CN103458537A

CN103458537A - 基于多无线传输协议的网关

Info

Publication number: CN103458537A
Application number: CN2013104196628A
Authority: CN
Inventors: 缪伟; 莫晓晖; 张磊; 张乐; 司昂
Original assignee: Jinling Institute of Technology
Current assignee: Jinling Institute of Technology
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明公开了一种基于多无线传输协议的网关,它涉及一种网关设计结构。它包括第一主控芯片、第二主控芯片和PC串口调节助手，第一主控芯片与第二主控芯片相连，第一主控芯片、第二主控芯片均与PC串口调节助手相连；所述的第一主控芯片包括WIFI模块、蓝牙模块、zigbee和串口模块，WIFI模块、蓝牙模块、zigbee均与串口模块相连，串口模块与PC串口调节助手相连。本发明可以克服传统网关单一传输协议的缺陷，网络内的wifi模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee模块可以实现数据的自由传输。

Description

基于多无线传输协议的网关

技术领域

本发明涉及的是一种网关设计结构，具体涉及一种基于多无线传输协议的网关。

背景技术

网关又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。传统的网关在传输方面存在一些缺陷：它只具备单一的传输协议，不能实现网络内的wifi模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee 模块可以实现数据的自由传输。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于多无线传输协议的网关, 可以克服传统网关单一传输协议的缺陷，网络内的wifi模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee 模块可以实现数据的自由传输。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于多无线传输协议的网关，包括第一主控芯片、第二主控芯片和PC串口调节助手，第一主控芯片与第二主控芯片相连，第一主控芯片、第二主控芯片均与PC串口调节助手相连；所述的第一主控芯片包括WIFI模块、蓝牙模块、zigbee和串口模块，WIFI模块、蓝牙模块、zigbee均与串口模块相连，串口模块与PC串口调节助手相连。

所述的第一主控芯片与第二主控芯片均采用STM32F107单片机。

所述的WIFI模块是基于Uart接口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11 协议栈以及 TCP/IP 协议栈，能实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过 Uart-Wifi 模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络。

所述的第一主控芯片最小系统电路包括电源电路、复位电路、外部时钟电路、晶振电路和写入电路。

本发明在ARM Contex-M3 处理器上构建嵌入式Web 服务器，通过扩展Wi-Fi 模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee 模块,网口实现无线网络的建立以及与Internet 的连接从而实现数据传输。

本发明的有益效果：可以克服传统网关单一传输协议的缺陷，网络内的wifi模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee 模块可以实现数据的自由传输。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电源电路图；

图3-4为本发明的电源引脚滤波电路图；

图5为本发明的晶振时钟电路图；

图6为本发明的复位电路图；

图7为本发明的仿真写入电路图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-7，本具体实施方式采用以下技术方案：基于多无线传输协议的网关，包括第一主控芯片A、第二主控芯片B和PC串口调节助手1相连，第一主控芯片A与第二主控芯片B相连，第一主控芯片A、第二主控芯片B均与PC串口调节助手1；所述的第一主控芯片A包括WIFI模块2、蓝牙模块3、zigbee4和串口模块5，WIFI模块2、蓝牙模块3、zigbee4均与串口模块5相连，串口模块5与PC串口调节助手1相连。

值得注意的是，所述的第一主控芯片A与第二主控芯片B均采用STM32F107单片机。

值得注意的是，所述的WIFI模块是基于Uart接口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11 协议栈以及 TCP/IP 协议栈，能实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过 Uart-Wifi 模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络。

