基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]可編程邏輯控制器(PLC，Programmable Logic Controller)是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。然而，目前的工業(yè)控制系統(tǒng)都是基于PLC的有線網(wǎng)絡(luò)，不僅布線麻煩、耗材多、花費(fèi)成本高，而且調(diào)試、維護(hù)極為不便，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障不能及時(shí)跟蹤處理。
[0003]隨著社會(huì)的發(fā)展，WiFi技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，大多數(shù)城市家庭、城市公共場(chǎng)所都有WiFi存在，開發(fā)設(shè)計(jì)一種能夠利用現(xiàn)已存在的WiFi環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)各種家電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控或指示，也具有十分重要而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能將串口與串口之間的有線連接轉(zhuǎn)換為無(wú)線WiFi連接、信號(hào)傳輸穩(wěn)定的、應(yīng)用成本低、可廣泛適用于工廠/家庭等環(huán)境的遠(yuǎn)程串口控制模塊。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0006]基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，包括= WiFi模塊、穩(wěn)壓模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊，所述WiFi模塊由ESP8266WIFI芯片封裝而成，所述穩(wěn)壓模塊為WiFi模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊供電，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的TXD 口接WiFi模塊的RXD 口，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的RXD 口接WiFi模塊的TXD 口。
[0007]作為改進(jìn)地，所述WiFi模塊的天線為PCB天線，IPEX接口天線或郵票孔接口天線。
[0008]作為改進(jìn)地，所述WiFi模塊外接有閃存，ESP8266WIFI芯片在搭載并作為設(shè)備中唯一的處理器時(shí)直接從外接閃存中啟動(dòng)。
[0009]作為改進(jìn)地，所述WiFi模塊內(nèi)嵌有運(yùn)行控制程序，所述運(yùn)行控制程序由LabVIEW語(yǔ)言編寫而成。
[0010]作為改進(jìn)地，應(yīng)用時(shí)，在上位機(jī)和下位機(jī)上分別安裝第一遠(yuǎn)程串口控制模塊和第二遠(yuǎn)程串口控制模塊，上位機(jī)與下位機(jī)之間信號(hào)傳輸鏈路為:上位機(jī)一一第一遠(yuǎn)程串口控制模塊的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊——第一遠(yuǎn)程串口控制模塊的WiFi模塊——第二遠(yuǎn)程串口控制模塊的WiFi模塊——第二遠(yuǎn)程串口控制模塊的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊——下位機(jī)。
[0011]作為改進(jìn)地，所述上位機(jī)、下位機(jī)都為帶PLC控制裝置的工業(yè)設(shè)備。
[0012]作為改進(jìn)地，所述上位機(jī)為智能終端，所述下位機(jī)為帶控制器的家電設(shè)備。
[0013]作為改進(jìn)地，所述智能終端包括:筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦或臺(tái)式電腦。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:將WiFi模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊集成在一起，并選用ESP8266WiFi芯片作為WiFi模塊的核心，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的上位機(jī)與下位機(jī)之間、智能終端與家電設(shè)備之間的無(wú)線通信連接。如果用于家庭，可以通過(guò)WiFi芯片的通用1直接控制家電設(shè)備，或者是監(jiān)控家電設(shè)備是否開啟。如果用于工業(yè)，可以直接通過(guò)TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊與工業(yè)設(shè)備的PLC、觸摸屏或其他控制模塊連接。