CN208691267U - 物联网多功能转接模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种物联网多功能转接模块,包括工业设备的控制终端,通信模块采用LAN8720A芯片或者瑞昱RTL8710型号的芯片,而LAN8720A芯片通过带有RJ45接头的网线与物联网云平台相连,另外在LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间连接着信号调理电路一;所述数据收发处理模块中的RS485芯片采用MAX13085芯片,所述MAX13085芯片通过信号调理电路二与所述通信接口模块中的RS‑485接口连接。这样就分别降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错和MAX13085芯片与RS‑485接口之间常常出现传递的信号出错的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及针对物联网技术领域,尤其是涉及一种物联网多功能转接模块。
背景技术
将物联网及服务引入到制造业正迎来第四次工业革命,即工业4.0阶段。针对目前工业产能过剩,制造业采用“互联网+制造”的解决方案已成为大势所趋。工业设备制造企业也逐步将目光锁定在工业物联网(IIoT)领域,希望将所生产的设备连入物联网云平台,在工业云平台上能够直接处理和控制核心数据。由工业云平台提供强大的数据传输、存储和处理能力,帮助设备制造业企业收集和处理大量工业设备数据。将工业设备接入云平台实现远程监控、大数据处理及运用,也是增加工业设备产品附加值,实现设备制造企业效益提升的重要手段。
然而,不同应用领域的工业设备,具体的应用方式、结构设计、处理数据类型、数据采集方式、数据处理方式多样化,使得每种应用领域的工业设备具体的技术实现具有非常高的专业度、并且高度独立的。
比如空压机、发电机组、新能源汽车、水处理设备、消防安防设备、CNC/工业机器人等设备,有的设备存在自己的控制系统,能够对数据进行分析处理,或者还可以向设备发送控制指令,控制设备运行;有的设备不具备控制系统,不能进行功能扩展以及复杂的数据分析处理,只能向设备发送简单的机械指令,执行简单的逻辑运算。比如继电器控制装置或者PLC等。因此,现有技术中对于工业设备的应用方式、结构设计、处理数据类型、数据采集方式、数据处理方式多样化,传统的工业设备的控制器不能够有效的适应对不同设备的控制管理及接入物联网云平台。
于是便有了一种如申请号为“201621047163”、申请日为“2016.09.09”和专利名称为“一种工业设备的控制终端”的专利中记载了一种工业设备的控制终端,如图1所示,包括:控制处理模块11、通信接口模块12、数据收发处理模块13、输入/输出模块14、通信模块15,其中:
所述通信接口模块12与所述数据收发处理模块13相连,通过所述通信接口模块可连接至外部的一个或者多个工业设备,作为控制终端1与工业设备间进行数据交互的通道。
所述通信接口模块12可以为串行通信协议接口,也可以为并行通信协议接口,优选串行通信接口,串行通信接口可以采用全双工方式和半双工方式。所述通信接口模块种类可以包括SPI(英文全称为:Serial Peripheral Interface,中文全称为:串行外设接口)接口、RS-232C接口、RS-485接口、CAN(英文全称为:Controller Area Network,中文全称为:控制器局域网)接口、I2C(Inter-Integrated Circuit)接口、GPIO(英文全称为:General Purpose Input Output,中文全称为:通用输入/输出)接口、UART(英文全称为:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,中文全称为:通用异步收发传输器)接口。
所述通信接口模块的数据可以源于各个连接的工业设备上传感器采集的传输数据,也可以为其它设备或者终端采集的数据。
所述数据收发处理模块13,分别连接所述通信接口模块12和控制处理模块11。所述数据收发处理单元可根据预设的工业协议,采用并行或串行的数据传输方式,通过所述通信接口模块从工业设备上采集数据信号数据,也可以根据需要对采集到的数据进行处理,生成所述控制处理模块11能够识别的数字信号数据,并发送至数据收发处理模块。所述数据收发处理模块13也可以将控制处理模块11生成的控制指令,采用预设的数据通信协议进行数据编码或者解码通信。
所述数据通信协议,可以包括如使用RS-232C接口、RS-485接口时采用ModBus通讯协议,采用数字通讯接口为CAN接口时采用CAN总线协议,采用I2C总线接口时采用I2C协议,等等。所述数据收发处理模块可以为与通信接口对应的RS232芯片、RS485芯片、CAN芯片等。
所述输入/输出模块14与所述控制处理模块11相连,所述输入/输出模块可以为触控面板、鼠标、键盘、指示灯、按键、扬声器中的一种或者多种。通过设置触控面板,可通过触控面板的显示屏显示采集的数据名称、数据大小。并且还可以在系统中安装操作教程,供用户学习使用。所述触控面板的触摸屏可以接收用户触摸操作,同步显示用户操作过程,将所述操作指令发送至控制处理模块,生成相应的控制指令。
所述操作指令为触摸屏上的数字坐标。触摸屏可以采用压力传感触摸屏、电阻触摸屏、电容触摸屏等;显示屏可以为LCD显示屏或LED显示屏。
所述控制处理模块11,可以采用安卓内核作为核心操作系统,分别连接数据收发处理模块13、输入/输出模块14。
所述控制处理模块11可用于发送工业设备数据采集指令,控制数据收发处理模块13从工业设备上采集数据,并获取控制终端的本地数据,对获得的工业数据或本地数据进行实时的监控,以及对获得的工业数据、本地数据进行分析处理。
所述控制处理模块11可通过通信模块15与物联网云平台相连。控制处理模块将获取的数据、以及分析处理的结果通过所述通信模块15发送至物联网云平台。
所述输入/输出模块14中可以包括触控面板,通过所述触控面析获取用户的操作坐标信息,由所述控制处理模块11生成相应的控制指令,将所述控制指令通过所述通信接口模块12发送至工业设备,实现控制终端对工业设备的控制功能。
所述控制终端的本地数据可以包括:通过与控制处理模块外围相接的麦克风、GPS定位模块、摄像头、传感器分别获取得到的音频、经纬度、视频、温度、光强等数据。
所述控制处理模块11根据不同的通讯接口、通过预设的数据通讯协议实现控制处理模块和与数据收发处理模块之间的数据通讯,控制处理模块与其它模块之间可以通过并行或串行的数据传输通信方式。
所述控制处理模块11,还用于提供基于Android系统的SDK软件工具包,提供用户调用相关函数,实现功能扩展,如对获取得到的工业数据、本地数据的分析与处理功能。(数据分析与处理功能:用户可根据需要对工业数据进行统计、使用各类分析工具进行分析处理等),从而可以方便用户开发功能更为丰富的应用程序。
所述控制处理模块可以为基于android系统的处理器芯片,即安卓芯片。譬如MTK6582芯片等。
所述通信模块15可以为有线通信或者无线通信,从而实现控制终端与物联网云平台之间的数据通讯,所述通信模块15可以为2G通信、3G通信、4G通信等数字移动通信方式、或者采用以太网通信方式。
所述控制终端还可包括ZigBee模块,蓝牙模块,WIFI通信模块。从而方便所述控制终端与其它设备进行通信。
另外,所述控制终端还可包括报警模块,所述报警模块可以包括蜂鸣器,也可以包括图像报警的显示器,或者还可以包括移动通信电路。所述控制处理模块11可以对本地数据进行监控,和/或采集的工业设备的数据进行监控比较,在发现异常时,比如检测到数据不符合要求时,发送报警信号。用户可以通过显示屏、蜂鸣器或者手机短信查看异常。
包括通信客户识别模块和处理器识别模块,所述通信客户识别模块和处理器识别模块分别连接所述控制处理模块;其中,通信客户识别模块用于给控制终端用户进行数字移动通信功能使用提供认证识别,便于移动通信运营商识别通信客户;处理器识别模块用于给控制终端用户进行控制终端识别,便于物联网云平台对控制终端的识别和数据集中管理。所述通信客户识别模块为SIM卡;处理器识别模块可以为用于身份识别的ID芯片。
另外,所述控制终端还可以包括:
调试接口,连接控制处理模块,用于给控制处理模块11中的Android系统进行调试、底层扩展和应用程序升级、更新,也可用于控制终端进行固件扩展或更新、升级时起调试作用。优选USB接口,也可以是其它的接口实现方式。
硬件按键模块,用于提供用户各类硬件按键控制功能,可根据需要进行自定义,如电源的开关按钮、呼叫按钮、SOS铵钮、系统复位按钮或者作控制调节按钮等。
指示灯模块,用于指示控制终端的各种状态,如电源指示灯、网络指示灯、设备指示灯、GPS指示灯、数据指示灯和辅助指示灯,可根据需要在Android系统应用层上进行自定义。
