[发明专利]用于远程串口控制的无线节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对串口设备进行远程无线配置的节点装置，属于无线控制领域。

背景技术

随着物联网技术的发展，以及智能家居、智能监控技术的应用，在越来越多的情况下需要随时随地对串口设备进行配置，例如互联网中的交换机、路由器等。

目前用于配置串口设备的方式有两种：

1)通过有线方式进行配置。这种方式不用担心网络的拥塞问题，但是只能适用于近距离的情况，当发出命令的设备和被配置(接收)设备超过一定距离的时候，有线方式就显得很不方便，因此这种方式只能适用于近距离的情况下配置串口设备。

2)通过网络进行配置。通过网络进行远程配置，可以不用担心距离的问题，但是网络的畅通度是个很关键的因素，当使用的无线网络因为数据量或者恶意攻击产生拥塞时，发出的命令往往不能及时地传达给串口设备，会影响整个系统的工作。

发明内容

本发明针对现有的串口设备配置方法存在的不足，而提出一种用于远程配置串口设备的无线节点。

该无线节点的结构包括串口接口节点和USB接口节点，串口接口节点和USB接口节点之间采用射频无线连接。

串口接口节点包括第一无线射频模块、第一单片机和TTL-RS232转换模块，第一无线射频模块通过SPI口连接第一单片机，第一单片机通过TTL-RS232转换模块连接串口设备，串口接口节点由自带电源供电。

USB接口节点包括第二无线射频模块、第二单片机和USB-串口转换模块，第二无线射频模块通过SPI口连接第二单片机，第二单片机通过USB-串口转换模块连接PC机，USB接口节点由PC机供电。

优选地，串口接口节点采用纽扣电池供电。

优选地，第一和第二无线射频模块均采用Zigbee射频模块。

技术效果：

本发明实现了对串口设备的无线配置，结构简单，使用方便，既克服了使用有线方式进行配置时的对距离的局限性问题，又解决了通过网络进行配置时可能遇到的网络拥塞问题。同时，本发明还可以拓展出一个USB节点同时配置多个串口设备的功能，进一步提高应用效率，使用更加灵活。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为USB-串口转换模块的电路原理图。

图3为USB接口供电电路图。

图4为TTL-RS232转换模块的电路原理图。

图5为串口接口节点的电源电路图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

本发明的结构包括串口接口节点和USB接口节点两部分，串口接口节点和USB接口节点之间采用射频无线连接，如图1所示。

串口接口节点是由无线射频模块、单片机和信号转换模块组成，其中：无线射频模块通过SPI通讯口连接单片机，信号转换模块为TTL-RS232电平转换模块，单片机通过该转换模块连接串口设备，TTL-RS232转换模块的电路结构如图4所示，转换芯片采用Max232。串口接口节点由自带的电源供电，因此无需外接电源，这里采用纽扣电池，该电源电路如图5所示。

USB接口节点也是由无线射频模块、单片机和信号转换模块组成，其中：无线射频模块通过SPI通讯口连接单片机，信号转换模块为USB-串口转换模块，单片机通过该转换模块连接PC机，USB-串口转换模块的电路结构如图2所示，转换芯片采用PL2303HX。USB接口节点由PC机通过USB口直接供电，USB接口的供电电路如图3所示。

串口接口节点和USB接口节点中的单片机均采用MSP430单片机的5438系列，该系列是基于闪存的，具有最低工作功耗；无线射频模块均采用Zigbee模块，Zigbee芯片采用CC2520，Zigbee的单点覆盖距离大，可自动扩展网络，且功耗低。

当PC机发出命令时，这些命令经过USB口转换成串口信号进入单片机，单片机对信号进行相应地处理分析，然后将处理后的信号通过SPI口传给无线射频模块，无线射频模块将该信号以Zigbee数据包的形式发送出去；串口接口节点的无线射频模块接收到Zigbee数据包，并通过SPI口传给单片机，单片机对数据进行相应处理后经TTL-RS232电平转换传输给串口设备，实现串口设备的无线配置。反向的信号传递流程原理类似，这里不再详述。