CN202153784U

CN202153784U - 用于无线网络的接口转换电路

Info

Publication number: CN202153784U
Application number: CN 201120303626
Authority: CN
Inventors: 李建奇; 曹斌芳; 邓志宏; 何鹏; 李宇航
Original assignee: Hunan University of Arts and Science
Current assignee: Hunan University of Arts and Science
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2021-08-19

Abstract

本实用新型提出一种用于无线网络的接口转换电路，其包括：至少一种类型的无线网络接口电路；至少一种类型的串行接口电路；用于根据工作模式选择开关（22）的选择，将其中一种类型的无线网络接口数据与其中一种类型的串行接口之间相互数据转换的中央处理单元（21），其分别连接无线网络接口电路和串行接口电路；提供用户选择转换接口类型的工作模式选择开关（22），其连接中央处理单元（21）。本实用新型提出的接口转换电路，提供无线网络数据与串行接口数据相互转换，使用ZIGBEE网络或WIFI网络的智能仪器可以与任何一种串行接口的设备之间相互进行数据通信，具有电路简单、实现成本较低、方便使用的优点。

Description

用于无线网络的接口转换电路

技术领域

本实用新型涉及一种转换电路，尤其是涉及一种用于无线网络，将无线网络数据与串行接口数据相互转换的接口转换电路。

背景技术

智能仪器一般采用CAN接口、RS232接口、RS485接口，I2C接口、SPI接口或/和LIN接口。在使用计算机编程控制智能仪器、监控现场总线网络、监控汽车总线网络和控制智能传感器网络时，由于普通个人台式计算机或笔记本计算机通常只具有USB接口，无法直接与智能仪器连接，需要将智能仪器的接口转换成USB接口才能实现数据的交互。同样的，在同一个总线网络中的设备和仪器也可能存在不同的接口类型，要实现数据的交互必须采用数据接口转换。

目前，国内外的串行数字转换模块一般都是针对某种设备或仪器实现的其中两种串行数字接口的转换，接口的通信协议一般都是自定义或不公开的，是一种定制的串行接口转换模块，其功能和灵活性存在一定的局限性，用途也比较单一。

另外，随着无线通信应用的增加，一些智能仪器需要与无线网络之间进行数据交换，因此，提供一种电路结构简单、易于实现的接口转换电路，已成为当前急需解决的技术难题之一。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于无线网络的接口转换电路，将无线网络数据与串行接口数据相互转换，电路结构简单、易于实现。

本实用新型采用了如下技术方案来实现：一种用于无线网络的接口转换电路，其包括：至少一种类型的无线网络接口电路；至少一种类型的串行接口电路；用于根据工作模式选择开关的选择，将其中一种类型的无线网络接口数据与其中一种类型的串行接口之间相互数据转换的中央处理单元，其分别连接无线网络接口电路和串行接口电路；提供用户选择转换接口类型的工作模式选择开关，其连接中央处理单元。

在一个优选实施例中，无线网络接口电路包括：WIFI接口电路和Zigbee接口电路。

在一个优选实施例中，串行接口电路包括I2C接口电路、LIN接口电路、CAN接口电路、USB接口电路和RS232接口电路至少其中之一。

在一个优选实施例中，中央处理单元为ARM内核的单片机。

在一个优选实施例中，中央处理单元包括：控制器；连接控制器并为控制器提供系统时钟的时钟电路；与控制器连接的3个UART接口、1个USB控制器、1个CAN控制器、1个SPI接口和1个I2C接口；与控制器连接的存储器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

本实用新型提出的接口转换电路，提供无线网络数据与串行接口数据相互转换，使用ZIGBEE网络或WIFI网络的智能仪器可以与任何一种串行接口的设备之间相互进行数据通信。因此，本实用新型为计算机编程控制的智能仪器、监控现场总线网络、监控汽车总线网络和控制智能传感器网络之间相互进行数据通信提供了实现条件，可以广发应用在教学、工业控制、智能传感器网络、汽车电子和通信等领域，具有电路简单、实现成本较低、方便使用的优点。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图；

图2是本实用新型的部分电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的接口转换电路包括：至少一种类型的无线网络接口电路；至少一种类型的串行接口电路；分别与无线网络接口电路和串行接口电路链接的中央处理单元21；连接中央处理单元21的工作模式选择开关22，用于提供用户选择进行转换的接口类型。

在一个优选实施例中，无线网络接口电路包括：WIFI接口电路11和Zigbee接口电路12；串行接口电路包括：I2C（Inter－Integrated Circuit）接口电路31、LIN（Local Interconnect Network，局域互联网络）接口电路32、CAN（Controller Area Network，控制器局域网）接口电路33、USB（Universal Serial BUS，通用串行总线）接口电路34和RS232接口电路35。

其中，I2C接口由PHILIPS公司开发的两线式串行总线（一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL）接口，用于连接微控制器及其外围设备。LIN 是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通讯，使用LIN总线可大大节省成本。CAN是一个串行、异步、多主的通信协议，是ISO国际标准化的串行通信协议。RS232是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。