所述通信接口模块包括一个或者多个与工业设备接口相匹配的通信接口,可直接与不同接口的工业设备相连,并且通过所述数据收发处理模块对不同工业设备接口的数据按照预定的协议进行传输,从而使得控制处理模块能够同时对多个不同的工业设备进行控制处理,并且可通过通信模块将采集的不同的工业设备的数据传送至物联网云平台,方便对多个工业设备的控制管理。
在所述通信模块采用的方式中有以太网通信方式的条件下,所述通信模块往往会采用LAN8720A芯片,而LAN8720A芯片通过与如带有RJ45接头的网线连接来达到与物联网云平台相连的目的,但是现在LAN8720A芯片通过与如RJ45接头这样的接头连接常常出现RJ45接头这样的接头与LAN8720A芯片之间传递的信号出错的情况,也就是信号传递的错误率高,最终使得发送往物联网平台的数据的错误率也高。
而在所述数据收发处理模块中的RS485芯片往往会采用MAX13085芯片,所述MAX13085芯片用于与RS-485接口进行信号交互,但是现在MAX13085芯片与RS-485接口连接常常出现MAX13085芯片与RS-485接口之间传递的信号出错的情况,也就是信号传递的错误率高。
实用新型内容
针对上述技术问题,本实用新型的目的在于在LAN8720A芯片与RJ45接头之间增设特殊的信号调理电路一以及在MAX13085芯片与RS-485接口之间增设特殊的信号调理电路二的方案,这样就分别降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错和MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:一种物联网多功能转接模块,包括工业设备的控制终端,所述工业设备的控制终端包括:控制处理模块、通信接口模块、数据收发处理模块、输入/输出模块、通信模块,其中:
所述通信接口模块与所述数据收发处理模块相连;
所述控制处理模块通过通信模块与物联网云平台相连;
所述通信模块采用以太网或Wifi通信方式;
在所述通信模块采用以太网通信方式的条件下,所述通信模块采用LAN8720A芯片或者瑞昱RTL8710型号的芯片,而LAN8720A芯片通过带有RJ45接头的网线与物联网云平台相连,另外在LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间连接着信号调理电路一;
所述数据收发处理模块中的RS485芯片采用MAX13085芯片,所述MAX13085芯片通过信号调理电路二与所述通信接口模块中的RS-485接口连接;
所述控制处理模块为瑞昱RTL8710型号的芯片;
所述MAX13085芯片与所述LAN8720A芯片均和瑞昱RTL8710型号的芯片连接。
通过采用上述技术方案,在LAN8720A芯片与RJ45接头之间增设特殊的信号调理电路一以及在MAX13085芯片与RS-485接口之间增设特殊的信号调理电路二的方案,这样就分别降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错和MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况,从而降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号失真和MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号失真的现象发生。
本实用新型进一步设置为:所述信号调理电路一包括J0011D21BNL型号的网口插座,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RJ45接口与所述RJ接头连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TD+引脚、所述LAN8720A芯片的TXP引脚与第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TCT引脚、所述J0011D21BNL型号的网口插座的RCT引脚与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TD-引脚、第二电阻的一端与所述LAN8720A芯片的TXN引脚连接,所述第二电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RD+引脚、第三电阻的一端与所述LAN8720A芯片的RXP引脚连接,所述第三电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RD-引脚、第四电阻的一端与所述LAN8720A芯片的RXN引脚连接,所述第四电阻的另一端与3.3V电压源连接;
所述第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值与第四电阻的电阻值均为49.9Ω;
所述3.3V电压源还与第一电容C3的一极、第二电容C10的一极、第五电阻R13的一端以及第六电阻R22的一端连接,所述第一电容C3的另一极与所述第二电容C10的另一极均接地;所述第五电阻R13的另一端以及所述第六电阻R22的另一端分别与所述J0011D21BNL型号的网口插座的LED(green)_A引脚和所述J0011D21BNL型号的网口插座的LED(yellow)_A引脚连接;
所述J0011D21BNL型号的网口插座的CIIS_GND引脚与所述J0011D21BNL型号的网口插座的Shield引脚均接地;
所述3.3V电压源还与第一电感L4的一端、第九电阻R32的一端、所述LAN8720A芯片的VDDIO引脚以及第三电容C4的一极连接,所述第一电感L4的另一端、所述LAN8720A芯片的VDD2A引脚与所述LAN8720A芯片的VDD1A引脚连接,所述第九电阻R32的另一端与所述LAN8720A芯片的MDIO引脚连接,所述第三电容C4的另一极、所述第四电容C11的一极与所述第五电容C13的一极连接并接地,所述第四电容C11的另一极、所述第五电容C13的另一极与所述LAN8720A芯片的VDDCR引脚连接;
所述LAN8720A芯片的RBIAS引脚与第十电阻R39的一端连接,所述第十电阻R39的另一端接地;
所述3.3V电压源还与第七电阻R37的一端连接,所述3.3V电压源还与第八电阻R38的一端连接,所述第七电阻R37的另一端与所述第八电阻R38的另一端分别与所述LAN8720A芯片的LED1/REGOFF引脚和所述LAN8720A芯片的LED2/nINTSEL引脚连接;
所述LAN8720A芯片的RXD1/MODE1引脚与第十一电阻R7的一端连接,所述第十一电阻R7的另一端与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GB0引脚连接,所述LAN8720A芯片的RXD0/MODE0引脚与第十二电阻R10的一端连接,所述第十二电阻R12的另一端与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GB1引脚连接,所述LAN8720A芯片的TXD1引脚与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接,所述LAN8720A芯片的TXD0引脚与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚连接;
所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚与第十三电阻R29的一端连接,所述第十三电阻R29的另一端与SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的OUT引脚连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的GND引脚接地。
通过采用上述技术方案,49.9Ω电阻值的所述第一电阻、9.9Ω电阻值的第二电阻、9.9Ω电阻值的第三电阻与9.9Ω电阻值的第四电阻是用于实现阻抗匹配的,以此来实现所述RJ接头通过所述J0011D21BNL型号的网口插座传递给所述LAN8720A芯片的信号以及所述LAN8720A芯片通过所述
J0011D21BNL型号的网口插座传递给所述RJ接头的信号的稳定性。通过所述J0011D21BNL型号的网口插座的与所述LAN8720A芯片的连接结构,经由所述J0011D21BNL型号的网口插座的过渡连接,就能增强所述LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间的交互信号,使其传输距离更远;使所述LAN8720A芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用;当接到不同电平的网口时,不会对彼此设备造成影响。有效的降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错的问题。所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚与第十三电阻R29的一端连接,所述第十三电阻R29的另一端与SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的OUT引脚连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的GND引脚接地;这样通过所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的EN引脚输入的频率信号就会通过所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器倍频后经由其OUT引脚输入到所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚中实现倍频的目的,这样倍频的方式故障率低。
