CN205160521U - Zigbee模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种Zigbee模组，包括PCB板以及设置在所述PCB板上的USB集线控制器模块、Zigbee模块、天线、USB接头和USB端口；所述USB集线控制器模块、Zigbee模块次和天线顺次电性连接，所述USB接头、所述USB端口分别与所述USB集线控制器模块连接所述USB接头、所述USB端口分别与所述USB集线控制器模块连接。上述Zigbee模组以及无线升级装置，通过USB接头可以与外部的智能设备连接，从而实现Zigbee网络与智能设备之间的通信。并且，上述Zigbee模组中还设有USB端口，以扩充智能设备的USB端口数量，从而不会占用USB端口资源。

Description

Zigbee模组

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术，特别是涉及一种Zigbee模组。

背景技术

随着智能家居技术的发展，对无线技术的需求越来越大，Zigbee、蓝牙(Bluetooth)以及UWB(UltraWideBand)是现代短距离无线通信的主要技术，它们都可以构建无线传感器网络，而Zigbee占据着绝对的优势。Zigbee通信技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

在采用Zigbee通讯的智能家庭应用中，多以专用Zigbee模组来实现Zigbee网络与其他智能设备的数据交换的功能。ZigBee模组一般通过USB接口与智能家居(智能设备)的USB端口连接进而实现通讯。当智能家居(智能设备)与ZigBee模组通讯过程中会占用智能家居自带的USB端口，对于USB端口数量有限的智能家居，其在与ZigBee模组通讯时就不能同时与其他外部电子设备(例如U盘、U盾、移动硬盘、移动电源等)进行数据传输。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以外置使用且不会占用USB端口资源的Zigbee模组。

一种Zigbee模组，包括PCB板以及设置在所述PCB板上的USB集线控制器模块、Zigbee模块、天线、USB接头和USB端口；所述USB集线控制器模块、Zigbee模块次和天线顺次电性连接，所述USB接头、所述USB端口分别与所述USB集线控制器模块连接

在其中一个实施例中，所述USB端口为多个。

在其中一个实施例中，所述USB端口包括USB3.0端口和USB2.0端口中的至少一种。

在其中一个实施例中，还包括设置于所述PCB板上的USB转换模块；所述USB转换模块包括转换芯片，所述转换芯片用于将USB数据格式转换为UART数据格式。。

在其中一个实施例中，所述Zigbee模块包括微控制器、与微控制器相连的用于连接天线的Zigbee射频端和存储器。

在其中一个实施例中，所述天线包括印制板天线；所述印制板天线包括F型单元、第一L型单元和第二L型单元，所述F型单元、第一L型单元、第二L型单元顺次连接，所述F型单元的开口侧朝所述Zigbee模块的Zigbee射频端设置；所述第一L型单元和所述第二L型单元均设置于所述F型单元的非开口侧，且第二L型单元位于所述F型单元与第一L型单元之间。

在其中一个实施例中，所述F型单元包括第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片，所述第一L型单元包括第四辐射片和第五辐射片；第二L型单元包括第六辐射片和第七辐射片；所述第一辐射片、所述第二辐射片平行设置且分别与所述F型单元的第三辐射片垂直连接；所述F型单元的第二辐射片的另一端与所述Zigbee模块的Zigbee射频端连接，所述F型单元的第三辐射片上远离所述第一辐射片的一端与所述第一L型单元的第四辐射片连接；所述第一L型单元的第五辐射片的末端与所述第二L型单元的第六辐射片连接。

在其中一个实施例中，所述天线还包括匹配电路；所述天线还包括匹配电路；所述匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容和电感；所述第一电容、电感、第三电容依次串联，所述第一电容的另一端与所述Zigbee模块连接，所述第三电容的另一端与所述天线连接；所述第二电容的一端连接于所述电感和所述第三电容之间；所述第二电容的另一端接地。

上述Zigbee模组以及无线升级装置，通过USB接头可以与外部的智能设备连接，从而实现Zigbee网络与智能设备之间的通信。并且，上述Zigbee模组中还设有USB端口，以扩充智能设备的USB端口数量，从而不会占用USB端口资源。

附图说明

图1为一实施例中的Zigbee模组的结构示意图；

图2为一实施例中的印制板天线的结构示意图；

图3为一实施例中的天线匹配电路的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为一实施例中的Zigbee模组的结构示意图，该Zigbee模组包括PCB板100、设置于所述PCB板100上的USB集线控制器模块200、Zigbee模块300和天线400，以及USB接头120和USB端口130。USB集线控制器模块200、Zigbee模块300和天线400顺次电性连接。USB接头120、USB端口130分别与USB集线控制器模块200连接。USB接头120用于与智能设备连接，该智能设备可以为智能电视机、智能冰箱、PC机等能作为主设备的智能设备。USB端口130用于与从设备连接，该从设备可以为U盘、U盾、移动硬盘、移动电源等外部电子设备。