與現(xiàn)有的有線、無(wú)線連接技術(shù)相比，本發(fā)明具有通用性好、連接效率高、維護(hù)調(diào)試方便、引用成本低等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1所示為本發(fā)明提供的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0017]1: WiFi模塊，2:穩(wěn)壓模塊，3: TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊，4:電路板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為方便本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0019]如圖1所示，一種基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，包括:安裝在同一電路板4上的WiFi模塊1、穩(wěn)壓模塊2和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊3，所述WiFi模塊I由ESP8266WIFI芯片封裝而成，所述穩(wěn)壓模塊2為WiFi模塊I和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊3供電，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊3的TXD 口接WiFi模塊I的RXD 口，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊3的RXD 口接WiFi模塊I的TXD 口。
[0020]其中，在WiFi模塊I上設(shè)有天線，所述天線為ESP8266WIFI芯片在封裝過(guò)程中形成的PCB天線、IPEX接口天線或郵票孔接口天線。為便于應(yīng)用，在WiFi模塊I還外接有閃存，當(dāng)WiFi模塊I的ESP8266WIFI芯片在搭載并作為設(shè)備中唯一的處理器時(shí)直接從外接閃存中啟動(dòng)。
[0021]所述WiFi模塊I內(nèi)固化有運(yùn)行控制程序，該程序采用LabVIEW(LaboratoryVirtual Instrument Engineering Workbench)語(yǔ)言燒寫而成。在其他實(shí)施方式中，WiFi模塊中的程序由用戶根據(jù)自己的需要進(jìn)行燒寫，不限于本實(shí)施例。
[0022]實(shí)際應(yīng)用上述遠(yuǎn)程串口控制模塊時(shí)，在上位機(jī)和下位機(jī)上分別安裝一個(gè)遠(yuǎn)程串口控制模塊，為方便區(qū)分，下面以安裝在上位機(jī)上的為第一遠(yuǎn)程串口控制模塊，以安裝在下位機(jī)上的為第二遠(yuǎn)程串口控制模塊。具體工作原理為:上位機(jī)控制器發(fā)出的控制命令通過(guò)第一遠(yuǎn)程串口控制模塊的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊轉(zhuǎn)換后傳輸給相應(yīng)的WiFi模塊，經(jīng)相應(yīng)的WiFi模塊處理后再以無(wú)線信號(hào)的方式向四周環(huán)境輻射;下位機(jī)上的第二遠(yuǎn)程串口控制模塊通過(guò)其WiFi模塊接收環(huán)境中的無(wú)線信號(hào)并經(jīng)過(guò)識(shí)別轉(zhuǎn)換后通過(guò)相應(yīng)的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊傳輸給下位機(jī)控制器，達(dá)到遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程指示的目的。
[0023]本實(shí)施例中，所述上位機(jī)、下位機(jī)都為帶PLC控制裝置的工業(yè)設(shè)備。在其他實(shí)施方式中，所述上位機(jī)為電腦、手機(jī)等智能終端，所述下位機(jī)為帶控制器的家電設(shè)備，遠(yuǎn)程串口控制模塊與家電設(shè)備之間可以通過(guò)WiFi模塊自帶的1接口進(jìn)行連接，不限于本實(shí)施例。
[0024]本實(shí)施例提供的一種基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，采用ESP8266WiFi芯片作為WiFi模塊I的核心部件，具有以下有益效果:I)能支持多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)加密方式，包括:WEP64/WEPl 28/TKIP/CCMP (AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK等，有效充分保證用戶數(shù)據(jù)的安全傳輸。2)能快速聯(lián)網(wǎng)，主要通過(guò)指定信道號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)快速聯(lián)網(wǎng)。在通常的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中，會(huì)首先對(duì)當(dāng)前的所有信道自動(dòng)進(jìn)行一次掃描，來(lái)搜索準(zhǔn)備連接的目的AP創(chuàng)建的(或Adhoc)網(wǎng)絡(luò)。本模塊提供了設(shè)置工作信道的參數(shù)，在已知目的網(wǎng)絡(luò)所在信道的條件下，可以直接指定模塊的工作信道，從而達(dá)到加快聯(lián)網(wǎng)速度的目的。3)支持在聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中綁定目的網(wǎng)絡(luò)BSSID地址的功能。根據(jù)802.11協(xié)議規(guī)定，不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以具有相同的網(wǎng)絡(luò)名稱(也就是SSID/ESSID)，但是必須對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的BSSID地址。非法入侵者可以通過(guò)建立具有相同的SSID/ESSID的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方法，使得網(wǎng)絡(luò)中的STA聯(lián)接到非法的AP上，從而造成網(wǎng)絡(luò)的泄密。通過(guò)BSSID地址綁定的方式，可以防止STA接入到非法的網(wǎng)絡(luò)，從而提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全性。4)支持基于802.11協(xié)議的無(wú)線漫游功能。無(wú)線漫游指的是為了擴(kuò)大一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，由多個(gè)AP共同創(chuàng)建一個(gè)具有相同的SSID/ESSID的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)AP用來(lái)覆蓋不同的區(qū)域，接入到網(wǎng)絡(luò)的STA可以根據(jù)所處位置的選擇信號(hào)最強(qiáng)的AP接入，而且隨著STA的移動(dòng)自動(dòng)在不同的AP之間切換。
