CN202617367U - 一种无线传输模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线传输模块，其特征在于所述无线传输模块包括CPU芯片、Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关，其中Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关分别与CPU芯片相连，CPU芯片具有无线处理模块。所述无线传输模块支持802.11b/g/n无线标准TCP/IP/UDP网络协议栈、UART/GPIO/以太网数据通讯接口、支持无线工作在STA/AP模式、支持路由/桥接模式网络构架、可选内置板载或者外置天线、支持透明/协议数据传输模式、可提供AT+指令集配置，提供友好的Web配置页面，支持心跳信号，WIFI连接指示、支持串口自动成帧功能、3.3V单电源供电等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线传输领域中的无线传输模块，特别是涉及一种基于WIFI的物联网无线传输模块。
背景技术
物联网简单的说便是物与物的互联，实现对事物的实时状态感知和实时智能控制。显然随处布线是不切合实际的，而采用无线技术作为其前端感知数据的传输方式将会是有线网络很好的补充和延伸。
目前无线传输技术非常丰富，包括：蓝牙、Zigbee、433M超短波数传电台、GPRS等。由于像433M、GPRS等无线技术具有价格低廉、功耗低等特点，在一些行业中能被大规模应用，但由于其技术分别存在带宽低、传输距离近、不宜组网、无法融入IP网络等问题，所以在物联网中存在一定的应用瓶颈！
WIFI俗称无线宽带网。作为目前无线IP传输的成熟技术，由于其具有传输距离远、带宽高、组网容易，在各行各业已被广泛使用。伴随着三大运营商大规模建设基于WIFI技术的“无线城市”，其物联网应用架构已然形成！WIFI技术在物联网中广泛应用于电力监控、油田监测、环境监测、气象监测、水利监测、热网监测、电表监测、机房监控、车辆诱导、供水监控，带串口或485接口的PLC，RTU无线功能的扩展。
基于WIFI的物联网传输技术具有无以比拟的优势，随着WIFI无线覆盖网络区域的形成，如何利用无线网络覆盖广、带宽高、低使用费率的优势组建物联网系统，变成了一个很实际的问题。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提出一种可以灵活组网，支持多种无线网络协议、接口、网络架构以及传输模式的无线传输模块。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无线传输模块，包括CPU芯片、Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关，其中Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关分别与CPU芯片相连，CPU芯片具有无线处理模块。
所述数据接口单元包括高速数据接口和低速数据接口。
所述无线传输模块包括一个与所述无线信号收/发开关相连的WIFI天线。
所述无线传输模块采用3.3V电源供电，峰值电流为350mA。
(三)有益效果
本实用新型通过灵活组网以及支持多种无线网络协议、接口、网络架构以及传输模式，通过提供AT+指令集配置，可以提供友好的Web配置页面，支持心跳信号，WIFI连接指示、支持串口自动成帧功能、使用3.3V单电源供电等优点。
附图说明
图1为无线传输模块的内部结构示意图；
图2为无线传输模块的结构管脚示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图1示出了无线传输模块的内部结构示意图，无线传输模块，包括CPU芯片3、Flash芯片4、SDRAM芯片5、数据接口单元6、外部数据接口连接器7、无线信号收/发开关2，其中Flash芯片4、SDRAM芯片5、数据接口单元6、外部数据接口连接器7、无线信号收/发开关2分别与CPU芯片3相连，CPU芯片3具有无线处理模块31；所述数据接口单元6包括高速数据接口61和低速数据接口62；所述无线传输模块包括一个与所述无线信号收/发开关相连的WIFI天线1。所述无线传输模块采用3.3V电源供电，峰值电流为350mA。
图2示出了无线传输模块的结构管脚示意图，其管脚定义如表1所示。
表1
无线组网：
