CN219162580U - 一种蓝牙控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙控制系统，包括主控模块以及蓝牙节点，主控模块包括以太网模块、主控芯片、第一蓝牙模块、第一USB模块和电池供电模块；蓝牙节点包括第二蓝牙模块、第二USB模块；所述电池供电模块与主控芯片电性连接为主控芯片供电；主控芯片的输入端和以太网模块电性连接用于接收上位机的控制指令，上位机和主控芯片之间通过以太网模块进行BACnet协议数据传输；主控芯片的输出端和第一蓝牙模块电性连接；第一蓝牙模块和第二蓝牙模块连接用于传递上位机的控制指令，第二蓝牙模块和第二USB模块连接用于将上位机的控制指令通过第二USB模块发送至被控设备。通过蓝牙控制系统远程实时控制蓝牙设备。

Description

一种蓝牙控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及蓝牙控制系统。

背景技术

在楼宇自动化领域，为了减少不同厂商的设备适配难度以及降低维护系统所需成本，BACnet协议应运而生并且应用的越来越广泛。但是BACnet协议规定了只有BACnet标准设备才能被纳入到该体系中，意味着厂商设备必须对该协议进行编解码，并且适配自身的输入输出接口，这无疑大大增加了开发难度，增加了重复开发的成本，对芯片性能的要求也更高，会对BACnet协议的发展形成一定的阻碍。鉴于此，需要设计一种蓝牙控制系统将普通设备直接接入到BACnet协议中，这样在BACnet局域网中，通过上位机即可直接控制接入的不同厂商的设备。

实用新型内容

本实用新型提供一种蓝牙控制系统，用于远程实时控制蓝牙设备，通过上位机即可直接控制接入的不同厂商的设备。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种蓝牙控制系统，包括主控模块以及蓝牙节点，主控模块包括以太网模块、主控芯片、第一蓝牙模块、第一USB模块和电池供电模块；蓝牙节点包括第二蓝牙模块、第二USB模块；

所述电池供电模块与主控芯片电性连接为主控芯片供电；主控芯片的输入端和以太网模块电性连接用于接收上位机的控制指令，上位机和主控芯片之间通过以太网模块进行BACnet协议数据传输；主控芯片的输出端和第一蓝牙模块电性连接；第一蓝牙模块和第二蓝牙模块连接用于传递上位机的控制指令，第二蓝牙模块和第二USB模块连接用于将上位机的控制指令通过第二USB模块发送至被控设备。

上述方案中，本实用新型将BACnet协议数据和蓝牙数据进行转换，进而控制蓝牙设备，设计蓝牙节点，将传统的设备纳入到BACnet协议体系中来解决应用于两不同领域的协议数据无法直接转换的问题。

进一步的，所述第一USB模块输入端与外部充电器连接，所述第一USB模块的输出端与第一USB模块的输入端连接且输出电源至主控模块，给主控模块供电。

进一步的，所述第二USB模块的输出端与拥有USB接口的被控设备连接，被控设备给蓝牙节点供电并通过第二USB模块传递数据。

进一步的，所述第一蓝牙模块、第二蓝牙模块均选用XY-MBA32A蓝牙模块，XY-MBA32A蓝牙模块上设有TX、RX串口，第一蓝牙模块通过TX、RX串口与主控芯片电性连接，接收主控芯片的控制信号，并将控制信号发送至第二蓝牙模块，完成数据通信。

进一步的，所述电池供电模块的正负极之间电性连接有瞬变抑制二极管。

进一步的，所述第一USB模块和主控芯片之间连接有第一降压IC电路，第一降压IC电路用于将第一USB模块的输入电压由5V降至3.3V。

进一步的，所述主控芯片选用STM32F103RCT6芯片。

进一步的，以太网模块选用W5500模块，W5500模块通过5号引脚与主控芯片的25号引脚连接。

进一步的，所述第一USB模块还连接有CH340G串口芯片实现USB转串口功能。

进一步的，蓝牙节点由第二蓝牙模块和第二USB模块组成；第二蓝牙模块的VCC引脚分别和3.3V电压源、电容C38的第一端、电容C37的第一端电性连接；第一蓝牙模块的GND引脚分别和电容C38的第二端、电容C37的第二端电性连接后接地；第一蓝牙模块、第二蓝牙模块的15号引脚均接地；