[0025]以上【具體實(shí)施方式】?jī)H是本發(fā)明的較佳實(shí)施方案說(shuō)明，并不能以此來(lái)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。顯而易見(jiàn)地，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，包括:WiFi模塊、穩(wěn)壓模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊，所述WiFi模塊由ESP8266WIFI芯片封裝而成，所述穩(wěn)壓模塊為WiFi模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊供電，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的TXD口接WiFi模塊的RXD 口，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的RXD 口接WiFi模塊的TXD 口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述WiFi模塊的天線為PCB天線，IPEX接口天線或郵票孔接口天線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述WiFi模塊外接有閃存，ESP8266WIFI芯片在搭載并作為設(shè)備中唯一的處理器時(shí)直接從外接閃存中啟動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述WiFi模塊內(nèi)嵌有運(yùn)行控制程序，所述運(yùn)行控制程序由LabVIEW語(yǔ)言編寫而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，應(yīng)用時(shí)，在上位機(jī)和下位機(jī)上分別安裝第一遠(yuǎn)程串口控制模塊和第二遠(yuǎn)程串口控制模塊，上位機(jī)與下位機(jī)之間信號(hào)傳輸鏈路為:上位機(jī)一一第一遠(yuǎn)程串口控制模塊的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊一一第一遠(yuǎn)程串口控制模塊的WiFi模塊--第二遠(yuǎn)程串口控制模塊的WiFi模塊--第二遠(yuǎn)程串口控制模塊的TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊——下位機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述上位機(jī)、下位機(jī)都為帶PLC控制裝置的工業(yè)設(shè)備。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述上位機(jī)為智能終端，所述下位機(jī)為帶控制器的家電設(shè)備。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，所述智能終端包括:筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦或臺(tái)式電腦。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于WiFi的遠(yuǎn)程串口控制模塊，其特征在于，包括：WiFi模塊、穩(wěn)壓模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊，所述WiFi模塊由ESP8266WIFI芯片封裝而成，所述穩(wěn)壓模塊為WiFi模塊和TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊供電，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的TXD口接WiFi模塊的RXD口，所述TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊的RXD口接WiFi模塊的TXD口。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的上位機(jī)與下位機(jī)之間、智能終端與家電設(shè)備之間的無(wú)線通信連接。如果用于家庭，可以通過(guò)WiFi芯片的通用IO直接控制家電設(shè)備，或者是監(jiān)控家電設(shè)備是否開啟。如果用于工業(yè)，可以直接通過(guò)TTL串口轉(zhuǎn)RS485模塊與工業(yè)設(shè)備的PLC、觸摸屏或其他控制模塊連接。與現(xiàn)有的有線、無(wú)線連接技術(shù)相比，本發(fā)明具有通用性好、連接效率高、維護(hù)調(diào)試方便、引用成本低等特點(diǎn)。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號(hào)】CN105573240
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610029348
【發(fā)明人】黃衛(wèi)庭, 羅庚興, 楊偉, 劉智, 鄧建勝
【申請(qǐng)人】佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日