一种防爆型物联网锁的本质完全电路的制作方法

本技术涉及防爆型物联网锁的本质安全电路的，特别涉及一种防爆型物联网锁的本质完全电路，具体是一种可以用于爆炸性气体环境危险场所1区的，以本质安全为主要防爆安全手段的，可以联网控制的物联网锁电路设计方案。

背景技术：

1、随着lpg液化石油气产业的发展，各类供气场所(钢瓶供应站，小型瓶组站，小型储罐供气场站等)日益增加，对应的场所准入管控需求也日益增长。针对这些需求，目前场站普遍使用传统锁具或者智能柜锁进行管控。但是上述两种锁具存在多种不足。

2、传统钥匙锁具，由于场所进出频繁，人员较多，无法保证钥匙的专人专用，且不可追溯，无法满足行业监管要求；智能柜锁普遍采用的定期固定密码，指纹，人脸等解锁方式，都是本地化数据，不满足行业要求的实时监控需求。有小部分类似共享单车的联网锁具，可以满足实时监控需求，但是都无法满足防爆认证的需求，电子锁的线路板设置布局问题等。

3、防爆首先要确保线路板安全的技术问题，若没有从线路板本质上进行预防，线路板产生的电火花则会引发供气场所的爆炸，造成安全事故的发生。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种防爆型物联网锁的本质完全电路。

2、按此目的设计的一种防爆型物联网锁的本质完全电路，包括电源模块，还包括通讯模块、第一控制模块、以及接收危险区的信号隔离后传输到安全区设备的绝缘安全栅模块；电源模块、通讯模块、第一控制模块、绝缘安全栅模块依次进行电性连接。

3、电源和数据口增加了绝缘安全栅模块。绝缘安全栅模块的作用是预防电路中发生短路情况下，预防电路发热和隔绝静电冲击。

4、电源模块和/或通讯模块和/或第一控制模块和/或绝缘安全栅模块的部分电子元件外壳上进行浇封，辅助以浇封的防爆型式。

5、电源模块包括电源线路板，与电源线路板连接的另一线路板，两个线路板通过针口插接端进电性连接，且线路板外侧套设有密封套，密封套与两个线路板之间形成一个密闭的端子连接空间，防止电火花产生。

6、通讯模块包括线路板cn1、降压芯片u2,线路板cn1的1脚接地，线路板cn1的2脚通过二极管d4、电阻r7、电阻r9与降压芯片u2的6脚电性连接；线路板cn1的3脚通过二极管d3、电阻r7、电阻r8与降压芯片u2的7脚电性连接；

7、第一控制模块包括第一单片机mcu，降压芯片u2的1脚通过电阻r10、电阻r11与第一单片机mcu的16脚电性连接；

8、降压芯片u2的2脚通过电阻r12与第一单片机mcu的18脚电性连接；

9、降压芯片u2的4脚通过电阻r13与第一单片机mcu的17脚电性连接，以实现通讯模块的信息传递至第一控制模块上。

10、mcu主控芯片选用了cortex m0架构的超低功耗芯片，中微半导体bat32g133，该芯片为国产主流工控类通用芯片，拥有自主知识产权，供应链国产化自主可控，降低了供货风险，提高产品的自主安全性。在本质安全方面，该芯片的超低功耗特性对降低热点燃有帮助，在主频64mhz的情况下，工作电流仅为2.5ma，提供丰富算力和功能的同时，发热量极低，通过可靠的控制电路参数，将潜在的火花能量降低到可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。

11、线路板cn1的2脚与二极管d4第一端电性连接，二极管d4第二端与电阻r7第一端电性连接，电阻r7第一端还与电阻r9第一端电性连接；电阻r9第二端与降压芯片u2的6脚电性连接；

12、线路板cn1的3脚与二极管d3第一端电性连接，二极管d3第二端接地，二极管d3第一端还与电阻r7第二端电性连接，电阻r7第二端还与电阻r8第一端电性连接；电阻r8第二端与降压芯片u2的7脚电性连接。

13、通讯模块还包括与线路板cn1和/或降压芯片u2进行电性连接的限流热敏电阻，限流热敏电阻起到自恢复保险丝的作用，以应对本质安全测试中，任意点故障情况下，不会过流发热。通讯模块数据线缆采用tvs瞬态电压抑制管，防止静电冲击。

14、第一控制模块包括第一单片机mcu，绝缘安全栅模块包括线路板cn3，线路板cn3的1脚接地，线路板cn3的2脚通过电阻r17与第一单片机mcu的15脚电性连接；线路板cn3的3脚通过电阻r16与第一单片机mcu的14脚电性连接，以实现绝缘安全栅模块的信息传递至第一控制模块上。

