專利名稱：用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)換電路，尤其是涉及一種用于無線網(wǎng)絡(luò)，將無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行接口數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換的接口轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
智能儀器一般采用CAN接口、RS232接口、RS485接口，I2C接口、SPI接口或/和 LIN接口。在使用計(jì)算機(jī)編程控制智能儀器、監(jiān)控現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控汽車總線網(wǎng)絡(luò)和控制智能傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于普通個(gè)人臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)通常只具有USB接口，無法直接與智能儀器連接，需要將智能儀器的接口轉(zhuǎn)換成USB接口才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。同樣的，在同一個(gè)總線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和儀器也可能存在不同的接口類型，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互必須采用數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換。目前，國內(nèi)外的串行數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊一般都是針對(duì)某種設(shè)備或儀器實(shí)現(xiàn)的其中兩種串行數(shù)字接口的轉(zhuǎn)換，接口的通信協(xié)議一般都是自定義或不公開的，是一種定制的串行接口轉(zhuǎn)換模塊，其功能和靈活性存在一定的局限性，用途也比較單一。另外，隨著無線通信應(yīng)用的增加，一些智能儀器需要與無線網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)的接口轉(zhuǎn)換電路，已成為當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，將無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行接口數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換，電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其包括至少一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口電路；至少一種類型的串行接口電路；用于根據(jù)工作模式選擇開關(guān)的選擇，將其中一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)與其中一種類型的串行接口之間相互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的中央處理單元，其分別連接無線網(wǎng)絡(luò)接口電路和串行接口電路；提供用戶選擇轉(zhuǎn)換接口類型的工作模式選擇開關(guān)，其連接中央處理單元。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，無線網(wǎng)絡(luò)接口電路包括WIFI接口電路和Zigbee接口電路。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，串行接口電路包括I2C接口電路、LIN接口電路、CAN接口電路、USB接口電路和RS232接口電路至少其中之一。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中央處理單元為ARM內(nèi)核的單片機(jī)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中央處理單元包括控制器；連接控制器并為控制器提供系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘電路；與控制器連接的3個(gè)UART接口、1個(gè)USB控制器、1個(gè)CAN控制器、1 個(gè)SPI接口和1個(gè)I2C接口 ；與控制器連接的存儲(chǔ)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益技術(shù)效果本實(shí)用新型提出的接口轉(zhuǎn)換電路，提供無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行接口數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換，使用ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)或WIFI網(wǎng)絡(luò)的智能儀器可以與任何一種串行接口的設(shè)備之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。因此，本實(shí)用新型為計(jì)算機(jī)編程控制的智能儀器、監(jiān)控現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控汽車總線網(wǎng)絡(luò)和控制智能傳感器網(wǎng)絡(luò)之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信提供了實(shí)現(xiàn)條件，可以廣發(fā)應(yīng)用在教學(xué)、工業(yè)控制、智能傳感器網(wǎng)絡(luò)、汽車電子和通信等領(lǐng)域，具有電路簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低、方便使用的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的部分電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型提出的接口轉(zhuǎn)換電路包括至少一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口電路；至少一種類型的串行接口電路；分別與無線網(wǎng)絡(luò)接口電路和串行接口電路鏈接的中央處理單元21 ；連接中央處理單元21的工作模式選擇開關(guān)22，用于提供用戶選擇進(jìn)行轉(zhuǎn)換的接口類型。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，無線網(wǎng)絡(luò)接口電路包括WIFI接口電路11和Zigbee接口電路 12 ；串行接口電路包括I2Canter — Integrated Circuit)接口電路 31、LIN (Local Interconnect Network，局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))接口電路 32、CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng))接口電路33、USB (Universal Serial BUS，通用串行總線)接口電路；34和RS232 接口電路35。其中，I2C接口由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線(一條串行數(shù)據(jù)線SDA，一條串行時(shí)鐘線SCL)接口，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。LIN是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制，在不需要CAN總線的帶寬和多功能的場合，比如智能傳感器和制動(dòng)裝置之間的通訊，使用LIN總線可大大節(jié)省成本。CAN是一個(gè)串行、異步、多主的通信協(xié)議，是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。RS232是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA (Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合圖2所示，芯片UlO即為圖1中的中央處理單元21，S1-S9為工作模式選擇開關(guān)22，芯片Ull為圖1中的WIFI接口電路11，芯片U12為圖1中的Zigbee接口電路12，芯片U32為圖1中的LIN接口電路32，芯片U33為圖1中的CAN接口電路33，芯片U35為圖 1中的RS232接口電路35。芯片UlO選用意法半導(dǎo)體公司推出的C0RTEX-M3內(nèi)核的ARM單片機(jī)，型號(hào)為 STM32F103。