USB集线控制器模块200包括用于提供主机到USB集线控制器模块200的通讯机制的微处理器(图中未示)。微处理器分别与USB接头120、USB端口130连接。USB集线控制器模块200，使用新型拓扑结构连接多个USB接口，即可将一个USB接口扩展成多个独立工作的USB接口，并可以同时使用这些接口。

USB端口130包括USB3.0端口和USB2.0端口中的至少一种USB端口。在本实施例中，USB端口130均为USB2.0端口。在其他实施例中，USB端口130可以均为USB3.0端口，也可以同时包括USB2.0端口和USB3.0端口。

USB端口130的数目可以为2个或者3个以上。USB端口130的数目可根据实际的需求来设定。参考图1，在本实施例中，USB端口130的数目为4个，分别为第一USB端口1301、第二USB端口1302、第三USB端口1303、第四USB端口1304。其中，第一USB端口1301、第二USB端口1302设置在PCB板100的一侧，第三USB端口1303、第四USB端口1304设置在PCB板100的另一侧。在其他的实施例中，第一USB端口1301、第二USB端口1302、第三USB端口1303和第四USB端口1304也可以设置在PCB板100的同侧。在本实施例中，Zigbee模块300与USB转换模块500之间采用UART通信。因此，Zigbee模组还包括USB转换模块500(参见图1)。USB转换模块500中包括转换芯片，转换芯片用于不同接口协议的转换，例如UART-USB相互转换，进而实现Zigbee模块300的无线通信数据与USB通信数据之间的交互。在本实施例中，转换芯片的型号为FT232。Zigbee模块300可以采取现有的设计。Zigbee模块300包括微控制器、与微控制器相连的用于连接天线400的Zigbee射频端和内存(图中未示)，从而使其具有较好的通信效果。其中，微控制器为微控制芯片，微控制芯片的型号为JN516X。

天线400包括印制板天线。图2为一实施例中的印制板天线的结构示意图。该印制板天线是通过在PCB板上设计而成，不会增加额外成本。而且印制板天线工作性能稳定，完全符合短距离的无线传输的需求。

参考图2，印制板天线400包括F型单元410、第一L型单元420和第二L型单元430。F型单元410、第一L型单元420、第二L型单元430顺次连接。F型单元410的开口侧朝Zigbee模块400的Zigbee射频端设置。第一L型单元420和第二L型单元430均设置于F型单元410的非开口侧，且第二L型单元430位于F型单元410与第一L型单元420之间。在本实施例中，F型单元410为倒置F型天线。

F型单元410包括第一辐射片4110、第二辐射片4120和第三辐射片4130。第一L型单元420包括第四辐射片4210和第五辐射片4220。第二L型单元430包括第六辐射片4310和第七辐射片4320。F型单元410的第一辐射片4110、第二辐射片4120平行设置且分别与F型单元410的第三辐射片4130垂直连接。F型单元410的第二辐射片4120的另一端与Zigbee模块400的Zigbee射频端连接，F型单元410的第三辐射片4130远离第一辐射片4110的一端与第一L型单元420的第四辐射片4210连接。第一L型单元420的第五辐射片4220的末端与第二L型单元430的第六辐射片4310连接。在本实施例中，第一辐射片4110、第二辐射片4120与第四辐射片4210的长度均相等，第六辐射片4310的长度略小于第一辐射片4110的长度。且第一辐射片4110的长度小于第三辐射片4130的长度。第四辐射片4210的长度小于第五辐射片4220的长度，第六辐射片4310的长度小于第七辐射片4320的长度。在其他的实施例中，各辐射片的长度也可以根据实际需要进行设定。印制板天线还可以为sniffer天线。

天线400还包括用于进行阻抗匹配的匹配电路，如图3所示。匹配电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和电感L。第一电容C1、电感L、第三电容C3依次串联，第一电容C1的另一端与Zigbee模块300的Zigbee射频端连接，第三电容C3的另一端与天线400连接。第二电容C2的一端连接于电感L和第三电容C3之间；第二电容C2的另一端接地。

本实施例中的Zigbee模组可以用于实现智能设备与Zigbee网络之间的数据通信，从而可以对智能设备进行升级。并且Zigbee模组上设置有USB端口130，可以扩展与USB接头120连接的智能设备的USB端口数量，不会占用该智能设备的USB资源。并且使用过程中，可以避免智能设备的USB端口有限需要频繁的插拔Zigbee模组的情况发生，能够有效减小频繁插拔给Zigbee模组以及智能设备所带来的磨损。为更好的对本实施例中的Zigbee模组进行说明，下面结合一具体实施例进行说明。与USB接头120连接的智能设备以智能电视机为例。