此外，所述的第一主控芯片A最小系统电路包括电源电路、复位电路、外部时钟电路、晶振电路和写入电路。

电源电路如图2所示，电路中，引脚6的VBAT为电池，引脚22的VDDA为外部芯片电源，VDD_1~5为外部电源，供给3.3V，VSSA接地。

电源引脚滤波电路如图3和图4所示。图3中在芯片的电源引脚和地引脚之间连接5个滤波电容，用来滤除电源的毛刺。图4中使用电感来滤除电源中的交流信号，并使用一大一小两个电容来分别滤除电源中的低频噪声和高频噪声。VDDA是经滤波后得到的，VSSA是经滤波后的电感所得到的。减少引线，可增加输入电流大小，Vref为参考电压，电感的作用是通直流阻交流，电容的作用是进行滤波，在参考电压之间增加0.1uF和10uF的滤波电容，其中小电容可以虑高频噪声干扰，大电容可以虑低频噪声干扰。

外部时钟电路在单片机系统里，晶振的作用很大，它结合单片机内部的电路，产生单片机运行时需要的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振提供的时钟频率越高，那单片机运行的速度就越快。晶振分为有源晶振和无源晶振两种，本系统中使用的是无源晶振，晶振时钟电路如图5所示。本系统使用的是无源晶振是25MHz的晶振，外加两个电容，大小为20pF，电容大小由芯片手册中指定，输入信号经OSC IN进入，经X1无源晶振，最后输出的信号依然为25MHz，由此产生反馈。

复位电路中使用MAX809复位管理芯片，MAX809为低电平复位管理芯片。用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压。它可以在上电、掉电和节点情况下向微控制器提空复位信号，当电源电压低于预设的门槛电压时，器件会发出复位信号，直到在一段时间内电源电压又恢复到高于门槛电压为止。MAX809有低电平有效的复位输出，典型值是17uA的低电源电流使MAX809能理想的用于便携式、电池供电的设备。它使用3管脚的SOT23封装。

复位电路如图6所示。NRST芯片为复位引脚，平常都为高电平，在复位电路中，都会不断监测3号引脚的电压值，当3号引脚的电压值低于2.3V的时候，2号引脚会产生低电平，以此来给主控芯片STM32复位。

仿真写入电路如图7所示。仿真写入电路有两种写入方式，分别为JTAG和SWD。JTAG也是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。相关JTAG引脚的定义为：TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。

SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败，但是SWD发生的几率会小很多。当GPIO刚好缺一个的时候，可以使用SWD仿真，这种模式支持更少的引脚。当板子体积有限的时候推荐使用SWD模式，它需要的引脚少，当然需要的PCB空间就小了。所以一般用SWD模式更好一些。

本具体实施方式STM32F107单片机有如下特点：ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核，1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz；一流的外设，1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度；低功耗，在72MHz时消耗36mA(所有外设处于工作状态)，待机时下降到2μA；最大的集成度，复位电路、低电压检测、调压器、精确的RC振荡器等；简单的结构和易用的工具。

本具体实施方式可以克服传统网关单一传输协议的缺陷，网络内的wifi模块，蓝牙模块，GPRS模块，3G模块与Zigbee 模块可以实现数据的自由传输。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定

。

Claims

1.基于多无线传输协议的网关，其特征在于，包括第一主控芯片(A)、第二主控芯片(B)和PC串口调节助手(1)，第一主控芯片(A)与第二主控芯片(B)相连，第一主控芯片(A)、第二主控芯片(B)均与PC串口调节助手(1)相连；所述的第一主控芯片(A)包括WIFI模块(2)、蓝牙模块(3)、zigbee(4)和串口模块(5)，WIFI模块(2)、蓝牙模块(3)、zigbee4均与串口模块(5)相连，串口模块(5)与PC串口调节助手(1)相连。

2.根据权利要求1所述的基于多无线传输协议的网关，其特征在于，所述的第一主控芯片(A)与第二主控芯片(B)均采用STM32F107单片机。

3.根据权利要求1所述的基于多无线传输协议的网关，其特征在于，所述的WIFI模块(2)是基于Uart接口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11 协议栈以及 TCP/IP 协议栈，能实现用户串口数据到无线网络之间的转换，通过 Uart-Wifi 模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络。

4.根据权利要求1所述的基于多无线传输协议的网关，其特征在于，所述的第一主控芯片(A)最小系统电路包括电源电路、复位电路、外部时钟电路、晶振电路和写入电路。