CN213634821U - 一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于农机作业信息获取和共享的无线自组网络节点装置。该节点装置主要包括电源模块、STM32F1处理器模块、RS232模块、CAN、模块和Lora无线模块。电源模块为整个节点提供3.3V和5V供电。STM32F1处理器模块通过UART端口与RS232模块和Lora无线模块连接，实现串口通信和无线组网。STM32F1处理器模块通过CAN端口收发与CAN模块连接，实现CAN通信。节点通过RS232和CAN通信采集农机定位和作业信息的信号，通过Lora无线模块连接外部的上位机或其他终端将信息自组网络共享，为农机导航作业、运维系统等提供底层支持。

Description

一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置

技术领域

本实用新型属于农业领域，具体地说是一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置。

背景技术

针对农机作业过程中的多机协作、跟随作业和交互作业等作业方式，实时、稳定、可靠的无线通信方式是其实现基础。无线自组网络节点负责采集各个农机的作业信息，并通过无线自组网络实现作业信息的传输和共享。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，用于农机信息的采集和无线传输。该节点能够通过RS232和CAN通信方式采集农机作业信息，通过Lora无线组网方式将采集信息输出共享。

本实用新型的技术方案为：

一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，包括处理器芯片、串口模块、CAN模块、Lora无线组网模块以及电源模块；其中，所述电源模块与上述芯片和模块分别连接，所述处理器芯片分别与串口模块、CAN模块、Lora 无线组网模块连接。

所述电源模块连接外部9～36V电源，输出5V电源连接至CAN模块、Lora无线组网模块，输出3.3V电源连接至串口模块；

所述电源模块的电路包括第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路包括：外部9～36V电源连接电源芯片U3，电源芯片U3输出端输出5V电源；第二降压电路包括：电源芯片U4输入端连接第一降压电路输出端的5V电源，还经过电容C7和C8并联后接地；电源芯片U4输出端输出3.3V电源，还经过电容C3和C4并联后接地。

所述串口模块电路连接关系包括：

串口芯片U2的VCC端口连接所述电源模块的输出端的电源，VCC端口还经过电容C2接地；串口芯片U2输入端连接所述处理器芯片，串口芯片U2输出端为1个或多个连接外部的农机设备的串口，串口芯片U2输出端还经过ESD保护二极管接地。

串口模块为Rs232模块或Rs485模块。

所述CAN模块电路连接关系包括：

CAN芯片U6的VCC端口连接所述电源模块的输出端的电源，VCC端口还经过电容C11接地；CAN芯片U6的输入端连接所述处理器芯片，CAN芯片U6的2 路输出端口连接外部的农机设备的CAN口，CAN芯片U6的输出端口还经过ESD 保护二极管接地，2路输出端口之间连接有电阻R1。

所述Lora无线组网模块电路连接关系包括：

Lora芯片U8的VCC端口连接所述电源模块的输出端的电源，VCC端口还经过电容C16接地；Lora芯片U8的输入端连接所述处理器芯片，Lora芯片U8通过无线方式连接外部终端的无线接口。

所述C3、C7为钽电容，C2、C4、C8、C11、C16为陶瓷电容。

本实用新型的有益效果为：无线自组网节点装置能够在一定区域内采集农机作业信息，并进行信息的无线传输共享，为农机导航作业、运维系统提供底层支持，同时满足农机上安装的便利性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的节点结构示意图；

图2是本实用新型实施例的电源模块电路图；

图3是本实用新型实施例的STM32F1处理器电路图；

图4是本实用新型实施例的RS232通信模块电路图；

图5是本实用新型实施例的CAN通信模块电路图；

图6是本实用新型实施例的Lora无线模块电路图；

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方法做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有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，不是旨在于限制本实用新型。

图1是节点装置结构示意图。

电源模块将9-36V电压转化为3.3V和5V电压。3.3V电压给STM32F1处理器模块和RS232模块，5V电压给CAN模块和Lora无线组网模块供电。STM32F1 处理器模块与RS232模块连接，实现串口RS232通信功能。STM32F1处理器模块与CAN模块连接，实现CAN通信功能。STM32F1处理器模块与Lora无线组网模块连接，实现无线组网功能。

图2是电源模块电路图。

电源模块将9-36V电压转化成5V，再将5V电压转化为3.3V电压。U3是 PB2405CD-3W芯片，1号引脚连接电源地，2号引脚连接二极管D1的负极和二极管D2的负极，6号引脚输出5V，7号引脚输出数字地，3号和8号引脚悬空。二极管D1为SMBJ33A，正极连接电源地。二极管D2为S2M，正极连接9-36V电源输入。C7为10uF/25V钽电容，正极连接5V，负极连接数字地。C8为0.1uF 陶瓷电容，两端分别连接5V和DGND。U4是AMS1117-3.3芯片，3号引脚连接 5V；2号引脚和4号引脚输出3.3V，1号引脚连接数字地。C3为22uF/16V钽电容，正极连接3.3V，负极连接数字地。C4为0.1uF陶瓷电容，两端分别连接3.3V 和数字地。