本实用新型进一步设置为:所述信号调理电路二包括双向TVS瞬态抑制二极管D11,所述双向TVS瞬态抑制二极管D11的一端、第十四电阻R56的一端、第十五电阻R58的一端、第一正温度系数热敏电阻器PTC7的一端以及MAX13085芯片的A引脚相连;
所述双向TVS瞬态抑制二极管D11的另一端、第十五电阻R58的另一端、第二正温度系数热敏电阻器PTC8的一端、MAX13085芯片的B引脚以及第十六电阻R57的一端相连;
所述第十四电阻R56的另一端、3.3V电压源以及MAX13085芯片的VCC引脚相连,所述第十六电阻R57的另一端与MAX13085芯片的GND引脚连接并接地;
所述第一正温度系数热敏电阻器PTC7的另一端与所述通信接口模块12中的RS-485接口的A引脚连接,所述第二正温度系数热敏电阻器PTC8的另一端与所述通信接口模块12中的RS-485接口的B引脚连接;
所述MAX13085芯片的/RE引脚与所述MAX13085芯片的DE引脚连接,所述MAX13085芯片的R引脚、第十七电阻R54的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GC0引脚相连,所述MAX13085芯片的D引脚、第十八电阻R55的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GA4引脚相连,所述第十七电阻R54的另一端与所述第十八电阻R55的另一端均与3.3V电压源连接。
通过采用上述技术方案,这样通过所述双向TVS瞬态抑制二极管D11起到了双向稳压的作用,极大的降低了MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况,也就是降低了MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号失真的现象发生。
本实用新型进一步设置为:所述数据收发处理模块中的RS232芯片采用MAX3232芯片,所述MAX3232芯片与所述通信接口模块12中的RS-232C接口连接,所述MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接;
所述MAX3232芯片与所述通信接口模块中的RS-232C接口连接的结构为:
所述MAX3232芯片的T2OUT引脚与第十九电阻R16的一端连接,所述第十九电阻R16的另一端与所述RS-232C接口的RXD引脚连接,所述MAX3232芯片的R2IN引脚与第二十电阻R17的一端连接,所述第二十电阻R17的另一端与所述RS-232C接口的TXD引脚连接;
所述MAX3232芯片的C1+引脚与所述MAX3232芯片的C1-引脚分别与第三电容C25的两极连接;
所述MAX3232芯片的C2+引脚与所述MAX3232芯片的C2-引脚分别与第四电容C26的两极连接;
所述MAX3232芯片的GND引脚接地;
所述MAX3232芯片的VCC引脚、3.3V电压源、第五电容C21的一极与第六电容C23的一极连接,所述第六电容C23的另一极接地,所述第五电容C21的另一极与所述MAX3232芯片的V+引脚连接;
所述MAX3232芯片的V-引脚与第七电容C19的一极连接,所述第七电容C19的另一极接地;
所述MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构如下:
所述MAX3232芯片的T2IN引脚与所述MAX3232芯片的R2OUT引脚分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GE0引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚连接。
通过采用上述技术方案,实现了所述MAX3232芯片与所述通信接口模块12中的RS-232C接口连接的结构,以此达到了所述MAX3232芯片与所述通信接口模块12中的RS-232C接口彼此信号交互的连接结构。所述MAX3232芯片的T2IN引脚与所述MAX3232芯片的R2OUT引脚分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GE0引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚连接,由此实现了所述MAX3232芯片与所述瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构,以此达到了所述MAX3232芯片与所述瑞昱RTL8710型号的芯片彼此信号交互的连接结构。
本实用新型进一步设置为:所述ZigBee模块与瑞昱RTL8710型号的芯片连接,具体结构如下:
所述ZigBee模块为CC2530芯片,所述CC2530芯片的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述CC2530芯片的GND引脚接地,所述CC2530芯片的RF_P引脚和所述CC2530芯片的RF_N引脚均与天线一电连接;
所述CC2530芯片的P0_2引脚与所述CC2530芯片的P0_3引脚分别与第二十一电阻R16的一端和第二十二电阻R17的一端连接,所述第二十一电阻R16的另一端和所述第二十二电阻R17的另一端分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GE4引脚连接;
所述CC2530芯片的P1_0引脚与红色发光二极管D2的负极连接,所述红色发光二极管D2的正极与第二十三电阻R26的一端连接,所述第二十三电阻R26的另一端与3.3V电压源连接。
通过采用上述技术方案,所述CC2530芯片的作为信号接收端的P0_2引脚与所述CC2530芯片的作为信号发送端的P0_3引脚分别与第二十一电阻R16的一端和第二十二电阻R17的一端连接,所述第二十一电阻R16的另一端和所述第二十二电阻R17的另一端分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GE4引脚连接;由此实现了所述CC2530芯片与所述瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构,以此达到了所述CC2530芯片与所述瑞昱RTL8710型号的芯片彼此信号交互的连接结构。
本实用新型进一步设置为:所述数据收发处理模块还包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL;
所述通信接口模块12中的I2C接口中的SDA引脚与串行数据线SDA电连接,所述通信接口模块12中的I2C接口中的SCL引脚与串行时钟线SCL电连接;
所述串行数据线SDA和所述串行时钟线SCL分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC4引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚连接。
通过采用上述技术方案,实现了数据收发处理模块中的串行数据线SDA和数据收发处理模块中的串行时钟线SCL分别与所述通信接口模块中的I2C接口中的SDA引脚和所述通信接口模块中的I2C接口中的SCL引脚的连接,以此达到了串行数据线SDA和串行时钟线SCL分别与I2C接口中的SDA引脚和I2C接口中的SCL引脚彼此信号交互的连接结构。所述串行数据线SDA和所述串行时钟线SCL分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC4引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚连接;由此实现了所述串行数据线SDA和所述串行时钟线SCL同所述瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构,以此达到了所述串行数据线SDA和所述串行时钟线SCL同所述瑞昱RTL8710型号的芯片彼此信号交互的连接结构。
本实用新型进一步设置为:所述数据收发处理模块还包括数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK;
