一種新型智能無線通信模組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型智能無線通信模組，特別涉及物聯(lián)網(wǎng)和和工業(yè)控制等智能化應用領域，具體給出新型智能無線通信模組的設計結構。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的不斷發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應用的不斷拓展，各行業(yè)越來越多地將各種事物通過無線方式連接到網(wǎng)絡中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和無線控制，包括照明燈、電表、控制設備等。
[0003]目前在物聯(lián)網(wǎng)技術的應用中，由于無線通信技術本身具有一定的設計門檻，在各行業(yè)應用的時候由于無線的復雜性，設計人員難以設計出穩(wěn)定的無線通信設備和系統(tǒng)從而影響無線技術的推廣；同時由于各行業(yè)的應用千差萬別，某個行業(yè)穩(wěn)定的無線設備可能難以直接應用在其他行業(yè)中?，F(xiàn)有的無線應用方式通常采用郵票孔封裝的小模塊通過貼片的方式焊接到應用設備的底板上，這樣的方式往往需要對每種設備進行具體的定制，比較繁瑣且需要一定的專業(yè)知識，應用的靈活性和擴展性比較弱。
[0004]本實用新型提出的一種新型智能無線通信模組，通過創(chuàng)新的設計方法，解決目前物聯(lián)網(wǎng)應用中的無線裝置設計復雜和應用需求眾多的問題。通過天線切換設計方式，可以適應從PCB板上的陶瓷天線到外接SMA標準膠棒天線的多種天線接口方式，同時通過51pin的外接貼片座，可以將S0C無線處理器所有的資源引出以滿足各種各樣的設計需要；同時電源設備的設計獨特性使得本模組支持USB供電、外接電源供電和電池供電等多種供電方式，很大程度提高了各類應用擴展的支持。通過將本模組應用到各行業(yè)中，只要搭配不同的外殼設計，就可以實現(xiàn)廣泛的各行業(yè)無線通信的應用產(chǎn)品。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]—種新型智能無線通信模組，包括天線和射頻支路切換單元、Atmegal28RFAl無線S0C通信單元、51pin外擴接口單元、USB串口轉換單元、供電和切換電路單元、狀態(tài)指示器單元；其中天線和射頻支路切換單元對板載陶瓷天線或者SMA外接膠棒天線通信方式進行切換，選擇天線進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；Atmegal28RFAl無線S0C通信單元將接收到802.15.4數(shù)據(jù)幀的芯片進行解調(diào)并送入內(nèi)部的處理器進行幀處理，并將控制命令調(diào)制后輸出到天線；51pin外擴接口單元包含了芯片的41根引腳引出線和電源線；USB串口轉換單元將USB端口信號轉化為UART 口信號，并和ATMEGA128RFA1的UART引腳相連，實現(xiàn)在pc端通過虛擬串口和ATMEGA128RFA1通信功能；供電和切換電路單元提供了外接電源端子、AA電池以及USB三種供電方式，并通過微型撥動開關實現(xiàn)不同供電方式的切換；狀態(tài)指示器由紅綠藍黃4種顏色的LED排列構成，用于指示智能無線模組運行過程中的狀態(tài)和錯誤?目息。
[0006]進一步地，所述的天線和射頻支路切換單元，包括通過Baiun輸出的射頻信號走線和通過左轉90度引出到陶瓷天線的射頻走線，以及通過右轉90度引出的到SMA天線座的射頻走線，射頻走線分離處通過高頻耦合電容進行射頻連接，并且兩邊高頻耦合電容在分立前的射頻走線上焊盤重疊。
[0007]進一步地，所述的51pin外擴接口單元采用間距為1mm的DF9-51貼片母座并采用表面貼片方式與底板焊接，母座上的43個引腳和Atmegal28RFAl中除了芯片射頻輸出RFP和RFN引腳外的所有引腳逐一連接，其余8個引腳保持留空。
[0008]進一步地，所述的USB串口轉換單元，包括MicroUSB接口、CP2102轉換芯片和零歐姆電阻，其中的CP2101芯片的RXD和TXD引腳，各自通過一個零歐姆電阻和ATMEGA128RFA1的TXD和RXD連接，實現(xiàn)PC端和ATMEGA 128RFA1處理器進行串口通信功能。
[0009]進一步地，所述的供電和切換電路單元，包括和MicroUSB的5V端口連接的TPS79333芯片、電池盒接口、外接2Pin電源座子；其中TPS79333將5V電源輸出轉化成
3.3v輸出并通過肖特基二極管進一步降壓后給系統(tǒng)提供3V電源；外接電源端子和電池盒電源接口并聯(lián)連接，可以采用電池或者外接接口供電；當撥動開關撥動到第一端口時候接通MicroUSB轉化得到的3V電源，撥動開關撥到第二端口時候連接外接電源端子和電池盒提供的電源。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型一種新型智能無線通信模組總體構架框圖。
[0011 ] 圖2是本實用新型的射頻支路切換設計結構圖。
[0012]圖3是本實用新型的供電切換電路。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合附圖和具體實施實例對本技術方案進行進一步說明。
[0014]如圖1所示是一種新型智能無線通信模組的總體設計框圖。其天線和射頻支路切換單元包含Johanson公司的2450BM15A0002匹配巴倫，將芯片輸出的差分射頻信號通過匹配巴倫轉化成為2.4Ghz的單端輸出射頻信號，然后通過50歐姆阻抗線引出并通過通過一個2.2pf 0402封裝的村田高頻電容分成2個分支，兩個分支連接在單端輸出阻抗線上的焊盤重疊，從而使得應用時候可互斥地選擇不同的天線分支，如圖2所示。兩個射頻分支中一個分支將射頻信號輸入到Johanson公司的2450AT45A100陶瓷天線，該天線具有3.0dbi的峰值增益和l.0dbi的平均增益，從而在應用中可以在不用外接天線的情況下，實現(xiàn)良好的通信性能，而另外一個分支連接在標準的SMA天線座上，可以外接內(nèi)螺內(nèi)針的膠棒天線從而達到更好的通信性能。其中的兩個射頻分支都是采用50歐姆阻抗走線保證射頻信號的低損耗傳輸。
[0015]Atmegal28RFAl無線通信部件米用Atmel公司的Atmegal28RFAl Soc處理器作為核心，其中包含了一個符合IEEE 802.15.4標準的無線收發(fā)器，以及一個AVR為內(nèi)核的單片機，最大速率支持2Mbps。當Atmegal28RFAl的無線收發(fā)器接收到802.15.4數(shù)據(jù)幀的時候，由硬件進行解析生成完整的包送給內(nèi)部的AVR單片機，而當有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的時候，也是通過AVR單片機將數(shù)據(jù)傳輸給內(nèi)部的無線收發(fā)器并通過2.4G無線方式發(fā)送出去。