簡易型異構控制網(wǎng)關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種簡易型異構控制網(wǎng)關，特征點是包括基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一及第二2.4G通訊模塊、鍵盤、雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊、TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊；其中，第一2.4G通訊模塊與鍵盤之間通過I/O接口連接，第一2.4G通訊模塊和雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊之間通過1-WIRE協(xié)議連接，雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊分別與TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊電連接，第一及第二2.4G通訊模塊與通過2.4G無線擴頻通訊連接，第二2.4G通訊模塊與被控對象電連接。其具有能夠主動地把自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡中及控制端種類豐富等優(yōu)點。
【專利說明】簡易型異構控制網(wǎng)關
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息【技術領域】，尤其涉及一種無線和有線通訊協(xié)議兼容的簡易型異構控制網(wǎng)關。
【背景技術】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
[0003]國際、國內(nèi)對物聯(lián)網(wǎng)的定義并沒有統(tǒng)一的標準，但是實質(zhì)上都是要解決物品與物品、人與物品、人與人之間的互連互通。要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，物體必須要能感知別人和被別人感知，互相之間能夠通訊。也就說物聯(lián)網(wǎng)要解決兩個問題，一個是物體要連入網(wǎng)絡，一個是解決不同結構、不同協(xié)議的網(wǎng)絡直接的互連。對于第一個問題，一般是給物體配置RFID電子標簽，然后由RFID讀寫器對電子標簽進行讀寫，但是RFID不能夠主動給網(wǎng)絡發(fā)送信息；對于第二個問題，異構網(wǎng)絡的通訊問題尚沒有統(tǒng)一的處理辦法，做不到不同的系統(tǒng)能夠互聯(lián)互通。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種可以幫助物體連入一個異構網(wǎng)絡，這個異構網(wǎng)絡包含了互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)和近距離個人無線局域網(wǎng)，在這個異構網(wǎng)絡中的物體可以實現(xiàn)互聯(lián)互通的簡易型異構控制網(wǎng)關。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其是簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于包括基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊、基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊、鍵盤、雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊、TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊；其中，所述第一 2.4G通訊模塊與鍵盤之間通過I/O接口連接，第一 2.4G通訊模塊和雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊之間通過1-WIRE協(xié)議連接，所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊分別與TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊電連接，第一 2.4G通訊模塊與第二 2.4G通訊模塊通過2.4G無線擴頻通訊連接，所述第二 2.4G通訊模塊與被控對象電連接，TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊與電腦控制端通過TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行通訊連接，GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊與手機控制端通過GPRS電信協(xié)議進行通訊連接。
[0006]所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊包括單片機和電平轉(zhuǎn)換芯片，所述單片機具有兩個串口接口，電平轉(zhuǎn)換芯片負責把串口接口的TTL電平和RS232電平的接口信號進行轉(zhuǎn)換；電平轉(zhuǎn)換芯片的兩個串口接口分別與模塊TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊電連接，單片機通過1-WIRE協(xié)議和第一2.4G通訊模塊連接。[0007]所述第一 2.4G通訊模塊及第二 2.4G通訊模塊的型號均為CC2530。
[0008]所述TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊為USR-TCP-232-2設備。
[0009]所述GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊電連接為USR-GPRS232-701設備。
[0010]所述單片機的型號為MC9S08AC16，所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX232。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點為:
(1)被控對象通過基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊接入網(wǎng)絡，能夠主動地把自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡中；
(2)控制端種類豐富，控制端的包含了互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)和2.4G個人無線局域網(wǎng)三種類
型；
(3)當控制端采用2.4G個人無線局域網(wǎng)不需要支付額外的運行費用；
(4)異構控制網(wǎng)關解決了不同網(wǎng)絡之間的通訊問題，處理過程對用戶來說是透明的，降低了用戶的實用的難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的組成框圖；
圖2是本發(fā)明的雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊的組成框圖；
圖3是本發(fā)明的具體硬件組成圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以互相結合。