Zigbee模组通过USB接头120与智能电视机连接。USB接头120获取智能电视机的数据后，经过USB转换模块500，可将接收的数据转换为Zigbee模块300可读取的数据(USBtoUART)，然后通过Zigbee模块300和天线400将接收的命令或数据送到Zigbee无线网络上。当然，数据也可以逆向传输，即经过USB转换模块500将Zigbee模块300接收到的无线数据转换为USB集线控制器模块200可读取的数据格式(UARTtoUSB)；然后通过USB接头120与智能电视机连接，将Zigbee模块300接收到的数据传递到智能电视机，从而实现Zigbee无线网络与智能电视机之间的数据交换。

当要对智能电视机进行升级时，利用Zigbee模块300接收由Zigbee无线网络发送来的升级信息，并通过USB转换模块500将Zigbee模块300接收到的升级信息数据转换为USB模块200可读取的数据格式后通过USB接头120将升级信息传递到智能电视机中。智能电视机接收该升级信息并进行升级，从而完成对智能电视机的升级过程。

在Zigbee模组通过USB接头120与智能电视机的USB端口连接时，占用智能电视机的USB端口。本实施例中的Zigbee模组中设置有多个USB端口130，可以扩充智能电视机的USB端口，从而不占用智能电视机的USB端口资源。通过Zigbee模组的USB端口130可以实现其他从设备与智能电视机的连接。例如，在智能电视机通过Zigbee模组与无线网络进行数据通信时，其自身USB端口被Zigbee模组占用。当智能电视机需要使用U盘、移动硬盘等外置存储器进行数据读取时，可以将U盘、移动硬盘等设备插入到Zigbee模组的USB端口130中，从而实现智能电视机与U盘、移动硬盘等从设备之间的连接，实现智能电视机与其他从设备的数据传输。并且使用过程中，可以避免智能设备的USB端口有限需要频繁的插拔Zigbee模组的情况发生，能够有效减小频繁插拔给Zigbee模组以及智能设备所带来的磨损。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种Zigbee模组，其特征在于，包括PCB板以及设置在所述PCB板上的USB集线控制器模块、Zigbee模块、天线、USB接头和USB端口；所述USB集线控制器模块、Zigbee模块次和天线顺次电性连接，所述USB接头、所述USB端口分别与所述USB集线控制器模块连接。

2.根据权利要求1所述的Zigbee模组，其特征在于，所述USB端口为多个。

3.根据权利要求1所述的Zigbee模组，其特征在于，所述USB端口包括USB3.0端口和USB2.0端口中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的Zigbee模组，其特征在于，还包括设置于所述PCB板上的USB转换模块；所述USB转换模块包括转换芯片，所述转换芯片用于将USB数据格式转换为UART数据格式。

5.根据权利要求1所述的Zigbee模组，其特征在于，所述Zigbee模块包括微控制器、与微控制器相连的用于连接天线的Zigbee射频端和存储器。

6.根据权利要求1所述的Zigbee模组，其特征在于，所述天线包括印制板天线；所述印制板天线包括F型单元、第一L型单元和第二L型单元，所述F型单元、第一L型单元、第二L型单元顺次连接，所述F型单元的开口侧朝所述Zigbee模块的Zigbee射频端设置；所述第一L型单元和所述第二L型单元均设置于所述F型单元的非开口侧，且第二L型单元位于所述F型单元与第一L型单元之间。

7.根据权利要求6所述的Zigbee模组，其特征在于，所述F型单元包括第一辐射片、第二辐射片和第三辐射片，所述第一L型单元包括第四辐射片和第五辐射片；第二L型单元包括第六辐射片和第七辐射片；所述第一辐射片、所述第二辐射片平行设置且分别与所述F型单元的第三辐射片垂直连接；所述F型单元的第二辐射片的另一端与所述Zigbee模块的Zigbee射频端连接，所述F型单元的第三辐射片上远离所述第一辐射片的一端与所述第一L型单元的第四辐射片连接；所述第一L型单元的第五辐射片的末端与所述第二L型单元的第六辐射片连接。

8.根据权利要求6所述的Zigbee模组，其特征在于，所述天线还包括匹配电路；所述匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容和电感；所述第一电容、电感、第三电容依次串联，所述第一电容的另一端与所述Zigbee模块连接，所述第三电容的另一端与所述天线连接；所述第二电容的一端连接于所述电感和所述第三电容之间；所述第二电容的另一端接地。