CN201854280U

CN201854280U - 基于蓝牙的rs232数据无线转发装置

Info

Publication number: CN201854280U
Application number: CN2010205475748U
Authority: CN
Inventors: 王庆; 范开喜; 于先文
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，为具有标准RS232接口的设备在百米内提供无线数据传输通道。本装置基于蓝牙技术，结构包括电源监控管理模块、处理器模块、RS232接口模块、蓝牙通讯模块和天线，其中：蓝牙通讯模块和RS232接口模块均与处理器模块双向相连，蓝牙通讯模块与RS232接口模块双向相连，天线连接蓝牙通讯模块，电源监控管理模块分别给RS232接口模块、处理器模块和蓝牙通讯模块供电，RS232接口模块与外部工业设备的标准RS232接口相连。

Description

基于蓝牙的RS232数据无线转发装置

技术领域

本实用新型公开了一种基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，它是一种具有标准RS232接口的工业设备在百米内提供无线数据传输通道的无线数据通讯装置，属于无线数据转发设备。

背景技术

现有的工业设备为与外界进行数据传输，大都具备各种类型的有线或者无线数据传输接口，其中标准RS232接口是应用最为广泛的有线数据传输接口之一。设备可以是电脑、全站仪等各种具备RS232接口的设备。根据RS232标准，实际应用中设备之间的数据传输距离有限，采用150pF/m的通信电缆时，传输距离不能超过15米。当两台设备只具有RS232接口，又不具备其它传输距离更远的传输接口，并且需要在大于15米的距离之间进行数据传输时，此时利用RS232线缆有线传输就不能满足要求了。另外由于是有线传输，需要事先铺设线缆，从而导致现场各种供电、数据传输等线缆非常容易缠在一起，容易引发事故；另外线缆也会导致设备(如PDA和全站仪)移动和操作上的不便。

近几年来蓝牙技术迅速发展，利用蓝牙设备进行数据传输已成为现实。蓝牙技术可以提供百米内低功耗、低辐射、高可靠性、高安全性和低成本的数据通信，在空旷条件下版本2.0、CLASS 1等级的蓝牙设备的数据传输速率约在1.8M/s-2.1M/s，传输距离约为100米，非常适合应用在百米范围内的无线数据传输。

发明内容

现有技术RS232传输标准不能满足现有的一些设备只具有RS232接口但是需要在大于15米的距离内进行数据传输的要求，为解决这个问题，本实用新型提出了一种基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，将设备之间原本通过RS232线缆传输的数据以蓝牙的形式进行传输。

本实用新型采用的技术方案是：一种基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，其特征是：本无线转发装置设置在各自具有RS232接口的设备之间作为传输中介，每台具有RS232接口的设备配置各自的无线转发装置，无线转发装置设有包括电源监控管理模块、处理器模块、RS232接口模块、蓝牙通讯模块、蓝牙天线、键盘模块和液晶显示器模块，RS232接口模块分别与设备的RS232接口有线双向连接以及与处理器模块双向连接，蓝牙通讯模块与处理器模块双向连接，蓝牙天线通过50欧姆馈线连接蓝牙通讯模块，处理器模块通过数据线和控制线分别和键盘模块以及液晶显示器模块单向连接，电源监控管理模块分别给RS232接口模块、处理器、键盘、液晶显示器模块和蓝牙通讯模块供电。

所述处理器模块采用MSP430F149单片机，RS232接口模块是一个SP3232接口电平转换芯片，蓝牙通讯模块为一个符合蓝牙技术标准CLASS 1等级的蓝牙集成模块GC-01，液晶显示器模块采用GXM1602液晶模块。处理器模块可以通过键盘和液晶显示器与人交互，完成对RS232接口通讯方式(如波特率、有效数据位等)的设置，并通过AT指令设置蓝牙模块工作模式。采用本装置替代RS232线缆进行通讯，数据传输速率固定为115200bit/s。

本实用新型的优点及有益效果有以下3个方面：

(1)、在应用场合空旷的情况下，利用本装置可以将具有RS232接口的设备的数据传输距离延长到50米至100米；

(2)、利用本装置将RS232数据以无线蓝牙的形式传输，避免了现场RS232有线传输带来的线缆杂乱和数据传输易受干扰的问题；

(3)、本装置功耗低，方便携带安装，避免了RS232有线传输给设备的移动和操作带来的不便。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理连接图；