[0014]在本發(fā)明的描述中，術語“第一”及“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0015]如圖1所示，其是一種簡易型異構控制網(wǎng)關，包括基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊11、基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊3、鍵盤12、雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13、TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15 ;其中，所述第一 2.4G通訊模塊11與鍵盤12之間通過I/O接口連接，第一 2.4G通訊模塊11和雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13之間通過1-WIRE協(xié)議連接，所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13分別與TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15電連接，第一 2.4G通訊模塊11與第二 2.4G通訊模塊3通過2.4G無線擴頻通訊連接，所述第二 2.4G通訊模塊3與被控對象4電連接，TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14與電腦控制端21通過TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行通訊連接，GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15與手機控制端22通過GPRS電信協(xié)議進行通訊連接。
[0016]工作時，遠程電腦控制端21要控制被控對象4時，首先把控制指令通過TCP/IP協(xié)議，也就是互聯(lián)網(wǎng)，傳送給TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14，TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14接收到數(shù)據(jù)后通過RS232接口透明的發(fā)送給雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13 ;雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13接收到數(shù)據(jù)后通過1-WIRE協(xié)議透明的傳輸給基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊11 ;第一 2.4G通訊模塊11接收到數(shù)據(jù)后再利用2.4G擴頻通訊傳輸?shù)交?02.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊3，第二 2.4G通訊模塊3根據(jù)受到的指令對被控對象4直接進行控制。
[0017]手機控制端22要控制被控對象4時，首先把控制指令通過GPRS協(xié)議，傳統(tǒng)電信網(wǎng)中的一種，傳送給GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15 ;GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15接收到數(shù)據(jù)后通過RS232接口透明的發(fā)送給雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13 ;雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13接收到數(shù)據(jù)后通過1-WIRE協(xié)議透明的傳輸給基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊11 ;第一 2.4G通訊模塊11接收到數(shù)據(jù)后再利用2.4G擴頻通訊傳輸?shù)交?02.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊3，第二2.4G通訊模塊3根據(jù)受到的指令對被控對象4直接進行控制。
[0018]工作時，還可以通過該鍵盤12，直接控制被控對象4。用戶操作鍵盤12時，基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊11可以直接獲得該操作的指令，然后第一
2.4G通訊模塊11把該指令利用2.4G擴頻通訊傳輸?shù)交?02.15.4無線通訊協(xié)議的第二
2.4G通訊模塊3，第二 2.4G通訊模塊3根據(jù)受到的指令對被控對象4直接進行控制。
[0019]工作時，被控對象4也可以主動把自身的狀態(tài)傳送給電腦控制端21和手機控制端22。被控對象4把自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)直接傳到基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊3，第二 2.4G通訊模塊3立即通過2.4G擴頻通訊協(xié)議把該數(shù)據(jù)傳輸給基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一 2.4G通訊模塊11 ;第一 2.4G通訊模塊11收到數(shù)據(jù)后通過1-WIRE協(xié)議透明的傳輸給雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13 ;雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13通過兩個串口分別把數(shù)據(jù)透明傳到TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15 ；TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14收到數(shù)據(jù)后通過TCP/IP協(xié)議傳輸給電腦控制端21 ；GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15收到數(shù)據(jù)后通過GPRS協(xié)議傳輸給遠程手機控制端2。
[0020]在本實施例中，如圖2所示，所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13包括單片機和電平轉(zhuǎn)換芯片，所述單片機具有兩個串口接口，電平轉(zhuǎn)換芯片負責把串口接口的TTL電平和RS232電平的接口信號進行轉(zhuǎn)換；電平轉(zhuǎn)換芯片的一個串口接口通過具有九口串口的第一座子與模塊TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14電連接，電平轉(zhuǎn)換芯片的另一個串口接口通過具有九口串口的第二座子與GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15電連接，單片機通過1-WIRE協(xié)議和第一 2.4G通訊模塊11連接。所述單片機的型號為MC9S08AC16，所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX232。MC9S08AC16是飛思卡爾公司一款高性能的8位單片機，包含兩路獨立的的串行通信接口模塊，剛好可以用來連接TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15。MAX232的作用是把串行通信接口中的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成RS232電平信號，或者把RS232電平信號轉(zhuǎn)換成TTL電平信號。
