理器5与所有电源开关4连接，所述CPU主控器1的电源端与电源管理器5连接，所述CPU主控器1的电源控制端分别与一个电源开关4电连接，所述CPU主控器1的通用可编程输入输出口GPIO与通信控制开关3的输入端连接，通信控制开关3的每一个输出端均连接一个智能水表6，一个通信控制开关3的输出连接一个以上的所述智能水表6构成一组抄表单元7，每一组抄表单元7均通过一个电源开关4连接电源管理器5，且同一组抄表单元7上智能水表6与同一个电源开关4连接。

为了方便某一个智能水表使用时，便于数据传输提醒，所述智能水表6上还连接有设备通讯指示灯8。

为了能够起到对本装置工作状态的提醒作用，所述CPU主控器1上还连接有工作状态指示灯模组9。

为了便于储存大量数据，方便后期及时查看数据，所述的CPU主控器1上还连接有用于储存数据的flash储存器10，通过设置flash储存器10便于储存数据，方便后期及时根据需要查看数据。

作为优选，为了使得整个电路结构更加简单，电路输出更加稳定，所述的CPU主控器1是型号为ARM-Cortex M3-4的主控微处理芯片MPU，所述远程通信模块2采用物联网通信模组，如型号为M5310-A的工业级NB-IoT模组M1，所述的通信控制开关3采用型号为74HC/HCT4052的带通用选择逻辑的双路4通道模拟多路解复用器U1。

作为优选，为了使得CPU工作稳定，所述CPU主控器1上连接有晶振电路11，通过设置晶振电路11让CPU工作更加稳定。

作为优选，为了让整个电路操作更加简单，电路传输过程中电路更加温稳定，所述的电源管理器5的输入端连接一个稳压电路12，所述的稳压电路12包括一个电源插座J1-1，所述电源插座J1-1的正极输入端通过第四十一电容C41连接电源插座J1-1的负极接地端，所述第四十一电容C41并联有由电感L44、第零电阻R0和第四十八电容C48串联组成的一组RLC电路，第四十八电容C48上还并联有第四十九电容C49，电感L44、第零电阻R0的公共端与电源插座J1-1的负极接地端之间还连接有第四十三电容C43，所述电感L44与第零电阻R0的公共端作为供电VBAT端，所述电源插座J1-1的正极输入端作为供电Battery_IN端，所述第零电阻R0与第四十八电容C48的公共端作为供电V3.3端，且所述供电V3.3端与接地端之间并联后第二七电容C27、第二八电容C28、第二二零电容C220、第二二一电容C221和第二二五电容C225。

作为优选，方便安装智能水表，所述每一个通信控制开关3上连接有4个分别用于连接一个智能水表6的水表插排13。

作为优选，为了能够对智能水表进行稳定供电，所述CPU主控器1与每一个水表插排13之间均连接一个供电电路14，所述供电电路14均包括一个场效应管，场效应管的G脚通过第十四电阻R14连接CPU主控器1的一端，场效应管的S脚连接供电Battery_IN端，场效应管的D脚分别连接4个水表插排13的其中一个脚，场效应管的S脚与G脚之间连接有第五电阻R5。

作为优选，为了实现数据传输更加简单，所述工业级NB-IoT模组M1上连接有通讯指示电路15以及NB通讯卡SIM1，所述的通讯指示电路15包括第十二三极管Q12,第十二三极管Q12的基极通过第十四电阻R14连接工业级NB-IoT模组M1的21脚，第十二三极管Q12的集电极与供电V3.6端之间连接有第十一发光二极管D11，供电V3.6端与接地端之间并联有第十一电容C11、第十二电容C12和第十三电容C13。

对本结构的各个配件选择方面考虑：

1、本发明的主控芯片采用CotexM3或M4系列的ARM芯片，如ARM-Cortex M3-4的主控微处理芯片MPU，由于其含有2-3个TTL串口，若干GPIO可编程输入输出口及256K的内置Flash闪存，因此使得整个电路结构小巧，数据传输方便；

2、在通信模组的选取方面，本发明可以选择NB模组，后期还可以选用Cat1模组(适用于三家运营商的NB，CAT1的物联网移动通信网络)实现数据全屏段覆盖，使得通信更加便捷，且减少功耗，增加产品的使用寿命，降低安装布线成本，增加通信时长；

3、在通信切换开关选择方面，本发明的两组通信控制开关采用一进4出的开关，通过GPIO的选择设定，接入最多8个设备与网关通信；通过将4组GPIO口进行0，1的选择作为开关状态，确定工作设备的选择；