所述无线传输模块既可以配置成一个无线STA，也可以配置成AP，其中AP即无线接入点，是一个无线网络的中心节点，通常使用的无线路由器就是一个AP，其它无线终端可以通过AP相互连接，STA即无线站点，是一个无线网络的终端，如笔记本电脑、PDA等。所以所述无线传输模块逻辑上支持2个无线接口，一个作为STA，另一个接口相当于一个AP，其它STA可以通过这个模块的AP接口连入无线网络。所以，利用所述无线传输模块可以提供十分灵活的组网方式和网络拓扑。
基于AP的无线网络：
所述无线传输模块作为STA(利用AP CLI接口)连接到其它AP上，组成一个无线网络。所有的STA都以AP作为无线网络的中心，STA之间的相互通信都通过AP转发完成。
基于自组网的无线网络：
因为所述无线传输模块既可以设置成AP，也可以设置成STA，所以通过所述无线传输模块可以很轻松的实现自组网的无线网络。所述无线传输模块作为一个AP使用，其它模块及电脑都可以作为STA连到这个模块上，同时它也可以通过UART或GPIO接口连到用户设备；两个无线传输模块作为STA连接到另一无线传输模块模块，这样所有无线传输模块都可以通过电脑进行管理。利用自组网模式，可以方便所有无线传输模块的统一管理，而且，通过自组网，可以轻易的扩大整个无线网络的覆盖范围。
安全机制：
所述无线传输模块支持多种无线网络加密方式，能充分保证数据的安全传输，可以包括以下加密方式中的一种或多种：
(a)WEP；
(b)WAP-PSK/TKIP；
(c)WAP-PSK/AES；
(d)WAP2-PSK/TKIP；
(e)WPA2-PSK/AES。
地址绑定：
所述无线传输模块支持在联网过程中(作为STA，去连接AP过程中)绑定目的网络的BSSID的功能。根据802.11协议规定，不同的无线网络可以具有相同的网络名称(即SSID/ESSID)，但是必须对应一个唯一的BSSID地址(即MAC地址)。非法入侵者可以通过建立具有相同的SSID/ESSID的无线网络的方法，使得网络中的STA联接到非法的AP上，从而造成网络的泄密。通过BSSID地址绑定，可以防止STA接入到非法的网络上，从而提高无线网络的安全性。
STA下支持多SSID功能：
当所述无线传输模块工作在STA模式下时，可以支持多个SSID。即模块可以预先设定多个(目前支持最大3个)AP的SSID，启动后会自动从第一个SSID开始连接，如果第一个SSID没搜到，则继续连第二个SSID，直到有一个SSID可以连上为止。
模块每5秒种查询一次是否连上AP，如果没有，则尝试连接下一个。模块最多可支持三个SSID，每个SSID可以设定不同的加密方式。
UART接口：
UART为串行数据接口，可以连RS-232芯片转为RS-232电平与外部设备连接，本模块UART接口包括TXD/RXD/RTS/CTS 4个信号线
UART自动成帧功能：
所述无线传输模块支持UART接口自动成帧功能。通过设置打开该功能，并设置自动成帧触发时间及触发帧长后，模块会把从串口上收到的数据自动组成帧，转发到网络上去。
自动成帧触发帧长：是指模块从串口接收到指定字节数后，组成数据帧，转发到网络上。
自动成帧触发时间：是指如果在触发时间内，从串口接收到的数据不足自动成帧触发帧长时，模块将把已收到的数据转发到网络上去。
自动成帧的时间从模块从串口上收到第一个字节开始计算。
以太网接口功能：
所述无线传输模块提供一个100M以太网接口，通过这个100M以太网接口，用户可以实现WIFI口、串口、以太网口，三个接口互通。在组网方面，所述无线传输模块支持桥接模式和路由模式来对应不同的具体应用。对于不同的组网方式，所述无线传输模块可能需要不同的软件版本支持(如下面所描述的N-Ver和Z-Ver)。
所述无线传输模块以太网接口功能(AP)：
所述无线传输模块作为AP，以模块为中心组成一个网络，网络中所有设备的IP地址与模块工作在同一个网段，可以互通。
所述无线传输模块以太网接口功能(STA N-Ver)：
所述无线传输模块作为STA(软件为N-Ver)，模块工作在路由模式。模块连到AP后，从AP处获得IP地址(如192.168.1.100)。模块本身组成一个子网(默认10.10.100.254)，以太网接口上的设备由模块分配地址(如10.10.100.101)。这样客户端I处于子网内(NAT)，所以从客户端I发起连接，可以连到客户端II(因为所述无线传输模块工作在路由模式)，但客户端II不能主动连接到客户端I。
所述无线传输模块以太网接口功能(STA Z-Ver)：
所述无线传输模块作为STA(软件为Z-Ver)，模块工作在桥接模式。模块连到AP后，以太网接口上的设备会从AP处获得IP地址(图192.168.1.101)。此时整个网络，模块如同一个透明的设备，客户端I、客户端II之间可以互通，而不受任何约束。但是所述无线传输模块如果要与其它设备互通，需要静态设置LAN IP地址(如192.168.1.10)。