第二USB模块的D+、D-引脚分别和第二蓝牙模块的TX、RX引脚电性连接；第二USB模块的VCC引脚和第二AMS1117-3.3稳压器U8的IN引脚、电容C45的第一端、电容C46的第一端电性连接；第二USB模块的GND引脚、电容C45的第二端、电容C46的第二端分别和第二AMS1117-3.3稳压器的GND引脚电性连接；第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚分别连接电容C43、电容C44后接地，第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚还外接3.3V电压源。

本实用新型USB供电采用一种输出电压为3.3V的正向低压降稳压器AMS1117-3.3，其成本低，结构简单。本实用新型的使用范围并不限于蓝牙设备，只需要被控设备提供接口即可，可以满足更多的需求，扩展了楼宇自动化领域的使用范围。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型结构简单、成本低，通过以太网模块监测蓝牙设备，能够远程实时控制蓝牙设备，通过上位机即可直接控制接入的不同厂商的设备。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1为本实用新型一实施例所述的主控芯片电路示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的LED电路示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的第一USB模块的电路示意图；

图4为本实用新型一实施例所述的以太网模块的电路示意图；

图5为本实用新型一实施例所述的第一蓝牙模块的电路示意图；

图6为本实用新型一实施例所述的第二蓝牙模块的电路示意图；

图7为本实用新型一实施例所述的第二USB模块的电路示意图；

图8为本实用新型一实施例所述的蓝牙控制系统模块示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1

为了便于理解，请参阅图1、图8，本实用新型提供的一种蓝牙控制系统的一个实施例，包括主控模块以及蓝牙节点，主控模块包括以太网模块、主控芯片、第一蓝牙模块、第一USB模块和电池供电模块；蓝牙节点包括第二蓝牙模块、第二USB模块；

所述电池供电模块与主控芯片电性连接为主控芯片供电；主控芯片的输入端和以太网模块电性连接用于接收上位机的控制指令，上位机和主控芯片之间通过以太网模块进行BACnet协议数据传输；主控芯片的输出端和第一蓝牙模块电性连接，第一蓝牙模块和第二蓝牙模块连接用于传递上位机的控制指令，第二蓝牙模块和第二USB模块连接用于将上位机的控制指令通过第二USB模块发送至被控设备。

可以理解的是，主控芯片的输出端和第一蓝牙模块电性连接用于编码、解码BACnet协议，并将编码的数据通过以太网模块反馈至上位机。

其中，第一USB模块输入端与外部充电器连接，所述第一USB模块的输出端与第一USB模块的输入端连接且输出电源至主控模块，给主控模块供电。

其中，所述第二USB模块的输出端与拥有USB接口的被控设备连接，被控设备给蓝牙节点供电并通过第二USB模块传递数据。

可以理解的是，第二蓝牙模块接受来自主控芯片的蓝牙信号，并通过第二USB模块上的RX、TX串口传递数据到被控设备，实现主控芯片对被控设备的控制。

在一个具体的实施例中，所述第一蓝牙模块、第二蓝牙模块均选用XY-MBA32A蓝牙模块，XY-MBA32A蓝牙模块上设有TX、RX串口，第一蓝牙模块通过TX、RX串口与主控芯片电性连接，接收主控芯片的控制信号，并将控制信号发送至第二蓝牙模块，完成数据通信。