所述通信接口模块中的SPI接口中的SDI引脚与数据输入线SDI电连接,所述通信接口模块中的SPI接口中的SDO引脚与数据输出线SDO电连接,所述通信接口模块中的SPI接口中的SCLK引脚与时钟线SCLK电连接;所述数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚、所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接。
通过采用上述技术方案,实现了数据收发处理模块中的数据输入线SDI、数据收发处理模块中的数据输出线SDO和数据收发处理模块中的时钟线SCLK分别与所述通信接口模块中的SPI接口中的SDI引脚、所述通信接口模块中的SPI接口中的SDO引脚和所述通信接口模块中的SPI接口中的SCLK引脚的连接,以此达到了数据收发处理模块中的数据输入线SDI、数据收发处理模块中的数据输出线SDO和数据收发处理模块中的时钟线SCLK分别与所述通信接口模块中的SPI接口中的SDI引脚、所述通信接口模块中的SPI接口中的SDO引脚和所述通信接口模块中的SPI接口中的SCLK引脚的信号交互的连接结构。所述数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚、所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接;由此实现了所述数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK同所述瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构,以此达到了所述数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK同所述瑞昱RTL8710型号的芯片彼此信号交互的连接结构。
本实用新型进一步设置为:所述通信模块还包括SUB-1G通信模块,所述SUB-1G通信模块为Si4463芯片,所述Si4463芯片的RXp引脚、所述Si4463芯片的RXa引脚以及所述Si4463芯片的TX引脚均与天线二电连接;
所述Si4463芯片的GND引脚接地,所述Si4463芯片的VDD引脚、第八电容C2的一极以及3.3V电压源连接,所述第八电容C2的另一极接地;
所述Si4463芯片的nSEL引脚、所述Si4463芯片的SCK引脚、所述Si4463芯片的MISO引脚以及所述Si4463芯片的MISI引脚分别与所述瑞昱RTL8710型号的GCO引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC1引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的GC2引脚连接。
通过采用上述技术方案,所述Si4463芯片的nSEL引脚、所述Si4463芯片的SCK引脚、所述Si4463芯片的MISO引脚以及所述Si4463芯片的MISI引脚分别与所述瑞昱RTL8710型号的GCO引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC1引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的GC2引脚连接,由此实现了所述Si4463芯片同所述瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构,以此达到了所述Si4463芯片同所述瑞昱RTL8710型号的芯片彼此信号交互的连接结构。
本实用新型进一步设置为:所述物联网多功能转接模块配套的所述物联网云平台是可以和其它任意的云平台对接并间接的与该其它任意的云平台的设备进行闭环通讯;瑞昱RTL8710型号的芯片还能够充当WIFI通信模块。
通过采用上述技术方案,物联网云平台是可以和其它任意的云平台对接并间接的与该其它任意的云平台的设备进行闭环通讯,这样的物联网云平台通讯性能佳。
综上所述,本实用新型具有以下有益效果:
通过所述J0011D21BNL型号的网口插座的与所述LAN8720A芯片的连接结构,经由所述J0011D21BNL型号的网口插座的过渡连接,就能增强所述LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间的交互信号,使其传输距离更远;使所述LAN8720A芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用。通过所述双向TVS瞬态抑制二极管D11起到了双向稳压的作用,极大的降低了MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况。
附图说明
图1是现有技术的工业设备的控制终端的结构示意图;
图2是本实用新型的J0011D21BNL型号的网口插座的连接示意图;
图3是本实用新型的双向TVS瞬态抑制二极管的连接示意图;
图4是本实用新型的MAX3232芯片的连接示意图;
图5是本实用新型的CC2530芯片的连接示意图;
图6是本实用新型的Si4463芯片的连接示意图;
图7是本实用新型的瑞昱RTL8710型号的芯片的示意图。
附图标记:11、控制处理模块;12、通信接口模块;13、数据收发处理模块;14、输入/输出模块;15、通信模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1-图7所示,物联网多功能转接模块,包括如申请号为“201621047163”、申请日为“2016.09.09”和专利名称为“一种工业设备的控制终端”的专利中的工业设备的控制终端,工业设备的控制终端包括:控制处理模块11、通信接口模块12、数据收发处理模块13、输入/输出模块14、通信模块15,其中:
通信接口模块12与数据收发处理模块13相连,通过通信接口模块可连接至外部的一个或者多个工业设备,作为控制终端1与工业设备间进行数据交互的通道;
通信接口模块12可以为串行通信协议接口,也可以为并行通信协议接口,优选串行通信接口,串行通信接口可以采用全双工方式和半双工方式。通信接口模块种类可以包括SPI(英文全称为:Serial Peripheral Interface,中文全称为:串行外设接口)接口、RS-232C接口、RS-485接口、CAN(英文全称为:Controller Area Network,中文全称为:控制器局域网)接口、I2C(Inter-Integrated Circuit)接口、GPIO(英文全称为:GeneralPurpose Input Output,中文全称为:通用输入/输出)接口、UART(英文全称为:UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,中文全称为:通用异步收发传输器)接口。
通信接口模块的数据可以源于各个连接的工业设备上传感器采集的传输数据,也可以为其它设备或者终端采集的数据。
数据收发处理模块13,分别连接通信接口模块12和控制处理模块11。数据收发处理单元可根据预设的工业协议,采用并行或串行的数据传输方式,通过通信接口模块从工业设备上采集数据信号数据,也可以根据需要对采集到的数据进行处理,生成控制处理模块11能够识别的数字信号数据,并发送至数据收发处理模块。数据收发处理模块13也可以将控制处理模块11生成的控制指令,采用预设的数据通信协议进行数据编码或者解码通信。
数据通信协议,可以包括如使用RS-232C接口、RS-485接口时采用ModBus通讯协议,采用数字通讯接口为CAN接口时采用CAN总线协议,采用I2C总线接口时采用I2C协议,等等。数据收发处理模块可以为与通信接口对应的RS232芯片、RS485芯片、CAN芯片等。
输入/输出模块14与控制处理模块11相连,输入/输出模块可以为触控面板、鼠标、键盘、指示灯、按键、扬声器中的一种或者多种。通过设置触控面板,可通过触控面板的显示屏显示采集的数据名称、数据大小。并且还可以在系统中安装操作教程,供用户学习使用。触控面板的触摸屏可以接收用户触摸操作,同步显示用户操作过程,将操作指令发送至控制处理模块,生成相应的控制指令。
操作指令为触摸屏上的数字坐标。触摸屏可以采用压力传感触摸屏、电阻触摸屏、电容触摸屏等;显示屏可以为LCD显示屏或LED显示屏。
控制处理模块11,可以采用安卓内核作为核心操作系统,分别连接数据收发处理模块13、输入/输出模块14。
控制处理模块11可用于发送工业设备数据采集指令,控制数据收发处理模块13从工业设备上采集数据,并获取控制终端的本地数据,对获得的工业数据或本地数据进行实时的监控,以及对获得的工业数据、本地数据进行分析处理。
控制处理模块11可通过通信模块15与物联网云平台相连;控制处理模块将获取的数据、以及分析处理的结果通过通信模块15发送至物联网云平台。