结合图2所示，芯片U10即为图1中的中央处理单元21，S1-S9为工作模式选择开关22，芯片U11为图1中的WIFI接口电路11，芯片U12为图1中的Zigbee接口电路12，芯片U32为图1中的LIN接口电路32，芯片U33为图1中的CAN接口电路33，芯片U35为图1中的RS232接口电路35。

芯片U10选用意法半导体公司推出的CORTEX-M3内核的ARM单片机，型号为STM32F103。该芯片U10包括：控制器；连接控制器并为控制器提供系统时钟的时钟电路（最高时钟频率为72MHZ）；与控制器连接的3个UART接口、1个USB控制器、1个CAN控制器、1个SPI接口和1个I2C接口；与控制器连接的存储器。其中，芯片U10中的CAN控制器与芯片U33连接；芯片U10中的SPI接口与芯片U11连接；芯片U10中的USB控制器与USB接口电路34连接；Zigbee接口电路12、LIN接口电路32（芯片U32）和RS232接口电路35（芯片U35）分别与芯片U10中的其中一个UART接口连接。

另外， STM32F103芯片中，SPI接口的时钟频率最高可达18MHZ；UART接口的最高速率可达4Mbps；内部集成的USB控制器符合USB2.0全速通信协议，通信的最高速率可达18Mbps；CAN控制器满足CAN 2.0B通信协议，最高通信速率可达1Mbps；USB接口采用全速通信协议的通信速率能达到18Mbps。因此，STM32F103芯片在转换其它类型串行数字接口的数据时，基本上不会存在任何通信瓶颈。

芯片U11采用Chipcon As公司推出的型号为CC2500的低功耗射频收发器芯片来实现；芯片U12采用是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4标准的射频收发器芯片，型号是CC2420。

芯片U32为MICROCHIP公司推出的LIN电平转换芯片MCP2021；芯片U33为MICROCHIP公司推出的CAN电平转换芯片MCP2551。芯片MCP2551和芯片MCP2021为5V供电，但是它的输入电平能够与3.3V CMOS/TTL电平兼容，所以不需要电平转换即可直接连接。

芯片U35采用MAXIM公司推出的RS232电平转换芯片MAX3232，芯片MAX3232为3.3V供电，其电平与中央处理控制器STM32F103的电平一致。

本实用新型的工作原理如下：中央处理单元21根据工作模式选择开关22所选择需要转换接口类型，包括：将WIFI接口电路11与Zigbee接口电路12之间的相互接口数据转换；I2C接口电路31、LIN接口电路32、CAN接口电路33、USB接口电路34和RS232接口电路35其中任意两者之间的相互接口数据转换； WIFI接口电路11（或Zigbee接口电路12）与其中一种类型的串行接口（I2C接口电路31、LIN接口电路32、CAN接口电路33、USB接口电路34或RS232接口电路35）之间的相互接口数据转换。

例如，工作模式选择开关22选择将Zigbee接口转CAN接口。此时，中央处理单元21就会监视Zigbee接口电路12上的数据和USB接口电路34上的数据，当两者其中之一有数据传入时，中央处理单元21会自动将之转换成另一种串行数字通信的格式发送出去。比如，当检测到USB接口电路34上有数据传入时，中央处理单元21将接收此数据，并将数据转换成Zigbee接口的数据格式，将转换后的数据从Zigbee接口电路12发送出去。

综上，本实用新型提出的ZIGBEE及WIFI与多类串行数字接口之间的智能转换模块，具有安装方便、支持即插即用、易于扩展、电磁干扰小、性价比高等优点，更重要的是，它将工业控制、现场总线和汽车总线总常用的串行数字接口集中在一起，能够实现其中任意两种串行数字接口的智能转换，是一种通用的接口转换模块。因而，本实用新型在教学，工业控制，智能传感器网络，汽车电子，通信等领域有着广泛的运用。　

Claims

1.一种用于无线网络的接口转换电路，其特征在于，包括：

至少一种类型的无线网络接口电路；

至少一种类型的串行接口电路；

用于根据工作模式选择开关（22）的选择，将其中一种类型的无线网络接口数据与其中一种类型的串行接口之间相互数据转换的中央处理单元（21），其分别连接无线网络接口电路和串行接口电路；

提供用户选择转换接口类型的工作模式选择开关（22），其连接中央处理单元（21）。

2.根据权利要求1所述用于无线网络的接口转换电路，其特征在于，无线网络接口电路包括：WIFI接口电路（11）和Zigbee接口电路（12）。

3.根据权利要求1所述用于无线网络的接口转换电路，其特征在于，串行接口电路包括I2C接口电路（31）、LIN接口电路（32）、CAN接口电路（33）、USB接口电路（34）和RS232接口电路（35）至少其中之一。

4.根据权利要求1述用于无线网络的接口转换电路，其特征在于，中央处理单元（21）为ARM内核的单片机。

5.根据权利要求4所述用于无线网络的接口转换电路，其特征在于，中央处理单元（21）包括：控制器；连接控制器并为控制器提供系统时钟的时钟电路；与控制器连接的3个UART接口、1个USB控制器、1个CAN控制器、1个SPI接口和1个I2C接口；与控制器连接的存储器。