CN210381025U - 一种用于场景配置的无线usb适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于场景配置的无线USB适配器，包括USB OTG线缆、电源模块、主控模块、接口模块和无线模块；所述USB OTG线缆用于连接无线USB适配器和智能手机的USB接口；电源模块用于为主控模块、接口模块和无线模块供电；主控模块用于接收手机通过USB OTG线缆发送的命令和数据，经单片机SPI接口读写无线模块，并将数据通过无线模块发送出去；接口模块分别与USB OTG线缆和主控模块相连，用于与主控模块进行通讯。本实用新型解决现有智慧产品在场景配置和下发的繁琐步骤，直接使用无线USB适配器连接到手机上，无需电脑，无需网络，轻松实现场景配置和下发工作。

Description

一种用于场景配置的无线USB适配器

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种用于场景配置的无线USB适配器。

背景技术

随着酒店客房和智能家居等领域的智能化需求越来越多，为了实现酒店和家庭的智能化控制，需要对传统的机械开关面板进行改造，使用智能化的开关面板和控制器进行替换，为了提高智能化产品的通用性，一般在项目实施时需要对用户的需求进行自定义的场景配置和下发。

目前市面上很多场景配置和下发都需要使用电脑完成，并且通过网络下发，必须依赖电脑的方式比较繁琐，而且现场施工阶段有可能没有完备的网络条件可以使用，使用时限制条件较多。

发明内容

实用新型目的：针对现有技术中缺少对手机等智能产品便捷化通信的场景配置的缺陷，本实用新型公开了一种用于场景配置的无线USB适配器，解决现有智慧产品在场景配置和下发的繁琐步骤，直接使用无线USB适配器连接到手机上，无需电脑，无需网络，轻松实现场景配置和下发工作。

技术方案：本实用新型公开了一种用于场景配置的无线USB适配器，包括USB OTG线缆、电源模块、主控模块、接口模块和无线模块；所述USB OTG线缆用于连接无线USB适配器和智能手机的USB接口；所述电源模块用于为主控模块、接口模块和无线模块供电；所述主控模块包括单片机、指示灯和外接口端子，用于接收手机通过USB OTG线缆发送的命令和数据，经单片机的SPI接口读写无线模块，并将数据通过无线模块发送出去；所述接口模块与主控模块中单片机相连，用于与主控模块进行通讯。

优选地，所述USB OTG线缆采用Android OTG线缆、USB type C OTG线缆或IOS OTG线缆。

进一步地，所述电源模块包括直流电压转换芯片和第二外接口端子，所述直流电压转换芯片输入引脚接入5V电源，并串接第一电容接地，直流电压转换芯片输出引脚串接第二电容接地，并输出3.3V电源；第二外接口端子的2引脚接入USB N信号，第二外接口端子的3引脚接入USB P信号；所述电源模块用于将5V电源转换为3.3V电源，给主控模块、接口模块和无线模块供电。

进一步地，所述电源模块包括直流电源转换芯片，所述直流电源转换芯片使用DCDC开关电源芯片，或用LDO线性稳压芯片。

进一步地，所述主控模块包括单片机、指示灯和第三外接口端子，其中单片机的复位引脚串接复位电阻接入3.3V电源，单片机的复位引脚串接复位电容接地；单片机的PA11引脚与接口模块的发送数据TXD引脚相连，单片机的PA12引脚与接口模块的接收数据RXD引脚相连；单片机的电源引脚接入电源模块输出的3.3V电源；单片机的PB1引脚串接第一电阻和第一指示灯接入3.3V电源，单片机的PA0引脚串接第二电阻和第二指示灯接入3.3V电源，单片机的PA1引脚串接第三电阻和第三指示灯接入3.3V电源。

优选地，所述主控模块中单片机型号为ST公司的STM32F042。

优选地，所述接口模块包括信号转换芯片，其中信号转换芯片的发送数据TXD引脚与单片机的PA11引脚相连，信号转换芯片的接收数RXD据引脚与单片机的PA12引脚相连；信号转换芯片的负信号引脚与USB N信号相连，信号转换芯片的正信号引脚与USB P信号相连；所述信号转换芯片型号为USB转串口芯片CH340G，用于将USB信号转换为UART信号，支持USB 2.0接口。

优选地，所述无线模块包括信号传输芯片，其中信号传输芯片的MOSI引脚与单片机的PA7引脚相连，信号传输芯片的MISO引脚与单片机的PA6引脚相连，信号传输芯片的时钟引脚与单片机的PA5引脚相连，信号传输芯片的CSN片选引脚与单片机的PA4引脚相连，信号传输芯片的ANT引脚与第一外接口端子相连；所述无线模块采用2.4G无线模块、Sub 1G的无线模块、带有ZigBee协议的无线模块或蓝牙无线模块。