4、电源模块，通过电源开关给设备供电，开关由主控芯片通过GPIO的输出模式进行控制，使得整个电源控制更加稳定；

5、另外本发明的网关是通用的，每个采集设备-智能水表6有确定设备号，当网关上电后，初始化工作模式，此时通过远程通信下载更新的工作模式即RTC启动控制模式，RTC在规定的采集时间点，唤醒网关，网关依据设定GPIO的真值表，依次切换设备选择，采集数据，通讯总线保存到网关flash储存器10，主控内置的Flash(不需外接)，在工作模式中指定的发送时间下发送采集到的数据，并设定多长发送时间唤醒点，确保所有的数据发送结束，且RTC控制的方式采用：定唤醒时间节点，无符号整数位32位，0-23位对应每天的0点到23点，1-31位对应每个月1号到31号；如此设定采集时间点，发送时间点和发送日三个整数值，微型网关在工作时通过对这个三个整数进行位查表的方式，进行快速定位网关下次唤醒的时刻，使得数据传输更加方便；准确；

6、且主控芯片在总线设备选择时，设置GPIOA0-2作为供电开关的选择器，3组输出端口对应8组真值表，用于选择8个设备；设置GPIO3-5作为通信控制开关的选择器，3组输出端口对应8组真值表，用于选择8个对应指定设备TTL接口；RTC在采集时间点唤醒时，通过两个选择器选定指定的设备，选定的设备上电，TTL的串口接收中断监控，上电后采集数据，与设备号一起打包后，发送给网关，网关嵌入采集时间，依据真值表的顺序储存在Flash中，且RTC唤醒点为发送时刻时，网关通过远程通信模组，发送到云端(上述主控芯片如何实现的功能涉及的程序部分属于本领域常规技术，故此不做具体描述)。

整个工作原理：如框图1所示，首先CPU主控器1通过两个串口TTL分别接通通信模组和切换开关-通信控制开关，无需额外的控制芯片，仅使用固件程序通过主控CPU内置的GPIO及简单稳定的电子开关实现多表操作的调度，使得整个结构低成本、低功耗地实现多个设备通过微型网关远程通信方式；实现抄表时接通某组开关，非工作时间关闭设备的通信控制开关3和电源开关4，确保在某个通信过程，保证指定智能水表6将数据发送给CPU主控器1，并由CPU主控器1进行网关通信，将数据进行上传，同时整个结构采用采集--存储--发送的方式，保证无遗漏采集，也减小移动通信因水表物联网设备大量部署带来的通信资源竞争，因此本装置整个结构节约设备成本，减小通信资源竞争压力，提高数据采集成功率的目的，在满足抄表要求的前提下，涉及微型总线网关，网关主要由远程通信模块(NB/4G等)及M3-M4系列低端MCU组成；直接利用主控芯片TTL接口和通用可编程输入输出口GPIO，结合价格低廉但性能稳定的一进四出的电子开关选址器，通过对选址器地址的选择，接通连接在选址开关的设备，实现多个设备共享一个通信，存储设备的通信方式，达到减少总体设备的成本，降低移动通信竞争上线的压力。

工作时，首先分配系统唯一地址，向系统注册身份信息，并设置默认的工作模式，并在数据库中登记网关ID、生产时间、采集时间、发送时间及产品工作时长信息，

然后进行安装阶段的工作流程操作，收集采集网关安装现场图像和GPS信息，上传至云端服务，更新设备身份信息、加安装地点、安装位置信息以及安装现场图片等，提高日后维护方便，然后将整个网关进行手动上电，并直接上线连接网络，接收后台配置信息，并判断接收网关工作模式是否一致，若不一致，按接收信息配置工作模式，若一致，按工作流程设定下一次环形时间，并进入深度休眠状态中。

如图8所示，本实施例公开的一种适用于智能抄表系统的微型总线网关在无人值守时的工作流程按照如下步骤操作：

S1-1、微型网关RTC(实时始终控制)唤醒；

S1-2、判断唤醒时刻是采集时间还是发送时间，若为采集时间，进入步骤S1-3；若为发送时间，进入步骤S1-9；

S1-3、按设备选择开关的真值表给选中的设备上电，并发送采集指令，网关串口服务监控；

S1-4、判断是否收到发送结束指令，若是，进入步骤S1-5；若否，进入步骤S1-8；

S1-5、保存采集数据；进入下一步；

S1-6、并判断是否为最后设备，若是，进入步骤S1-7；若否，返回步骤S1-3；

S1-7、根据工作模式设置下一次唤醒时间，并进入深度休眠；

S1-8、判断是否接收该设备数据超时，若是，进入步骤S1-6；若否，返回步骤S1-3；

S1-9、依次提取保存在主控FLASH中的现场数据，连接后台服务，下载配置，判断上线及下载是否成功，若是，进入步骤S1-10；若否，返回步骤S1-7；

S1-10、配置工作模式，上传数据；

S1-11、判断上传是否结束；若是，进入步骤S1-12；若是，返回步骤S1-7；

S1-12、判断是否超时，是，返回步骤S1-7，否，返回步骤S1-11。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。