在一个具体的实施例中，以太网模块选用W5500模块，W5500模块通过5号引脚与主控芯片的25号(PC5/ADC15)引脚连接。

需要说明的是，所述第一USB模块还连接有CH340G串口芯片实现USB转串口功能。本实用新型蓝牙控制系统的通信可以选用BACnet物联网通信协议，BACnet为局域网内使用的建筑自动化监控系统中的标准协议，方便与楼宇自控系统进行融合。在楼宇自动化领域，BACnet协议应用的非常广泛，无论是国内还是国外都拥有非常广泛的使用市场，BACnet是用于智能建筑的通信协议，BACnet针对智能建筑及控制系统的应用所设计的通信，可用在暖通空调系统(HVAC，包括暖气、通风、空气调节)，也可以用在照明控制、门禁系统、火警侦测系统及其相关的设备，能降低维护系统所需成本并且安装比一般工业通信协议更为简易，系统扩展性与兼容性大为增加。

在具体的实施过程中，所述电池供电模块的正负极之间电性连接有瞬变抑制二极管(图3中D2/D3)，以防止瞬间的电流电压过大。瞬变抑制二极管简称TVS管(TRANSIENTVOLTAGE SUPPRESSOR)，当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将TVS管两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。

所述第一USB模块和主控芯片之间连接有第一降压IC电路，第一降压IC电路用于将第一USB模块的输入电压由5V降至3.3V。

在具体的实施过程中，将网线插入到以太网模块(W5500模块)中，同时插入外部电源插入第一USB模块进行供电，此时可以通过第一USB模块写入代码至主控芯片；将蓝牙节点插入到被控设备中，再通过上位机发送控制指令到主控芯片，主控芯片将控制指令通过蓝牙传入被控设备，被控设备就可以根据第二USB模块里传入的控制指令来完成设备的控制。

实施例2

具体地，在实施例1的基础上，结合具体的实施例子对方案进行说明，进一步体现本方案的技术效果。具体为：

如图1为主控芯片的电路图，所述主控芯片选用STM32F103RCT6芯片。主控芯片的63引脚和电容C35的第一端电性连接，64引脚和电容C35的第二端电性连接后外接3.3V电压源。主控芯片的60引脚通过电阻R39和B00T1模块连接，B00T1模块通过电阻R40和主控芯片的28号引脚连接。主控芯片的3号引脚分别和晶振Y3的第一端、电容C24的第一端连接，晶振Y3的第二端分别和主控芯片的4号引脚、电容C25的第一端连接。主控芯片的5号引脚分别和电阻R37的第二端、电容C27的第一端、晶振Y4的第一端连接；电阻R37的第一端分别和主控芯片的6号引脚、电容C28的第一端、晶振Y4的第二端连接。主控芯片的12号引脚分别和电容C29的第二端、电容C31的第二端连接；主控芯片的13号引脚分别和电容C29的第一端、电容C31的第一端连接后通过电阻R38和3.3V电压源连接。电容C24的第二端、电容C25的第二端、电容C2的第二端、电容C27的第二端、电容C28的第二端、电容C29的第二端、电容C31的第二端均接地。主控芯片的18号引脚串联电容C30后与19号引脚连接；主控芯片的31号引脚串联电容C32后与32号引脚连接。

所述电池供电模块的电路包括图1中电池BAT1、二极管D4、二极管D5、电阻R36、电容C26。主控芯片的1号引脚(VBAT)和二极管D4、二极管D5的负极连接，二极管D4的正极和电池BAT1的正极连接，电池BAT1的负极接地，电池BAT1的负极还分别连接电容C26、电阻R36后和3.3V电压源连接。

参见图2，主控芯片还连接有LED电路作为工作状态指示，LED电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管RED；主控芯片的41号引脚、54号引脚分别和LED电路的LED0引脚、LED1引脚连接。电阻R14的第一端、电阻R15的第一端、电阻R16的第一端连接3.3V电压源，电阻R14的第二端、电阻R15的第二端、电阻R16的第二端分别和发光二极管LED1的正极、发光二极管LED2的正极、发光二极管RED的正极连接，发光二极管RED的负极接地。其中，发光二极管RED上电就持续发光；发光二极管LED1、发光二极管LED2由主控芯片控制给高低电平，当主控芯片输出高电平时发光二极管LED1灭，当主控芯片输出低电平时发光二极管LED2亮。