输入/输出模块14中可以包括触控面板,通过触控面析获取用户的操作坐标信息,由控制处理模块11生成相应的控制指令,将控制指令通过通信接口模块12发送至工业设备,实现控制终端对工业设备的控制功能。
控制终端的本地数据可以包括:通过与控制处理模块外围相接的麦克风、GPS定位模块、摄像头、传感器分别获取得到的音频、经纬度、视频、温度、光强等数据。
控制处理模块11根据不同的通讯接口、通过预设的数据通讯协议实现控制处理模块和与数据收发处理模块之间的数据通讯,控制处理模块与其它模块之间可以通过并行或串行的数据传输通信方式。
控制处理模块11,还用于提供基于Android系统的SDK软件工具包,提供用户调用相关函数,实现功能扩展,如对获取得到的工业数据、本地数据的分析与处理功能。(数据分析与处理功能:用户可根据需要对工业数据进行统计、使用各类分析工具进行分析处理等),从而可以方便用户开发功能更为丰富的应用程序。
控制处理模块可以为基于android系统的处理器芯片,即安卓芯片。譬如MTK6582芯片等。
通信模块15可以为有线通信或者无线通信,从而实现控制终端与物联网云平台之间的数据通讯,通信模块15可以为2G通信、3G通信、4G通信等数字移动通信方式、或者采用以太网或WIFI通信方式;
控制终端还可包括ZigBee模块,蓝牙模块,WIFI通信模块。从而方便控制终端与其它设备进行通信。
另外,控制终端还可包括报警模块,报警模块可以包括蜂鸣器,也可以包括图像报警的显示器,或者还可以包括移动通信电路。控制处理模块11可以对本地数据进行监控,和/或采集的工业设备的数据进行监控比较,在发现异常时,比如检测到数据不符合要求时,发送报警信号。用户可以通过显示屏、蜂鸣器或者手机短信查看异常。
包括通信客户识别模块和处理器识别模块,通信客户识别模块和处理器识别模块分别连接控制处理模块;其中,通信客户识别模块用于给控制终端用户进行数字移动通信功能使用提供认证识别,便于移动通信运营商识别通信客户;处理器识别模块用于给控制终端用户进行控制终端识别,便于物联网云平台对控制终端的识别和数据集中管理。通信客户识别模块为SIM卡;处理器识别模块可以为用于身份识别的ID芯片。
另外,控制终端还可以包括:
调试接口,连接控制处理模块,用于给控制处理模块11中的Android系统进行调试、底层扩展和应用程序升级、更新,也可用于控制终端进行固件扩展或更新、升级时起调试作用。优选USB接口,也可以是其它的接口实现方式。
硬件按键模块,用于提供用户各类硬件按键控制功能,可根据需要进行自定义,如电源的开关按钮、呼叫按钮、SOS铵钮、系统复位按钮或者作控制调节按钮等。
指示灯模块,用于指示控制终端的各种状态,如电源指示灯、网络指示灯、设备指示灯、GPS指示灯、数据指示灯和辅助指示灯,可根据需要在Android系统应用层上进行自定义。
通信接口模块包括一个或者多个与工业设备接口相匹配的通信接口,可直接与不同接口的工业设备相连,并且通过数据收发处理模块对不同工业设备接口的数据按照预定的协议进行传输,从而使得控制处理模块能够同时对多个不同的工业设备进行控制处理,并且可通过通信模块将采集的不同的工业设备的数据传送至物联网云平台,方便对多个工业设备的控制管理。
在通信模块采用以太网通信方式的条件下,通信模块采用LAN8720A芯片或者瑞昱RTL8710型号的芯片,而LAN8720A芯片通过带有RJ45接头的网线与物联网云平台相连,另外在LAN8720A芯片与RJ45接头之间连接着信号调理电路一;
数据收发处理模块中的RS485芯片采用MAX13085芯片,MAX13085芯片通过信号调理电路二与通信接口模块12中的RS-485接口连接;
控制处理模块11为瑞昱RTL8710型号的芯片;物联网云平台是可以和其它任意的云平台对接并间接的与该其它任意的云平台的设备进行闭环通讯,这样的物联网云平台通讯性能佳。
MAX13085芯片与LAN8720A芯片均和瑞昱RTL8710型号的芯片连接。在LAN8720A芯片与RJ45接头之间增设特殊的信号调理电路一以及在MAX13085芯片与RS-485接口之间增设特殊的信号调理电路二的方案,这样就分别降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错和MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况。
信号调理电路一包括J0011D21BNL型号的网口插座,J0011D21BNL型号的网口插座的RJ45接口与RJ接头连接,J0011D21BNL型号的网口插座的TD+引脚、LAN8720A芯片的TXP引脚与第一电阻的一端连接,第一电阻的另一端与3.3V电压源连接,J0011D21BNL型号的网口插座的TCT引脚、J0011D21BNL型号的网口插座的RCT引脚与3.3V电压源连接,J0011D21BNL型号的网口插座的TD-引脚、第二电阻的一端与LAN8720A芯片的TXN引脚连接,第二电阻的另一端与3.3V电压源连接,J0011D21BNL型号的网口插座的RD+引脚、第三电阻的一端与LAN8720A芯片的RXP引脚连接,第三电阻的另一端与3.3V电压源连接,J0011D21BNL型号的网口插座的RD-引脚、第四电阻的一端与LAN8720A芯片的RXN引脚连接,第四电阻的另一端与3.3V电压源连接;通过J0011D21BNL型号的网口插座的与LAN8720A芯片的连接结构,经由J0011D21BNL型号的网口插座的过渡连接,就能增强LAN8720A芯片与RJ45接头之间的交互信号,使其传输距离更远;使LAN8720A芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用;当接到不同电平的网口时,不会对彼此设备造成影响。
第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值与第四电阻的电阻值均为49.9Ω,49.9Ω电阻值的第一电阻、9.9Ω电阻值的第二电阻、9.9Ω电阻值的第三电阻与9.9Ω电阻值的第四电阻是用于实现阻抗匹配的;
3.3V电压源还与第一电容C3的一极、第二电容C10的一极、第五电阻R13的一端以及第六电阻R22的一端连接,第一电容C3的另一极与第二电容C10的另一极均接地,第一电容C3的容值与第二电容C10的容值分别为100nF和22nF,第一电容C3与第二电容C10起到滤波的作用,以此保证3.3V电压源抗干扰下的正常工作;第五电阻R13的另一端以及第六电阻R22的另一端分别与J0011D21BNL型号的网口插座的LED(green)_A引脚和J0011D21BNL型号的网口插座的LED(yellow)_A引脚连接;第五电阻与第六电阻的电阻值均为240Ω,如果3.3V电压源对J0011D21BNL型号的网口插座供电正常,J0011D21BNL型号的网口插座的提供绿光的LED就会发出绿光,而
J0011D21BNL型号的网口插座的提供黄光的LED就会处于熄灭状态,而如果3.3V电压源对J0011D21BNL型号的网口插座供电不正常,J0011D21BNL型号的网口插座的提供绿光的LED就会处于熄灭状态,而J0011D21BNL型号的网口插座的提供黄光的LED就会发出黄光,以此来达到对J0011D21BNL型号的网口插座供电正常与否的提示作用。
J0011D21BNL型号的网口插座的CIIS_GND引脚与J0011D21BNL型号的网口插座的Shield引脚均接地;
3.3V电压源还与第一电感L4的一端、第九电阻R32的一端、LAN8720A芯片的VDDIO引脚以及第三电容C4的一极连接,第一电感L4的另一端、LAN8720A芯片的VDD2A引脚与LAN8720A芯片的VDD1A引脚连接,第九电阻R32的另一端与LAN8720A芯片的MDIO引脚连接,第三电容C4的另一极、第四电容C11的一极与第五电容C13的一极连接并接地,第四电容C11的另一极、第五电容C13的另一极与LAN8720A芯片的VDDCR引脚连接;第九电阻R32的电阻值为1.5KΩ,第三电容C4的容值为100nF,第四电容11的容值为1uF,第五电容C13的容值为470pF,第一电感L4的电感值为10uH。这样的连接结构就能让3.3V电压源对LAN8720A芯片进行供电。
LAN8720A芯片的RBIAS引脚与第十电阻R39的一端连接,第十电阻R39的另一端接地,第十电阻R39的电阻值为12.1KΩ;
3.3V电压源还与第七电阻R37的一端连接,3.3V电压源还与第八电阻R38的一端连接,第七电阻R37的另一端与第八电阻R38的另一端分别与LAN8720A芯片的LED1/REGOFF引脚和LAN8720A芯片的LED2/nINTSEL引脚连接;第七电阻与第八电阻的电阻值均为1.5KΩ,如果3.3V电压源对LAN8720A芯片供电正常,LAN8720A芯片的提供绿光的LED就会发出绿光,而LAN8720A芯片的提供黄光的LED就会处于熄灭状态,而如果3.3V电压源对LAN8720A芯片供电不正常,LAN8720A芯片的提供绿光的LED就会处于熄灭状态,而LAN8720A芯片的提供黄光的LED就会发出黄光,以此来达到对LAN8720A芯片供电正常与否的提示作用。
