一種基于fpga的工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種基于FPGA的工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)上采用的無線網(wǎng)絡(luò)路由器在連接設(shè)備上存在數(shù)量限制。這是由于當前無線網(wǎng)絡(luò)路由器采用的是SSID技術(shù)，即將一個無線局域網(wǎng)分為幾個需要不同身份驗證的子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，每一個子網(wǎng)絡(luò)都需要獨立的身份驗證，只有通過身份驗證的用戶才可以進入相應(yīng)的子網(wǎng)絡(luò)。而對于單個的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)路由器，其SSID通常只有四個，并且每個SSID最多只能接收32個用戶，這樣極大的限制了用戶的接入個數(shù)。而目前現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)拓展裝置，由于其控制器串口數(shù)量的限制，不能大規(guī)模的拓展接入的設(shè)備數(shù)，滿足不了大型工業(yè)控制、管理的需要。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種基于FPGA的工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置，有利于減小整個裝置的體積；功耗低，滿足節(jié)能的要求；穩(wěn)定性好，并可外接天線用來擴大其產(chǎn)生的無線網(wǎng)范圍。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于FPGA的工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置，該裝置包括接收模塊、核心控制模塊、拓展模塊和電源模塊，接收模塊與核心控制模塊之間通過UART連接，核心控制模塊與拓展模塊之間通過UART (通用異步收發(fā)傳輸器)連接，接收模塊、核心控制模塊、拓展模塊分別與電源模塊連接；接收模塊由一個STA模式的第一 WiFi模塊組成，核心控制模塊由FPGA和存儲模塊組成，其中存儲模塊采用MT48LC4M32B2芯片，F(xiàn)PGA采用EP2C35F484C8芯片，拓展模塊由若干個AP模式的第二 WiFi模塊組成；接收模塊用于與工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)路由器互相傳遞數(shù)據(jù)，并通過核心控制模塊與拓展模塊相互傳遞數(shù)據(jù)；拓展模塊用于連接各待接入工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備；工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置在配置時，核心控制模塊中的FPGA用于初始化第一 WiFi和各第二 WiFi模塊，工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置在工作時，核心控制模塊中的FPGA用于控制接收模塊和拓展模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；電源模塊為接收模塊，核心控制模塊和拓展模塊供電。
[0005]通過核心控制模塊中的FPGA，將接收模塊的第一 WiFi模塊的工作模式配置成STA模式，再將拓展模塊中的第二 WiFi模塊的工作模式配置成AP模式。此時，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可以與接收模塊相互傳遞。接收模塊把所接收的數(shù)據(jù)傳遞給核心控制模塊，核心控制模塊發(fā)送給拓展模塊中所有的第二 WiFi模塊，這些工作在AP模式下的第二 WiFi模塊即可以將數(shù)據(jù)傳遞給與它們無線相連的設(shè)備中，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。工作在AP模式下的第二WiFi模塊收集與其無線相連的設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)傳遞給核心控制模塊。核心控制模塊將這些數(shù)據(jù)按順序存入到存儲模塊中，然后，F(xiàn)PGA依次將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給接收模塊，接收模塊將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)的接收。從而實現(xiàn)待接入的設(shè)備正常地接入到工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的拓展。
[0006]按上述技術(shù)方案，第一 WiFi模塊采用USR-WIFI232-S模塊。
[0007]本實用新型產(chǎn)生的有益效果是:1)核心控制模塊中采用FPGA，F(xiàn)PGA作為現(xiàn)場可編程門陣列，其內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/o引腳資源，可以在其內(nèi)部構(gòu)造相當多數(shù)量的串口，進而可以連接多個第二 WiFi模塊，突破了現(xiàn)有控制器串口數(shù)量的限制，實現(xiàn)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)拓展。2)采用的第一 WiFi模塊、第二 WiFi模塊體積小，有利于減小整個工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置的體積；功耗低，滿足節(jié)能的要求；穩(wěn)定性好，并可外接天線用來擴大其產(chǎn)生的無線網(wǎng)范圍。
【附圖說明】
[0008]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0009]圖1為本實用新型實施例工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2為本實用新型實施例工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置中FPGA與第一 WiFi模塊、第二WiFi模塊電路連接示意圖；
[0011]圖3為本實用新型實施例工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置中FPGA與單個第二 WiFi模塊硬件連接電路圖；
[0012]圖4為本實用新型實施例工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置中FPGA與存儲單元電路連接示意圖；
[0013]圖5為本實用新型實施例工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0015]本實用新型實施例中，提供一種基于FPGA的工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置，如圖1所示，該裝置包括接收模塊、核心控制模塊、拓展模塊和電源模塊，接收模塊與核心控制模塊之間通過UART連接，核心控制模塊與拓展模塊之間通過UART (通用異步收發(fā)傳輸器)連接，接收模塊、核心控制模塊、拓展模塊分別與電源模塊連接；接收模塊由一個STA模式的第一 WiFi模塊組成，核心控制模塊由FPGA和存儲模塊組成，其中存儲模塊采用MT48LC4M32B2芯片，F(xiàn)PGA采用EP2C35F484C8芯片，拓展模塊由若干個AP模式的第二 WiFi模塊組成；接收模塊用于與工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)路由器互相傳遞數(shù)據(jù)，并通過核心控制模塊與拓展模塊相互傳遞數(shù)據(jù)；拓展模塊用于連接各待接入工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備；工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置在配置時，核心控制模塊中的FPGA用于初始化第一 WiFi和各第二 WiFi模塊，工業(yè)無線網(wǎng)拓展裝置在工作時，核心控制模塊中的FPGA用于控制接收模塊和拓展模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；電源模塊為接收模塊，核心控制模塊和拓展模塊供電。
[0016]通過核心控制模塊中的FPGA，將接收模塊的第一 WiFi模塊的工作模式配置成STA模式，再將拓展模塊中的第二 WiFi模塊的工作模式配置成AP模式。此時，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可以與接收模塊相互傳遞。接收模塊把所接收的數(shù)據(jù)傳遞給核心控制模塊，核心控制模塊發(fā)送給拓展模塊中所有的第二 WiFi模塊，這些工作在AP模式下的第二 WiFi模塊即可以將數(shù)據(jù)傳遞給與它們無線相連的設(shè)備中，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。工作在AP模式下的第二WiFi模塊收集與其無線相連的設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)傳遞給核心控制模塊。核心控制模塊將這些數(shù)據(jù)按順序存入到存儲模塊中，然后，F(xiàn)PGA依次將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給接收模塊，接收模塊將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)的接收。從而實現(xiàn)待接入的設(shè)備正常地接入到工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的拓展。
[0017]進一步地，其中第一 WiFi模塊采用USR-WIFI232-S模塊。
[0018]如圖2所示，第一 WiFi模塊、各第二 WiFi模塊與FPGA分別通過串口相連，并將第一 WiFi模塊、各第二 WiFi模塊的Reset腳和nReload腳分別與FPGA的Reset和設(shè)定好的nReload腳相連。因此FPGA能自由接收第一 WiFi模塊、各第二 WiFi模塊WiFi模塊的數(shù)據(jù)，并通過對Reset腳和nReload腳的輸出電平的控制，起到對第一 WiFi模塊、各第二 WiFi模塊復(fù)位和重置的作用。
[0019]如圖3所示，對于第一 WiFi模塊或單個的第二 WiFi模塊，其UART_TX和UART_RX分別與FPGA對應(yīng)的RX和TX相連，其nLink和nReady腳分別外接LED