图3是STM32F1处理器电路图。

U9是STM32F1芯片，1号引脚连接3.3V，5号引脚连接无源晶振Y1的1号引脚，6号引脚连接无源晶振Y1的2号引脚，12号引脚连接电阻R2。13号引脚连接3.3V，16号引脚连接UART2-TX，17号引脚连接UART2-RX，18号引脚连接数字地，19号引脚连接3.3V，31号引脚连接数字地，32号引脚连接3.3V， 42号引脚连接UART1-TX，43号引脚连接UART1-RX，44号引脚连接CAN1RX，45 号引脚连接CAN1TX，47号引脚连接数字地，48号引脚连接3.3V，51号引脚连接UART4-TX，52号引脚连接UART4-RX，63号引脚连接数字地，64号引脚连接 3.3V。C12为0.1uF陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接3.3V。C14为10pF 陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接无源晶振Y1的1号引脚。C15为10pF 陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接无源晶振Y1的2号引脚。R2为0欧电阻，一端连接3.3V，另一段连接U9的12号引脚。C17为0.1uF陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接U9的19号引脚。C18为0.1uF陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接U9的31号引脚。C13为0.1uF陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接U9的48号引脚。C10为0.1uF陶瓷电容，一端连接数字地，另一端连接U9的64号引脚。

图4是RS232通信模块电路图。

U2是SP3232EEN芯片，1号和3号引脚之间连接0.1uF陶瓷电容C1，4号和5号引脚之间连接0.1uF陶瓷电容C5，9号引脚连接UART1-RX，10号引脚连接UART1-TX，11号引脚连接UART2-TX，12号引脚连接UART2-RX，15号引脚连接数字地，6号和15号引脚之间连接0.1uF陶瓷电容C9，7号引脚连接 UART1-TX-PIN，8号引脚连接UART1-RX-PIN，13号引脚连接UART2-RX-PIN，14 号引脚连接UART2-TX-PIN，16号引脚连接3.3V。C2是0.1uF陶瓷电容，一端连接U2的16号引脚，另一端连接数字地。C6是0.1uF陶瓷电容，一端连接U2 的2号引脚，另一端连接数字地。U1是ESD保护二极管PESD15VL2BT，1号引脚连接UART2-TX-PIN，2号引脚连接UART2-RX-PIN，3号引脚连接数字地。U5是 ESD保护二极管PESD15VL2BT，1号引脚连接UART1-RX-PIN，2号引脚连接 UART1-TX-PIN，3号引脚连接数字地。

图5是CAN通信模块电路图。

U6是TJA1050芯片，1号引脚连接CAN1TX，2号引脚连接数字地，3号引脚连接5V，4号引脚连接CAN1RX，6号引脚连接CANL-PIN，7号引脚连接CANH-PIN， 8号引脚连接数字地。C11是0.1uF陶瓷电容，一端连接U6的2号引脚，另一端连接U6的3号引脚。R1是120欧电阻，一端连接U6的6号引脚，另一端连接U6的7号引脚。U7是ESD保护二极管ESDCAN02-2BWY，1号引脚连接CANH-PIN， 2号引脚连接CANL-PIN，3号引脚连接数字地。

图6是Lora无线组网模块电路图。

U8是WH-L102-L-P芯片，3号引脚连接UART4-TX，4号引脚连接UART4-RX， 6号引脚连接5V，7号引脚连接数字地。C16是0.1uF陶瓷电容，一端连接U8 的6号引脚，另一端连接U8的7号引脚。U8通过无线方式连接外部其他终端的无线接口进行无线通信。

该电路整体工作方式为：U9通过UART1-TX、UART1-RX、UART2-TX和 UART2-RX与U2实现RS232通信。U9通过CAN1TX和CAN1RX与U2实现CAN通信。通过RS232和CAN通信连接外部的农机设备采集农机作业信息信号。U9通过 UART4-TX和UART4-RX与U8连接实现作业信息的无线组网传输。

以上所述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所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，包括处理器芯片(1)、串口模块(2)、CAN模块(3)、Lora无线组网模块(4)以及电源模块(5)；其中，所述电源模块(5)与上述芯片和模块分别连接，所述处理器芯片(1)分别与串口模块(2)、CAN模块(3)、Lora无线组网模块(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，所述电源模块(5)连接外部9～36V电源，输出5V电源连接至CAN模块(3)、Lora无线组网模块(4)，输出3.3V电源连接至串口模块(2)；

所述电源模块(5)的电路包括第一降压电路和第二降压电路；第一降压电路包括：外部9～36V电源连接电源芯片U3，电源芯片U3输出端输出5V电源；第二降压电路包括：电源芯片U4输入端连接第一降压电路输出端的5V电源，还经过电容C7和C8并联后接地；电源芯片U4输出端输出3.3V电源，还经过电容C3和C4并联后接地。

3.根据权利要求1所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，所述串口模块(2)电路连接关系包括：

串口芯片U2的VCC端口连接所述电源模块(5)的输出端的电源，VCC端口还经过电容C2接地；串口芯片U2输入端连接所述处理器芯片(1)，串口芯片U2输出端为1个或多个连接外部的农机设备的串口，串口芯片U2输出端还经过ESD保护二极管接地。

4.根据权利要求3所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，串口模块(2)为Rs232模块或Rs485模块。

5.根据权利要求1所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，所述CAN模块(3)电路连接关系包括：

CAN芯片U6的VCC端口连接所述电源模块(5)的输出端的电源，VCC端口还经过电容C11接地；CAN芯片U6的输入端连接所述处理器芯片(1)，CAN芯片U6的2路输出端口连接外部的农机设备的CAN口，CAN芯片U6的输出端口还经过ESD保护二极管接地，2路输出端口之间连接有电阻R1。

6.根据权利要求1所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，所述Lora无线组网模块(4)电路连接关系包括：

Lora芯片U8的VCC端口连接所述电源模块(5)的输出端的电源，VCC端口还经过电容C16接地；Lora芯片U8的输入端连接所述处理器芯片(1)，Lora芯片U8通过无线方式连接外部终端的无线接口。

7.根据权利要求2、3、4、5、6任意一项所述的一种用于农机信息获取和共享的无线自组网络节点装置，其特征在于，所述C3、C7为钽电容，C2、C4、C8、C11、C16为陶瓷电容。

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