該芯片UlO包括控制器；連接控制器并為控制器提供系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘電路(最高時(shí)鐘頻率為72MHZ)；與控制器連接的3個(gè)UART接口、1個(gè)USB控制器、1個(gè)CAN控制器、1 個(gè)SPI接口和1個(gè)I2C接口 ；與控制器連接的存儲(chǔ)器。其中，芯片UlO中的CAN控制器與芯片U33連接；芯片UlO中的SPI接口與芯片Ul 1連接；芯片UlO中的USB控制器與USB接口電路34連接；Zigbee接口電路12、LIN接口電路32 (芯片U32)和RS232接口電路35 (芯片U35)分別與芯片UlO中的其中一個(gè)UART接口連接。另外，STM32F103芯片中，SPI接口的時(shí)鐘頻率最高可達(dá)18MHZ ;UART接口的最高速率可達(dá)4Mbps ；內(nèi)部集成的USB控制器符合USB2. 0全速通信協(xié)議，通信的最高速率可達(dá)18Mbps ；CAN控制器滿足CAN 2. OB通信協(xié)議，最高通信速率可達(dá)IMbps ；USB接口采用全速通信協(xié)議的通信速率能達(dá)到18Mbps。因此，STM32F103芯片在轉(zhuǎn)換其它類型串行數(shù)字接口的數(shù)據(jù)時(shí)，基本上不會(huì)存在任何通信瓶頸。芯片Ull采用Chipcon As公司推出的型號(hào)為CC2500的低功耗射頻收發(fā)器芯片來實(shí)現(xiàn)；芯片U12采用是Chipcon As公司推出的首款符合2. 4GHz IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器芯片，型號(hào)是CCM20。芯片U32為MICROCHIP公司推出的LIN電平轉(zhuǎn)換芯片MCP2021 ；芯片U33為 MICROCHIP公司推出的CAN電平轉(zhuǎn)換芯片MCP2551。芯片MCP2551和芯片MCP2021為5V供電，但是它的輸入電平能夠與3. 3V CM0S/TTL電平兼容，所以不需要電平轉(zhuǎn)換即可直接連接。芯片U;35采用MAXIM公司推出的RS232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232，芯片MAX3232為 3. 3V供電，其電平與中央處理控制器STM32F103的電平一致。本實(shí)用新型的工作原理如下中央處理單元21根據(jù)工作模式選擇開關(guān)22所選擇需要轉(zhuǎn)換接口類型，包括將WIFI接口電路11與Zigbee接口電路12之間的相互接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；I2C接口電路31、LIN接口電路32、CAN接口電路33、USB接口電路34和RS232接口電路35其中任意兩者之間的相互接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；WIFI接口電路11 (或Zigbee接口電路 12)與其中一種類型的串行接口(I2C接口電路31、LIN接口電路32、CAN接口電路33、USB 接口電路34或RS232接口電路35)之間的相互接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。例如，工作模式選擇開關(guān)22選擇將Zigbee接口轉(zhuǎn)CAN接口。此時(shí)，中央處理單元 21就會(huì)監(jiān)視Zigbee接口電路12上的數(shù)據(jù)和USB接口電路34上的數(shù)據(jù)，當(dāng)兩者其中之一有數(shù)據(jù)傳入時(shí)，中央處理單元21會(huì)自動(dòng)將之轉(zhuǎn)換成另一種串行數(shù)字通信的格式發(fā)送出去。比如，當(dāng)檢測到USB接口電路34上有數(shù)據(jù)傳入時(shí)，中央處理單元21將接收此數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Zigbee接口的數(shù)據(jù)格式，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)從Zigbee接口電路12發(fā)送出去。綜上，本實(shí)用新型提出的ZIGBEE及WIFI與多類串行數(shù)字接口之間的智能轉(zhuǎn)換模塊，具有安裝方便、支持即插即用、易于擴(kuò)展、電磁干擾小、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是，它將工業(yè)控制、現(xiàn)場總線和汽車總線總常用的串行數(shù)字接口集中在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)其中任意兩種串行數(shù)字接口的智能轉(zhuǎn)換，是一種通用的接口轉(zhuǎn)換模塊。因而，本實(shí)用新型在教學(xué)，工業(yè)控制，智能傳感器網(wǎng)絡(luò)，汽車電子，通信等領(lǐng)域有著廣泛的運(yùn)用。
權(quán)利要求1.一種用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括至少一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口電路；至少一種類型的串行接口電路；用于根據(jù)工作模式選擇開關(guān)(22)的選擇，將其中一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)與其中一種類型的串行接口之間相互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的中央處理單元(21)，其分別連接無線網(wǎng)絡(luò)接口電路和串行接口電路；提供用戶選擇轉(zhuǎn)換接口類型的工作模式選擇開關(guān)(22)，其連接中央處理單元(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，無線網(wǎng)絡(luò)接口電路包括=WIFI接口電路(11)和Zigbee接口電路(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，串行接口電路包括I2C接口電路(31)、LIN接口電路(32)、CAN接口電路(33)、USB接口電路(34)禾口 RS232 接口電路(35)至少其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1述用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，中央處理單元(21) 為ARM內(nèi)核的單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，中央處理單元 (21)包括控制器；連接控制器并為控制器提供系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘電路；與控制器連接的3個(gè) UART接口、1個(gè)USB控制器、1個(gè)CAN控制器、1個(gè)SPI接口和1個(gè)I2C接口 ；與控制器連接的存儲(chǔ)器。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種用于無線網(wǎng)絡(luò)的接口轉(zhuǎn)換電路，其包括至少一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口電路；至少一種類型的串行接口電路；用于根據(jù)工作模式選擇開關(guān)(22)的選擇，將其中一種類型的無線網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)與其中一種類型的串行接口之間相互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的中央處理單元(21)，其分別連接無線網(wǎng)絡(luò)接口電路和串行接口電路；提供用戶選擇轉(zhuǎn)換接口類型的工作模式選擇開關(guān)(22)，其連接中央處理單元(21)。本實(shí)用新型提出的接口轉(zhuǎn)換電路，提供無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行接口數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換，使用ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)或WIFI網(wǎng)絡(luò)的智能儀器可以與任何一種串行接口的設(shè)備之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，具有電路簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低、方便使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04W92/02GK202153784SQ20112030362
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者何鵬, 曹斌芳, 李宇航, 李建奇, 鄧志宏 申請(qǐng)人:湖南文理學(xué)院