图2是本实用新型的整体结构框图；

图3是本实用新型中电源监控管理模块电路原理图；

图4是本实用新型中处理器模块、JTAG模块电路原理图；

图5是本实用新型中液晶显示器模块电路原理图；

图6是本实用新型中RS232接口模块电路原理图；

图7是本实用新型中键盘模块电路原理图；

图8是本实用新型中蓝牙通讯电路原理图。

具体实施方式

图1所示，本无线转发装置设置在各自具有RS232接口的设备之间作为传输中介，每台具有RS232接口的设备配置各自的无线转发装置，无线转发装置一端通过RS232接口和设备进行数据通讯，另一端通过蓝牙模块以无线方式和远处的装置进行数据通讯。当两台设备采用本装置进行数据通讯时，将设备1和一台本装置连接，设备2和另一台本装置连接。设备和装置之间以RS232接口完成数据通讯，而装置之间则通过蓝牙方式进行数据通讯。当主设备1发送数据，从设备2接收数据时，设备1通过RS232接口将数据传送给主装置，主装置经过预处理后再将数据传输给主蓝牙模块，主蓝牙模块通过无线蓝牙方式将数据传送给从蓝牙模块，从蓝牙模块然后再传输给从装置，从装置再通过RS232接口传送给从设备。装置通过UART接口和蓝牙模块相连，UART通讯方式固定为：波特率115200bits/s，8位有效数据，1位停止位，无校验。两个RS232接口的通讯方式，例如波特率、有效数据位、停止位等可以不相同，只要对应装置和设备的RS232接口通讯方式一致就行，也就是说主设备和主装置、从设备和从装置的RS232接口通讯方式必须一致。装置有两种工作方式，主装置和从装置工作方式，装置的RS232接口通讯方式和工作方式可以通过键盘和显示器人为设定。当装置和设备连接好后，供电，参数也设置完毕，此时，蓝牙模块之间会自动进行寻呼和密钥校验，并自动建链，当蓝牙通道建立完成可以传输数据时，外部指示灯变亮，液晶显示会显示工作状态，此时主设备和从设备即可以在全双工模式下进行数据传输。

图2所示，以全站仪测量信息的无线数据通讯装置为例，其结构包括电源监控管理模块、处理器模块、RS232接口模块、蓝牙通讯模块、键盘模块、液晶显示器模块和蓝牙天线，均为公知技术。其中：蓝牙通讯模块与处理器模块的UART0接口双向相连，处理器模块通过UART1接口与RS232接口模块双向相连，蓝牙天线通过50欧姆馈线连接蓝牙通讯模块的天线引脚，处理器模块分别与键盘模块和液晶显示器模块单向连接，电源监控管理模块分别给RS232接口模块、处理器模块、键盘模块、液晶显示器模块和蓝牙通讯模块供电，RS232接口模块与外部设备双向相连。

图3所示，本实用新型中电源管理模块的线性稳压电源U2芯片采用AMS11173.3和AMS11175.0，电源监控U4芯片采用MAX706P。本实用新型采用大容量加装电路保护的锂电池进行供电，电源管理模块将锂电池的7.2V电压降压到3.3V给单片机模块、RS232接口模块和蓝牙通讯模块、键盘模块供电，另一路降压至5V给液晶显示器模块供电。MAX706P可以监控系统电源的工作状态，当电池容量不够或者供电受到外部因素的干扰时，MAX706P会引起处理器模块的复位，保证系统的稳定工作。

图4所示，本实用新型中处理器模块的单片机U9采用德州仪器公司的超低功耗芯片MSP430F149，晶振采用8MHZ无源晶振作为系统的时钟源。为了防止上电复位时，电容充电过压可能烧坏单片机，上电电路采用IN4148二极管来防止过压，当过压时，二极管导通，电容电压被低拉至3.3V。单片机通过标准JTAG接口调试和烧写程序。RS232接口模块采用SP3232芯片，将MSP430F149单片机的UART1接口通过DB9接口转换为标准的RS232接口。

图5-7所示，单片机通过键盘和液晶显示器和用户进行人机交互，得到蓝牙模块工作模式和RS232接口的工作参数。单片机通过IO口模拟需要的数据和控制总线。键盘为4*4软键盘，能输入0-9这10个数字和A、B、C、D、*和#这6个字母符号，液晶显示器采用GXM1602模块，内置HD44780液晶控制芯片，能显示2行，每行16个字母符号。由于液晶显示器是5V供电，单片机是3.3V，所以中间采用德州仪器公司的的SN74LVC4245进行电平转换。

图8所示，本蓝牙通讯模块采用国春电气公司的GC-01蓝牙集成模块，内部电路包含蓝牙射频、基带模块和功率放大模块，自动完成寻呼、查找和密钥校验的工作，模块3.3V供电，属于CLASS 1等级蓝牙模块，在空旷的场地条件下能满足设备100米范围内的蓝牙无线通讯。GC-01模块通过UART0接口和单片机进行数据和指令的传输。

Claims

1.一种基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，其特征是：本无线转发装置设置在各自具有RS232接口的设备之间作为传输中介，每台具有RS232接口的设备配置各自的无线转发装置，无线转发装置设有包括电源监控管理模块、处理器模块、RS232接口模块、蓝牙通讯模块、蓝牙天线、键盘模块和液晶显示器模块，RS232接口模块分别与设备的RS232接口有线双向连接以及与处理器模块双向连接，蓝牙通讯模块与处理器模块双向连接，蓝牙天线通过50欧姆馈线连接蓝牙通讯模块，处理器模块通过数据线和控制线分别和键盘模块以及液晶显示器模块单向连接，电源监控管理模块分别给RS232接口模块、处理器、键盘、液晶显示器模块和蓝牙通讯模块供电。

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙的RS232数据无线转发装置，其特征在于：所述处理器模块采用MSP430F149单片机，RS232接口模块是一个SP3232接口电平转换芯片，蓝牙通讯模块为一个符合蓝牙技术标准CLASS 1等级的蓝牙集成模块GC-01，液晶显示器模块采用GXM1602液晶模块。处理器模块通过键盘和液晶显示器与人交互，完成对RS232接口通讯方式的设置，并通过AT指令设置蓝牙模块工作模式，采用本装置替代RS232线缆进行通讯，数据传输速率固定为115200bit/s。