[0021]在本實施例中，如圖3所示，所述第一 2.4G通訊模塊11及第二 2.4G通訊模塊3的型號均為 CC2530。CC2530 是 TI 公司專門為 IEEE 802.15.4、Zigbee 和 RF4CE 等 2.4G 無線應用設計的射頻芯片，在業(yè)界同類產(chǎn)品中處于領先地位。由于其內(nèi)部包含了標準的增強型8051單片機，非常方便用戶定制自己的應用。本發(fā)明中，在射頻芯片CC2530和TI公司提供的簡易型IEEE 802.15.4協(xié)議棧的基礎上，結合具體的應用，設計出基于802.15.4無線通訊協(xié)議的2.4G通訊模塊。第一 2.4G通訊模塊11和雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊13利用1-WIRE協(xié)議進行通訊，1-WIRE是達拉斯半導體公司的一項專有技術，該協(xié)議通信只需要一條總線，具有節(jié)省I/O 口線資源、結構簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護等諸多優(yōu)點。第
一2.4G通訊模塊11的主要作用是作為控制端和被控對象通訊的橋梁，負責兩者之間的數(shù)據(jù)交換。
[0022]在本實施例中，如圖3所示，所述TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊14為USR-TCP-232-2設備。USR-TCP-232-2是濟南有人物聯(lián)網(wǎng)技術有限公司的一款產(chǎn)品，主要是實現(xiàn)RS232串行接口和TCP/IP網(wǎng)絡通信接口的轉(zhuǎn)換，即把接收到的TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通過RS232接口透明的發(fā)送出去，或者把接收到的串口數(shù)據(jù)通過TCP/IP協(xié)議接口透明的發(fā)送出去，實現(xiàn)兩種接口之間的相互轉(zhuǎn)換。
[0023]在本實施例中，如圖3所示，所述GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊15電連接為USR-GPRS232-701設備。USR-GPRS232-701是濟南有人物聯(lián)網(wǎng)技術有限公司的另一款產(chǎn)品，是專門用于把RS232串口數(shù)據(jù)和IP數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換的無線終端設備，即把接收到的GPRS無線數(shù)據(jù)通過RS232接口透明的發(fā)送出去，或者把接收到的串口數(shù)據(jù)通過GPRS協(xié)議接口透明的發(fā)送出去，實現(xiàn)兩種接口之間的相互轉(zhuǎn)換。
[0024]在本實施例中，如圖3所示，所述鍵盤12由一個4X4的按鍵矩陣組成，共16個按鍵，按鍵矩陣的行列信號直接和模塊11的CC2530中的8051單片機的I/O 口連接。
[0025]以上結合附圖對本發(fā)明的實施方式作出詳細說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對于本領域的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下對這些實施方式進行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于包括基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第一2.4G通訊模塊(11)、基于802.15.4無線通訊協(xié)議的第二 2.4G通訊模塊(3)、鍵盤(12)、雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(13)、TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(14)和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(15);其中，所述第一 2.4G通訊模塊(11)與鍵盤(12)之間通過I/O接口連接，第一 2.4G通訊模塊(11)和雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(13)之間通過1-WIRE協(xié)議連接，所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(13)分別與TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(14)和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(15)電連接，第一 2.4G通訊模塊(11)與第二 2.4G通訊模塊(3 )通過2.4G無線擴頻通訊連接，所述第二 2.4G通訊模塊(3)與被控對象(4)電連接，TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(14)與電腦控制端(21)通過TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行通訊連接，GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(15)與手機控制端(22)通過GPRS電信協(xié)議進行通訊連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于所述雙串口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(13)包括單片機和電平轉(zhuǎn)換芯片，所述單片機具有兩個串口接口，電平轉(zhuǎn)換芯片負責把串口接口的TTL電平和RS232電平的接口信號進行轉(zhuǎn)換；電平轉(zhuǎn)換芯片的兩個串口接口分別與TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(14)和GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(15)電連接，單片機通過1-WIRE協(xié)議和第一 2.4G通訊模塊(11)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于所述第一2.4G通訊模塊(11)及第二 2.4G通訊模塊(3)的型號均為CC2530。
4.根據(jù)權利要求1所述的簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于所述TCP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(14)為USR-TCP-232-2設備。
5.根據(jù)權利要求1所述的簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于所述GPRS無線數(shù)據(jù)與RS232接口數(shù)據(jù)透明傳輸模塊(15)電連接為USR-GPRS232-701設備。
6.根據(jù)權利要求2所述的簡易型異構控制網(wǎng)關，其特征在于所述單片機的型號為MC9S08AC16，所述電平轉(zhuǎn)換芯片的型號為MAX232。
【文檔編號】H04L12/66GK103873357SQ201410102089
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2014年3月19日
【發(fā)明者】蔡澤凡, 楊小東, 周虹, 宋玉宏, 余志鵬 申請人:順德職業(yè)技術學院