工作模式：
所述无线传输模块支持两种工作模式：透明传输模式和协议传输模式。
所述无线传输模块支持串口透明传输模式，可以实现串口即插即用，从而最大程度的降低用户使用的复杂度，在此模式下，所有需要收发的数据都被在串口与WIFI接口之间作透明传输，不做任何解析，在透明传输模式下，可以完全兼容用户原有的软件，如果采用TCP协议，打开串口的硬件流控(CTSRTS)功能，可以使误码率降到最低；在透明传输模式中，用户可以把所述无线传输模块看作一条虚拟的串口线，按照使用普通串口的方式发送和接收数据就可以了，即用户原有的串口设备，直接把连接的串口线替换成本模块，用户设备无需作任何改动就可轻松实现数据的无线传输。
如果用户数据要求100％的精确，或者用户的上位机(MCU)处理速度太低，可以采用协议传输模式，该模式主要保证UART接口上数据的准确性，在这种传输模式，定义了串口线上传输的数据结构，校验方式以及两边设备握手方式，在协议传输模式下，用户设备可以用发送命令给所述无线传输模块发数据，模块发到数据后回送确认命令。所述无线传输模块不会主动把数据发送给用户设备，只有当用户设备向模块发送命令要求数据时，模块才会把数据发送给用户设备，在所述无线传输模块内部有1M Byte的FIFO保存用户数据。
用户可以根据实际需要设置不同的工作模式，并保存在Flash中，上电起动后模块会自动进入该工作模式。所述无线传输模块上电起动后，会根据用户预先设置好的参数，自动的去连接无线网络及服务器，并且进行设置的工作模式，按预设的串口参数打开串口。其中用户需要预设的参数有以下几种：
无线网络参数
-网络名称(SSID)
-安全模式
-密钥
默认TCP/UDP连接参数
-协议类型
-连接类型(server或client)
-目的端口
-目的IP地址
串口参数
-波特率
-数据位
-检验位
-停止位
-硬件流控
网络协议：
所述无线传输模块支持TCP/UDP网络协议，协议端口可以通过web方式或串口的AT+命令设置。所述无线传输模块网络侧的接口可以是server，也可以是client，通过web方式或串口的AT+命令设置，其中AT+命令可参考上海汉枫电子科技有限公司关于串口WIFI使用说明。
参数设置：
所述无线传输模块支持web方式的参数设置，用户可以使用IE浏览器十分方便的进行设置。如果模块已经连接到某个无线网络，则只要PC机也连入同一个无线网络就可以进行设置，另外因为HF-A11x同时也是一个AP，所以PC机可以连接到需要设置的模块上进行设置。
固件升级：
所述无线传输模块支持web方式的在线固件升级。
GPIO功能：
所述无线传输模块最多可以提供7个GPIO。其中包括3个指示引脚，4个UART引脚，根据需要都可以定制成为GPIO引脚。作为GPIO时，可以从网络发送几个特定指令控制GPIO的输出高、低电平，也可以读入GPIO状态。
电源接口：
本模块采用3.3V供电，峰值电流为350mA，正常工作电流为200mA，休眠模式(WIFI关闭)下为100mA。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种无线传输模块，其特征在于所述无线传输模块包括CPU芯片、Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关，其中Flash芯片、SDRAM芯片、数据接口单元、外部数据接口连接器、无线信号收/发开关分别与CPU芯片相连，CPU芯片具有无线处理模块。
2.根据权利要求1所述的无线传输模块，其特征在于所述数据接口单元包括高速数据接口和低速数据接口。
3.根据权利要求1所述的无线传输模块，其特征在于所述无线传输模块包括一个与所述无线信号收/发开关相连的WIFI天线。
4.根据权利要求1所述的无线传输模块，其特征在于所述无线传输模块包括一个与所述无线信号收/发开关相连的WIFI天线，所述数据接口单元包括高速数据接口和低速数据接口。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的无线传输模块，其特征在于所述无线传输模块采用3.3V电源供电，峰值电流为350mA。
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2012
- 2012-03-30 CN CN2012201298029U patent/CN202617367U/zh not_active Expired - Lifetime
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