实施例3

在具体的实施过程中，参见图3，第一降压IC电路包括电容C5、电容C6、电容C12、电容C14、第一AMS1117-3.3稳压器U1；第一AMS1117-3.3稳压器U1的OUT引脚分别连接电容C5、电容C6后接地，第一AMS1117-3.3稳压器U1的OUT引脚还外接3.3V电压源；第一AMS1117-3.3稳压器U1的IN引脚分别与电容C12的第一端、电容C14的第一端电性连接，第一AMS1117-3.3稳压器U1的GND引脚、电容C12的第二端、电容C14的第二端接地。

参见图3，本实用新型的第一USB模块为USB1模块、USB1模块连接有USB_232模块，USB1模块、USB_232模块均拥有5个引脚；其中，USB1模块、USB_232模块的VCC互电性连接接后和VCC5电源、第一AMS1117-3.3稳压器U1的IN引脚电性连接，D+、D-引脚用于传递数据，NC引脚不使用，GND引脚互电性连接接后接地。USB1模块的D+、D-引脚分别连接电阻R13、电阻R12后再分别电性连接到主控芯片的PA12引脚、PA11引脚，USB1模块的D+引脚还和电阻R19连接后外接有3.3V电压源。

参见图3，本实用新型中第一USB模块通过USB_232模块连接有CH340G串口芯片，CH340G串口芯片是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口功能。USB_232模块的D+、D-引脚分别和CH340G串口芯片的D+、D-引脚连接，USB_232模块的D+引脚还连接电阻R17后外接3.3V电压源。CH340G串口芯片上的TXD、RXD串口电性连接到主控芯片的TX、RX(即PA9、PA10引脚)上，CH340G串口芯片的GND引脚、V3引脚与电容C18连接后分别接地。其中，CH340G串口芯片的VCC引脚分别和电容C11的第一端、电容C13的第一端、VCC5电源电性连接；电容C11的第二端、电容C13的第二端均接地。CH340G串口芯片的RTS引脚分别连接三极管Q2的发射极、电阻R7的第一端电性连接，电阻R7的第二端和三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的发射极和电阻R6连接后与主控芯片的BOOT0引脚电性连接。CH340G串口芯片的DTR引脚通过电阻R11和三极管Q2的基极电性连接，三极管Q2的集电极分别和电阻R10的第一端、二极管D1的负极电性连接，二极管D1的正极和主控芯片的RESET引脚电性连接。三极管Q1的集电极、电阻R10的第二端均外接3.3V电压源。修改CH340G串口芯片的RTS、DTR的电平即可完成主控芯片代码的烧入。

需要说明的是，USB1模块、USB_232模块的电源引脚VCC电性连接到第一降压IC电路的输入端，第一USB模块的输出端给整个蓝牙控制系统提供3.3V的电源；在5V、3.3V电压间分别经过一个瞬变抑制二极管(SMBJ5.0A、SMBJ3.3A)以保护蓝牙控制系统。

如图4，以太网模块(即W5500模块)与主控芯片是通过SPI总线进行通信，W5500模块的2号引脚、5号引脚、6号引脚、8号引脚分别和主控芯片的SPI1 SCK、W RESET、SPI1MISO、SPI1 MOSI引脚电性连接；W5500模块的7号引脚、10号引脚分别接地、外接3.3V电压源。

如图5，所述第一蓝牙模块、第二蓝牙模块均选用XY-MBA32A蓝牙模块。第一蓝牙模块通过RX、TX引脚分别与主控芯片的U2 TXD、U2 RXD引脚电性连接；第一蓝牙模块的VCC引脚分别和3.3V电压源、电容C33的第一端、电容C34的第一端电性连接；第一蓝牙模块的GND引脚分别和电容C33的第二端、电容C34的第二端电性连接后接地。

图6、图7分别为蓝牙节点的第二蓝牙模块、第二USB模块电路示意图，蓝牙节点由第二蓝牙模块和第二USB模块组成；第二蓝牙模块的VCC引脚分别和3.3V电压源、电容C38的第一端、电容C37的第一端电性连接；第一蓝牙模块的GND引脚分别和电容C38的第二端、电容C37的第二端电性连接后接地。第一蓝牙模块、第二蓝牙模块的15号引脚均接地。