LAN8720A芯片的RXD1/MODE1引脚与第十一电阻R7的一端连接,第十一电阻R7的另一端与瑞昱RTL8710型号的芯片的GB0引脚连接,LAN8720A芯片的RXD0/MODE0引脚与第十二电阻R10的一端连接,第十二电阻R12的另一端与瑞昱RTL8710型号的芯片的GB1引脚连接,LAN8720A芯片的TXD1引脚与瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接,LAN8720A芯片的TXD0引脚与瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚连接;这样的连接结构就能使LAN8720A芯片与瑞昱RTL8710型号的芯片之间形成彼此信号交互的通信连接结构。第十一电阻R7的电阻值和第十二电阻R10的电阻值均为10Ω。
LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚与第十三电阻R29的一端连接,第十三电阻R29的另一端与SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的OUT引脚连接,SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的VCC引脚与3.3V电压源连接,SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的GND引脚接地,第十三电阻R29的电阻值为33Ω;这样通过SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的EN引脚输入的频率信号就会通过SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器倍频后经由其OUT引脚输入到LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚中实现倍频的目的。
49.9Ω电阻值的所述第一电阻、9.9Ω电阻值的第二电阻、9.9Ω电阻值的第三电阻与9.9Ω电阻值的第四电阻是用于实现阻抗匹配的,以此来实现所述RJ接头通过所述J0011D21BNL型号的网口插座传递给所述LAN8720A芯片的信号以及所述LAN8720A芯片通过所述J0011D21BNL型号的网口插座传递给所述RJ接头的信号的稳定性。通过所述J0011D21BNL型号的网口插座的与所述LAN8720A芯片的连接结构,经由所述J0011D21BNL型号的网口插座的过渡连接,就能增强所述LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间的交互信号,使其传输距离更远;使所述LAN8720A芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用;当接到不同电平的网口时,不会对彼此设备造成影响。有效的降低了RJ45接头与LAN8720A芯片之间常常出现传递的信号出错的问题。所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚与第十三电阻R29的一端连接,所述第十三电阻R29的另一端与SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的OUT引脚连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的GND引脚接地;这样通过所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的EN引脚输入的频率信号就会通过所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器倍频后经由其OUT引脚输入到所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚中实现倍频的目的,这样倍频的方式故障率低。
信号调理电路二包括双向TVS瞬态抑制二极管D11,双向TVS瞬态抑制二极管D11的一端、第十四电阻R56的一端、第十五电阻R58的一端、第一正温度系数热敏电阻器PTC7的一端以及MAX13085芯片的A引脚相连;
双向TVS瞬态抑制二极管D11的另一端、第十五电阻R58的另一端、第二正温度系数热敏电阻器PTC8的一端、MAX13085芯片的B引脚以及第十六电阻R57的一端相连;
第十四电阻R56的另一端、3.3V电压源以及MAX13085芯片的VCC引脚相连,第十六电阻R57的另一端与MAX13085芯片的GND引脚连接并接地;
第一正温度系数热敏电阻器PTC7的另一端与通信接口模块12中的RS-485接口的A引脚连接,第二正温度系数热敏电阻器PTC8的另一端与通信接口模块12中的RS-485接口的B引脚连接;这样通过双向TVS瞬态抑制二极管D11起到了双向稳压的作用,极大的降低了MAX13085芯片与RS-485接口之间常常出现传递的信号出错的情况,另外双向TVS瞬态抑制二极管D11的型号为P6KE6.8CA型,第十四电阻R56的电阻值与第十六电阻R57的电阻值均为20KΩ,第十五电阻R58的电阻值为120Ω,第一正温度系数热敏电阻器PTC7的型号为MZ11-10A300-600RW型,第二正温度系数热敏电阻器PTC8的型号也为MZ11-10A300-600RW型,这样第一正温度系数热敏电阻器PTC7和第二正温度系数热敏电阻器PTC8还能起到对所在的信号线路的过温保护和过流保护的作用;同时第十五电阻R58也能起到稳压分流的作用,进一步提高了MAX13085芯片与RS-485接口之间传递的信号的可靠性和正确性。
MAX13085芯片的/RE引脚与MAX13085芯片的DE引脚连接,MAX13085芯片的R引脚、第十七电阻R54的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GC0引脚相连,MAX13085芯片的D引脚、第十八电阻R55的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GA4引脚相连,第十七电阻R54的另一端与第十八电阻R55的另一端均与3.3V电压源连接,第十七电阻R54的电阻值为510Ω,第十八电阻R55的电阻值也为510Ω;这样就实现了MAX13085芯片与瑞昱RTL8710型号的芯片彼此之间的信号交互的连接结构。
数据收发处理模块中的RS232芯片采用MAX3232芯片,MAX3232芯片与通信接口模块12中的RS-232C接口连接,MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接;
MAX3232芯片与通信接口模块12中的RS-232C接口连接的结构为:
MAX3232芯片的T2OUT引脚与第十九电阻R16的一端连接,第十九电阻R16的另一端与RS-232C接口的RXD引脚连接,MAX3232芯片的R2IN引脚与第二十电阻R17的一端连接,第二十电阻R17的另一端与RS-232C接口的TXD引脚连接;第十九电阻R16的电阻值与第二十电阻R17的电阻值均为22Ω;这样就实现了MAX3232芯片与通信接口模块12中的RS-232C接口连接的结构。
MAX3232芯片的C1+引脚与MAX3232芯片的C1-引脚分别与第三电容C25的两极连接;第三电容C25的容值为0.1uF;
MAX3232芯片的C2+引脚与MAX3232芯片的C2-引脚分别与第四电容C26的两极连接;第四电容C26的容值为0.1uF;
MAX3232芯片的GND引脚接地;
MAX3232芯片的VCC引脚、3.3V电压源、第五电容C21的一极与第六电容C23的一极连接,第六电容C23的另一极接地,第五电容C21的另一极与MAX3232芯片的V+引脚连接;第五电容C21与第六电容C23起到了滤波的作用,使得3.3V电压源对MAX3232芯片的供电更为稳定;
MAX3232芯片的V-引脚与第七电容C19的一极连接,第七电容C19的另一极接地;第五电容C21的容值、第六电容C23的容值以及第七电容C19的容值均为0.1uF。
MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构如下:
MAX3232芯片的T2IN引脚与MAX3232芯片的R2OUT引脚分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GE0引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚连接,由此实现了MAX3232芯片与瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构。
ZigBee模块与瑞昱RTL8710型号的芯片连接,具体结构如下:
ZigBee模块为CC2530芯片,CC2530芯片的VCC引脚与3.3V电压源连接,CC2530芯片的GND引脚接地,CC2530芯片的RF_P引脚和CC2530芯片的RF_N引脚均与天线一电连接;这样通过天线一就能实现与外部设备的通信;
CC2530芯片的作为信号接收端的P0_2引脚与CC2530芯片的作为信号发送端的P0_3引脚分别与第二十一电阻R16的一端和第二十二电阻R17的一端连接,第二十一电阻R16的另一端和第二十二电阻R17的另一端分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GE4引脚连接;第二十一电阻R16的电阻值和第二十二电阻R17的电阻值均为1KΩ,由此实现了CC2530芯片与瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构。
CC2530芯片的P1_0引脚与红色发光二极管D2的负极连接,红色发光二极管D2的正极与第二十三电阻R26的一端连接,第二十三电阻R26的另一端与3.3V电压源连接;第二十三电阻R26的电阻值为1KΩ,这样红色发光二极管D2就能在3.3V电压源对CC2530芯片正常供电的时候发红光,以此表示3.3V电压源对CC2530芯片正常供电,而3.3V电压源对CC2530芯片无法正常供电时,红色发光二极管D2就熄灭,以此表示3.3V电压源无法对CC2530芯片正常供电。红色发光二极管D2的型号为LTE-R38386AS-ZF型的红色发光二级管。
数据收发处理模块还包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL;
通信接口模块12中的I2C接口中的SDA引脚与串行数据线SDA电连接,通信接口模块12中的I2C接口中的SCL引脚与串行时钟线SCL电连接;这样就实现了数据收发处理模块中的串行数据线SDA和数据收发处理模块中的串行时钟线SCL分别与通信接口模块12中的I2C接口中的SDA引脚和通信接口模块12中的I2C接口中的SCL引脚的连接。
串行数据线SDA和串行时钟线SCL分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GC4引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚连接;由此实现了串行数据线SDA和串行时钟线SCL同瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构。
数据收发处理模块还包括数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK;
通信接口模块12中的SPI接口中的SDI引脚与数据输入线SDI电连接,通信接口模块12中的SPI接口中的SDO引脚与数据输出线SDO电连接,通信接口模块12中的SPI接口中的SCLK引脚与时钟线SCLK电连接;这样就实现了数据收发处理模块中的数据输入线SDI、数据收发处理模块中的数据输出线SDO和数据收发处理模块中的时钟线SCLK分别与通信接口模块12中的SPI接口中的SDI引脚、通信接口模块12中的SPI接口中的SDO引脚和通信接口模块12中的SPI接口中的SCLK引脚的连接。
数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚、瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接;由此实现了数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK同瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构。
通信模块还包括SUB-1G通信模块,SUB-1G通信模块为Si4463芯片,
Si4463芯片的RXp引脚、Si4463芯片的RXa引脚以及Si4463芯片的TX引脚均与天线二电连接;通过天线二就能与外部设备通信;
Si4463芯片的GND引脚接地,Si4463芯片的VDD引脚、第八电容C2的一极以及3.3V电压源连接,第八电容C2的另一极接地;第八电容C2的容值为100nF,第八电容C2用于滤波来保持3.3V电压源的正常工作。
Si4463芯片的nSEL引脚、Si4463芯片的SCK引脚、Si4463芯片的MISO引脚以及Si4463芯片的MISI引脚分别与瑞昱RTL8710型号的GCO引脚、瑞昱RTL8710型号的GC1引脚、瑞昱RTL8710型号的GC3引脚和瑞昱RTL8710型号的GC2引脚连接,由此实现了Si4463芯片同瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构。
所述物联网多功能转接模块配套的所述物联网云平台是可以和其它任意的云平台对接并间接的与该其它任意的云平台的设备进行闭环通讯;瑞昱RTL8710型号的芯片还能够充当WIFI通信模块。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种物联网多功能转接模块,其特征在于:包括工业设备的控制终端,所述工业设备的控制终端包括:控制处理模块、通信接口模块、数据收发处理模块、输入/输出模块、通信模块,其中:
所述通信接口模块与所述数据收发处理模块相连;
所述控制处理模块通过通信模块与物联网云平台相连;
所述通信模块采用以太网或Wifi通信方式;
在所述通信模块采用以太网通信方式的条件下,所述通信模块采用LAN8720A芯片或者瑞昱RTL8710型号的芯片,而LAN8720A芯片通过带有RJ45接头的网线与物联网云平台相连,另外在LAN8720A芯片与所述RJ45接头之间连接着信号调理电路一;
所述数据收发处理模块中的RS485芯片采用MAX13085芯片,所述MAX13085芯片通过信号调理电路二与所述通信接口模块中的RS-485接口连接;
所述控制处理模块为瑞昱RTL8710型号的芯片;
所述MAX13085芯片与所述LAN8720A芯片均和瑞昱RTL8710型号的芯片连接。
2.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述信号调理电路一包括J0011D21BNL型号的网口插座,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RJ45接口与所述RJ接头连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TD+引脚、所述LAN8720A芯片的TXP引脚与第一电阻的一端连接,所述第一电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TCT引脚、所述J0011D21BNL型号的网口插座的RCT引脚与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的TD-引脚、第二电阻的一端与所述LAN8720A芯片的TXN引脚连接,所述第二电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RD+引脚、第三电阻的一端与所述LAN8720A芯片的RXP引脚连接,所述第三电阻的另一端与3.3V电压源连接,所述J0011D21BNL型号的网口插座的RD-引脚、第四电阻的一端与所述LAN8720A芯片的RXN引脚连接,所述第四电阻的另一端与3.3V电压源连接;
所述第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值与第四电阻的电阻值均为49.9Ω;
所述3.3V电压源还与第一电容C3的一极、第二电容C10的一极、第五电阻R13的一端以及第六电阻R22的一端连接,所述第一电容C3的另一极与所述第二电容C10的另一极均接地;所述第五电阻R13的另一端以及所述第六电阻R22的另一端分别与所述J0011D21BNL型号的网口插座的LED(green)_A引脚和所述J0011D21BNL型号的网口插座的LED(yellow)_A引脚连接;
所述J0011D21BNL型号的网口插座的CIIS_GND引脚与所述J0011D21BNL型号的网口插座的Shield引脚均接地;
所述3.3V电压源还与第一电感L4的一端、第九电阻R32的一端、所述LAN8720A芯片的VDDIO引脚以及第三电容C4的一极连接,所述第一电感L4的另一端、所述LAN8720A芯片的VDD2A引脚与所述LAN8720A芯片的VDD1A引脚连接,所述第九电阻R32的另一端与所述LAN8720A芯片的MDIO引脚连接,所述第三电容C4的另一极、所述第四电容C11的一极与所述第五电容C13的一极连接并接地,所述第四电容C11的另一极、所述第五电容C13的另一极与所述LAN8720A芯片的VDDCR引脚连接;
所述LAN8720A芯片的RBIAS引脚与第十电阻R39的一端连接,所述第十电阻R39的另一端接地;