进一步地，所述无线USB适配器通过USB OTG线缆和智能手机的USB接口连接，智能手机可以直接给无线USB适配器供电，并且通过USB OTG线缆通讯。

有益效果：

1、无线USB适配器通过USB OTG线缆连接到智能手机的USB接口上，智能手机可以直接给无线USB适配器供电，无需电脑，无需网络，轻松实现场景配置和下发工作；

2、本实用新型还可以通过线缆通讯，能在建筑施工现场等没有完备网络的情况下使用，限制较少，使用快捷，通讯可靠；

3、本实用新型的一种用于场景配置的无线USB适配器体积小，便于携带，同时成本较低，有利于向市场大规模推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的主控模块电路图；

图3为本实用新型的无线模块电路图；

图4为本实用新型的接口模块电路图；

图5位本实用新型的电源模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的解释。

如附图1所示，一种用于场景配置的无线USB适配器，包括USB OTG线缆1、电源模块2、主控模块3、接口模块4和无线模块5；USB OTG线缆1用于连接无线USB适配器和智能手机的USB接口；电源模块2用于为主控模块3、接口模块4和无线模块5供电；主控模块3包括单片机、指示灯和外接口端子，其中单片机型号为ST公司的STM32F042，该芯片基于ARM Cortex-M0的32位微处理器，支持最高32KB Flash，最高主频可以达到48MHz；主控模块3包括单片机U5、指示灯D1:D3和第三外接口端子P3，用于接收手机通过USB OTG线缆1发送的命令和数据，经单片机U5的SPI接口读写无线模块5，并将数据通过无线模块5发送出去；所述接口模块4与主控模块3中单片机U5相连，用于与主控模块进行通讯。

本方案的电路描述如下所示：

如附图2所示，主控模块3包括单片机U5、指示灯D1:D3和第三外接口端子P3，其中单片机U5的复位引脚串接复位电阻R2接入3.3V电源，单片机U5的复位引脚串接复位电容C12接地；单片机U5的PA11引脚与接口模块4的发送数据TXD引脚相连，单片机U5的PA12引脚与接口模块4的接收数据RXD引脚相连；单片机U5的电源引脚接入电源模块2输出的3.3V电源；单片机U5的PB1引脚串接第一电阻R3和第一指示灯D1接入3.3V电源，单片机U5的PA0引脚串接第二电阻R4和第二指示灯D2接入3.3V电源，单片机U5的PA1引脚串接第三电阻R5和第三指示灯D3接入3.3V电源。

如附图3所示，无线模块5包括信号传输芯片U2，其中信号传输芯片U2的MOSI引脚与单片机U5的PA7引脚相连，信号传输芯片U2的MISO引脚与单片机U5的PA6引脚相连，信号传输芯片U2的时钟引脚与单片机U5的PA5引脚相连，信号传输芯片U2的CSN片选引脚与单片机U5的PA4引脚相连，信号传输芯片U2的ANT引脚与第一外接口端子P1相连。

如附图4所示，接口模块4包括信号转换芯片U3，其中信号转换芯片U3的发送数据TXD引脚与单片机U5的PA11引脚相连，信号转换芯片U3的接收数RXD据引脚与单片机U5的PA12引脚相连；信号转换芯片U3的负信号引脚与USB N信号相连，信号转换芯片U3的正信号引脚与USB P信号相连。

如附图5所示，电源模块2包括直流电压转换芯片U4和第二外接口端子P2，所述直流电压转换芯片U4输入引脚接入5V电源，并串接第一电容C5接地，直流电压转换芯片U4输出引脚串接第二电容C6接地，并输出3.3V电源；第二外接口端子P2的2引脚接入USB N信号，第二外接口端子P2的3引脚接入USB P信号。

本方案的电路器件选型如下：

USB OTG线缆1可以使用Android OTG线缆，也可以使用USB type C OTG线缆，也可以使用IOS OTG线缆；特别的，无线USB适配器通过USB OTG线缆1和智能手机的USB接口连接，智能手机可以直接给无线USB适配器供电，并且通过USB OTG线缆1通讯。

接口模块4型号为USB转串口芯片CH340G，用于将USB信号转换为UART信号，支持USB 2.0接口；

无线模块5可以使用骏晔科技的2.4G无线收发模块DL-24PA，该无线收发模块使用TI的CC2500无线收发芯片，且集成了PA功放芯片，最大支持20dbm的发射功率和-104dbm的接收灵敏度，最高传输速率达500kbps，空旷环境可以支持600米的传输距离；也可以使用Sub 1G的无线模块，也可以使用带有ZigBee协议的无线模块，也可以使用蓝牙无线模块。