15、线路板cn3的2脚与电阻r17第一端电性连接，电阻r17第二端与二极管d10第一端电性连接，电阻r17第二端、二极管d10第一端还与二极管d7第一端电性连接，与二极管d7第一端还与第一单片机mcu的15脚电性连接；二极管d10第二端、二极管d7第二端分别接地；线路板cn3的3脚与电阻r16第一端电性连接，电阻r16第二端与二极管d9第一端电性连接，二极管d9第一端与二极管d6第一端电性连接，二极管d6第一端与第一单片机mcu的14脚电性连接；二极管d6第二端、二极管d9第二端分别接地。

16、电源模块采用dcdc开关降压芯片sp1092，电源模块采用dcdc开关降压芯片sp1092，具有的本质安全特点是高效的能量转化率，vin＝24v，vout＝5v，iout＝0.5a时，效率为90％，vin＝24v，vout＝5v，iout<1ma时，效率为85％，因此此电源发热量极低，不高于0.25w，具有防爆效果，通过可靠的控制电路参数，将潜在的火花能量降低到可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。

17、防爆型物联网锁的本质完全电路，还包括第二控制模块、按键操作模块、提示灯模块，电源模块与第二控制模块电性连接，按键操作模块、提示灯模块分别与第二控制模块电性连接。

18、本实用新型具有有益效果如下：

19、通过上述设置，设备内部的所有电路在正常工作条件下，产生的任何电火花或者任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境。

20、设备内部的所有电路在规定的故障条件下，产生的任何电火花或者任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境。

21、通过可靠的控制电路参数，将潜在的火花能量降低到可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。

技术特征：

1.一种防爆型物联网锁的本质完全电路，包括电源模块（1），其特征在于：还包括通讯模块（2）、第一控制模块（3）、以及接收危险区的信号隔离后传输到安全区设备的绝缘安全栅模块（4）；电源模块（1）、通讯模块（2）、第一控制模块（3）、绝缘安全栅模块（4）依次进行电性连接。

2.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：电源模块（1）和/或通讯模块（2）和/或第一控制模块（3）和/或绝缘安全栅模块（4）的部分电子元件外壳上进行浇封。

3.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：电源模块（1）包括电源线路板，与电源线路板连接的另一线路板，两个线路板通过针口插接端进电性连接，且线路板外侧套设有密封套，密封套与两个线路板之间形成一个密闭的端子连接空间。

4.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：通讯模块（2）包括线路板cn1、降压芯片u2,线路板cn1的1脚接地，线路板cn1的2脚通过二极管d4、电阻r7、电阻r9与降压芯片u2的6脚电性连接；线路板cn1的3脚通过二极管d3、电阻r7、电阻r8与降压芯片u2的7脚电性连接；

5.根据权利要求4所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：线路板cn1的2脚与二极管d4第一端电性连接，二极管d4第二端与电阻r7第一端电性连接，电阻r7第一端还与电阻r9第一端电性连接；电阻r9第二端与降压芯片u2的6脚电性连接；

6.根据权利要求4所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：通讯模块（2）还包括与线路板cn1和/或降压芯片u2进行电性连接的限流热敏电阻。

7.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：第一控制模块（3）包括第一单片机mcu（5），绝缘安全栅模块（4）包括线路板cn3，线路板cn3的1脚接地，线路板cn3的2脚通过电阻r17与第一单片机mcu（5）的15脚电性连接；线路板cn3的3脚通过电阻r16与第一单片机mcu（5）的14脚电性连接，以实现绝缘安全栅模块（4）的信息传递至第一控制模块（3）上。

8.根据权利要求7所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：线路板cn3的2脚与电阻r17第一端电性连接，电阻r17第二端与二极管d10第一端电性连接，电阻r17第二端、二极管d10第一端还与二极管d7第一端电性连接，与二极管d7第一端还与第一单片机mcu（5）的15脚电性连接；二极管d10第二端、二极管d7第二端分别接地；线路板cn3的3脚与电阻r16第一端电性连接，电阻r16第二端与二极管d9第一端电性连接，二极管d9第一端与二极管d6第一端电性连接，二极管d6第一端与第一单片机mcu（5）的14脚电性连接；二极管d6第二端、二极管d9第二端分别接地。

9.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：电源模块（1）采用dcdc开关降压芯片sp1092。

10.根据权利要求1所述防爆型物联网锁的本质完全电路，其特征在于：还包括第二控制模块（6）、按键操作模块（7）、提示灯模块（8），电源模块（1）与第二控制模块（6）电性连接，按键操作模块（7）、提示灯模块（8）分别与第二控制模块（6）电性连接。

技术总结本技术涉及一种防爆型物联网锁的本质完全电路，包括电源模块，还包括通讯模块、第一控制模块、以及接收危险区的信号隔离后传输到安全区设备的绝缘安全栅模块；电源模块、通讯模块、第一控制模块、绝缘安全栅模块依次进行电性连接。电源和数据口增加了绝缘安全栅模块。绝缘安全栅模块的作用是预防电路中发生短路情况下，预防电路发热和隔绝静电冲击。技术研发人员：熊伟,严超雄,翁育斌受保护的技术使用者：深圳市宏智智能装备有限公司技术研发日：20231120技术公布日：2024/7/4