所述3.3V电压源还与第七电阻R37的一端连接,所述3.3V电压源还与第八电阻R38的一端连接,所述第七电阻R37的另一端与所述第八电阻R38的另一端分别与所述LAN8720A芯片的LED1/REGOFF引脚和所述LAN8720A芯片的LED2/nINTSEL引脚连接;
所述LAN8720A芯片的RXD1/MODE1引脚与第十一电阻R7的一端连接,所述第十一电阻R7的另一端与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GB0引脚连接,所述LAN8720A芯片的RXD0/MODE0引脚与第十二电阻R10的一端连接,所述第十二电阻R12的另一端与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GB1引脚连接,所述LAN8720A芯片的TXD1引脚与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接,所述LAN8720A芯片的TXD0引脚与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚连接;
所述LAN8720A芯片的XTAL1/CLKIN引脚与第十三电阻R29的一端连接,所述第十三电阻R29的另一端与SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的OUT引脚连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述SM7745HEV-50.0M型号的标准时钟振荡器的GND引脚接地。
3.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述信号调理电路二包括双向TVS瞬态抑制二极管D11,所述双向TVS瞬态抑制二极管D11的一端、第十四电阻R56的一端、第十五电阻R58的一端、第一正温度系数热敏电阻器PTC7的一端以及MAX13085芯片的A引脚相连;
所述双向TVS瞬态抑制二极管D11的另一端、第十五电阻R58的另一端、第二正温度系数热敏电阻器PTC8的一端、MAX13085芯片的B引脚以及第十六电阻R57的一端相连;
所述第十四电阻R56的另一端、3.3V电压源以及MAX13085芯片的VCC引脚相连,所述第十六电阻R57的另一端与MAX13085芯片的GND引脚连接并接地;
所述第一正温度系数热敏电阻器PTC7的另一端与所述通信接口模块12中的RS-485接口的A引脚连接,所述第二正温度系数热敏电阻器PTC8的另一端与所述通信接口模块12中的RS-485接口的B引脚连接;
所述MAX13085芯片的/RE引脚与所述MAX13085芯片的DE引脚连接,所述MAX13085芯片的R引脚、第十七电阻R54的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GC0引脚相连,所述MAX13085芯片的D引脚、第十八电阻R55的一端以及瑞昱RTL8710型号的芯片的GA4引脚相连,所述第十七电阻R54的另一端与所述第十八电阻R55的另一端均与3.3V电压源连接。
4.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述数据收发处理模块中的RS232芯片采用MAX3232芯片,所述MAX3232芯片与所述通信接口模块中的RS-232C接口连接,所述MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接;
所述MAX3232芯片与所述通信接口模块中的RS-232C接口连接的结构为:
所述MAX3232芯片的T2OUT引脚与第十九电阻R16的一端连接,所述第十九电阻R16的另一端与所述RS-232C接口的RXD引脚连接,所述MAX3232芯片的R2IN引脚与第二十电阻R17的一端连接,所述第二十电阻R17的另一端与所述RS-232C接口的TXD引脚连接;
所述MAX3232芯片的C1+引脚与所述MAX3232芯片的C1-引脚分别与第三电容C25的两极连接;
所述MAX3232芯片的C2+引脚与所述MAX3232芯片的C2-引脚分别与第四电容C26的两极连接;
所述MAX3232芯片的GND引脚接地;
所述MAX3232芯片的VCC引脚、3.3V电压源、第五电容C21的一极与第六电容C23的一极连接,所述第六电容C23的另一极接地,所述第五电容C21的另一极与所述MAX3232芯片的V+引脚连接;
所述MAX3232芯片的V-引脚与第七电容C19的一极连接,所述第七电容C19的另一极接地;
所述MAX3232芯片还与瑞昱RTL8710型号的芯片连接的结构如下:
所述MAX3232芯片的T2IN引脚与所述MAX3232芯片的R2OUT引脚分别与瑞昱RTL8710型号的芯片的GE0引脚和瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚连接。
5.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:ZigBee模块与瑞昱RTL8710型号的芯片连接,具体结构如下:
所述ZigBee模块为CC2530芯片,所述CC2530芯片的VCC引脚与3.3V电压源连接,所述CC2530芯片的GND引脚接地,所述CC2530芯片的RF_P引脚和所述CC2530芯片的RF_N引脚均与天线一电连接;
所述CC2530芯片的P0_2引脚与所述CC2530芯片的P0_3引脚分别与第二十一电阻R16的一端和第二十二电阻R17的一端连接,所述第二十一电阻R16的另一端和所述第二十二电阻R17的另一端分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GE4引脚连接;
所述CC2530芯片的P1_0引脚与红色发光二极管D2的负极连接,所述红色发光二极管D2的正极与第二十三电阻R26的一端连接,所述第二十三电阻R26的另一端与3.3V电压源连接。
6.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述数据收发处理模块还包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL;
所述通信接口模块中的I2C接口中的SDA引脚与串行数据线SDA电连接,所述通信接口模块中的I2C接口中的SCL引脚与串行时钟线SCL电连接;
所述串行数据线SDA和所述串行时钟线SCL分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC4引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC5引脚连接。
7.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述数据收发处理模块还包括数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK;
所述通信接口模块12中的SPI接口中的SDI引脚与数据输入线SDI电连接,所述通信接口模块12中的SPI接口中的SDO引脚与数据输出线SDO电连接,所述通信接口模块12中的SPI接口中的SCLK引脚与时钟线SCLK电连接;所述数据输入线SDI、数据输出线SDO和时钟线SCLK分别与所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC2引脚、所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的芯片的GC1引脚连接。
8.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述通信模块还包括SUB-1G通信模块,所述SUB-1G通信模块为Si4463芯片,所述Si4463芯片的RXp引脚、所述Si4463芯片的RXa引脚以及所述Si4463芯片的TX引脚均与天线二电连接;
所述Si4463芯片的GND引脚接地,所述Si4463芯片的VDD引脚、第八电容C2的一极以及3.3V电压源连接,所述第八电容C2的另一极接地;
所述Si4463芯片的nSEL引脚、所述Si4463芯片的SCK引脚、所述Si4463芯片的MISO引脚以及所述Si4463芯片的MISI引脚分别与所述瑞昱RTL8710型号的GCO引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC1引脚、所述瑞昱RTL8710型号的GC3引脚和所述瑞昱RTL8710型号的GC2引脚连接。
9.根据权利要求1所述的物联网多功能转接模块,其特征在于:所述物联网多功能转接模块配套的物联网云平台是可以和其它任意的第三方云平台对接,并间接的与第三方云平台的设备进行闭环通讯;瑞昱RTL8710型号的芯片还能够充当WIFI通信模块。
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