如图7，第二USB模块的D+、D-引脚分别和第二蓝牙模块的TX、RX引脚电性连接；第二USB模块的VCC引脚和第二AMS1117-3.3稳压器U8的IN引脚、电容C45的第一端、电容C46的第一端电性连接；第二USB模块的GND引脚、电容C45的第二端、电容C46的第二端分别和第二AMS1117-3.3稳压器的GND引脚电性连接。第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚分别连接电容C43、电容C44后接地，第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚还外接3.3V电压源。

本实用新型USB模块中采用一种输出电压为3.3V的正向低压降稳压器AMS1117-3.3，其成本低，结构简单。本实用新型的使用范围并不限于蓝牙设备，只需要被控设备提供接口即可，可以满足更多的需求，扩展了楼宇自动化领域的使用范围，适用性强。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝牙控制系统，其特征在于，包括主控模块以及蓝牙节点，主控模块包括以太网模块、主控芯片、第一蓝牙模块、第一USB模块和电池供电模块；蓝牙节点包括第二蓝牙模块、第二USB模块；

所述电池供电模块与主控芯片电性连接为主控芯片供电；主控芯片的输入端和以太网模块电性连接用于接收上位机的控制指令，上位机和主控芯片之间通过以太网模块进行BACnet协议数据传输；主控芯片的输出端和第一蓝牙模块电性连接；第一蓝牙模块和第二蓝牙模块连接用于传递上位机的控制指令，第二蓝牙模块和第二USB模块连接用于将上位机的控制指令通过第二USB模块发送至被控设备。

2.根据权利要求1所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述第一USB模块输入端与外部充电器连接，所述第一USB模块的输出端与第一USB模块的输入端连接且输出电源至主控模块，给主控模块供电。

3.根据权利要求2所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述第二USB模块的输出端与拥有USB接口的被控设备连接，被控设备给蓝牙节点供电并通过第二USB模块传递数据。

4.根据权利要求3所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述第一蓝牙模块、第二蓝牙模块均选用XY-MBA32A蓝牙模块，XY-MBA32A蓝牙模块上设有TX、RX串口，第一蓝牙模块通过TX、RX串口与主控芯片电性连接，接收主控芯片的控制信号，并将控制信号发送至第二蓝牙模块，完成数据通信。

5.根据权利要求1所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述电池供电模块的正负极之间电性连接有瞬变抑制二极管。

6.根据权利要求5所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述第一USB模块和主控芯片之间连接有第一降压IC电路，第一降压IC电路用于将第一USB模块的输入电压由5V降至3.3V。

7.根据权利要求1-6任一所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述主控芯片选用STM32F103RCT6芯片。

8.根据权利要求7所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，以太网模块选用W5500模块。

9.根据权利要求8所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，所述第一USB模块还连接有CH340G串口芯片实现USB转串口功能。

10.根据权利要求9所述一种蓝牙控制系统，其特征在于，蓝牙节点由第二蓝牙模块和第二USB模块组成；第二蓝牙模块的VCC引脚分别和3.3V电压源、电容C38的第一端、电容C37的第一端电性连接；第一蓝牙模块的GND引脚分别和电容C38的第二端、电容C37的第二端电性连接后接地；第一蓝牙模块、第二蓝牙模块的15号引脚均接地；

第二USB模块的D+、D-引脚分别和第二蓝牙模块的TX、RX引脚电性连接；第二USB模块的VCC引脚和第二AMS1117-3.3稳压器U8的IN引脚、电容C45的第一端、电容C46的第一端电性连接；第二USB模块的GND引脚、电容C45的第二端、电容C46的第二端分别和第二AMS1117-3.3稳压器的GND引脚电性连接；第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚分别连接电容C43、电容C44后接地，第二AMS1117-3.3稳压器U8的OUT引脚还外接3.3V电压源。

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