直流电源转换芯片U4可以使用ANISEM公司的DCDC开关电源芯片AS1301，该芯片具有1.5MHz开关频率，600mA输出电流；也可以使用SIPEX公司的LDO SPX1117，一款800mA的低电压线性稳压器。用于将5V电源转换为3.3V电源，给主控模块3、接口模块4和无线模块5供电。

本实用新型使用过程为：无线USB适配器通过USB OTG线缆1连接到智能手机的USB接口上，智能手机可以直接给无线USB适配器供电，并且通过接口模块4将USB信号转换成UART信号后和主控模块3通讯，主控模块3接收到手机发送的命令和数据后，通过SPI接口读写无线模块5，将数据通过无线模块5发送出去，并且可以通过无线模块5读取无线设备的状态，并将状态信息通过UART接口转换成USB信号后发送给手机。通过此无线USB适配器，可以将手机上的配置和场景信息直接发送给无线智慧产品，无需依赖于主机和网络环境，手机通过有线方式和无线USB适配器通讯，稳定可靠，方便快捷。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：包括USB OTG线缆（1）、电源模块（2）、主控模块（3）、接口模块（4）和无线模块（5）；所述USB OTG线缆（1）用于连接无线USB适配器和智能手机的USB接口；所述电源模块（2）用于为主控模块（3）、接口模块（4）和无线模块（5）供电；所述主控模块（3）包括单片机（U5）、指示灯（D1:D3）和第三外接口端子（P3），用于接收手机通过USB OTG线缆（1）发送的命令和数据，经单片机（U5）的SPI接口读写无线模块（5），并将数据通过无线模块（5）发送出去；所述接口模块（4）与主控模块（3）中单片机（U5）相连，用于与主控模块进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述USBOTG线缆（1）采用Android OTG线缆、USB type C OTG线缆或IOS OTG线缆。

3.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述电源模块（2）包括直流电压转换芯片（U4）和第二外接口端子（P2），所述直流电压转换芯片（U4）输入引脚接入5V电源，并串接第一电容（C5）接地，直流电压转换芯片（U4）输出引脚串接第二电容（C6）接地，并输出3.3V电源；第二外接口端子（P2）的2引脚接入USB N信号，第二外接口端子（P2）的3引脚接入USB P信号；

所述电源模块（2）用于将5V电源转换为3.3V电源，给主控模块（3）、接口模块（4）和无线模块（5）供电。

4.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述电源模块（2）中直流电源转换芯片（U4）使用DC/DC开关电源芯片，或用LDO线性稳压芯片。

5.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述主控模块（3）包括单片机（U5）、指示灯（D1:D3）和第三外接口端子（P3），其中单片机（U5）的复位引脚串接复位电阻（R2）接入3.3V电源，单片机（U5）的复位引脚串接复位电容（C12）接地；单片机（U5）的PA11引脚与接口模块（4）的发送数据TXD引脚相连，单片机（U5）的PA12引脚与接口模块（4）的接收数据RXD引脚相连；单片机（U5）的电源引脚接入电源模块（2）输出的3.3V电源；单片机（U5）的PB1引脚串接第一电阻（R3）和第一指示灯（D1）接入3.3V电源，单片机（U5）的PA0引脚串接第二电阻（R4）和第二指示灯（D2）接入3.3V电源，单片机（U5）的PA1引脚串接第三电阻（R5）和第三指示灯（D3）接入3.3V电源。

6.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述主控模块（3）中单片机型号为ST公司的STM32F042。

7.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述接口模块（4）包括信号转换芯片（U3），其中信号转换芯片（U3）的发送数据TXD引脚与单片机（U5）的PA11引脚相连，信号转换芯片（U3）的接收数RXD据引脚与单片机（U5）的PA12引脚相连；信号转换芯片（U3）的负信号引脚与USB N信号相连，信号转换芯片（U3）的正信号引脚与USB P信号相连；

所述信号转换芯片（U3）型号为USB转串口芯片CH340G，用于将USB信号转换为UART信号，支持USB 2.0接口。

8.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述无线模块（5）包括信号传输芯片（U2），其中信号传输芯片（U2）的MOSI引脚与单片机（U5）的PA7引脚相连，信号传输芯片（U2）的MISO引脚与单片机（U5）的PA6引脚相连，信号传输芯片（U2）的时钟引脚与单片机（U5）的PA5引脚相连，信号传输芯片（U2）的CSN片选引脚与单片机（U5）的PA4引脚相连，信号传输芯片（U2）的ANT引脚与第一外接口端子（P1）相连；

所述无线模块（5）采用2.4G无线模块、Sub 1G的无线模块、带有ZigBee协议的无线模块或蓝牙无线模块。

9.根据权利要求1所述的一种用于场景配置的无线USB适配器，其特征在于：所述无线USB适配器通过USB OTG线缆（1）和智能手机的USB接口连接，智能手机可以直接给无线USB适配器供电，并且通过USB OTG线缆（1）通讯。

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