[发明专利]基于多通信模式的通用工业远程监控终端

摘要

本发明涉及一种基于多通信模式的通用工业远程监控终端。目前多数生产部门一般选择数传电台、GPRS/CDMA、以太网等数据传输模式中的某一种，但却无法满足实际工业领域中对于数据变量采集的可靠性要求。本发明包括微处理器模块、串口扩展模块、电压监控与复位模块、GPRS模块、CDMA模块和电源模块。微处理器模块包括一片以ARM7为核心的第一微处理器U1，一片片外扩展内存SRAM和一片片外扩展闪存FLASH。微处理器模块选择GPRS、CDMA或数传电台三种通信模式与外界通信。利用本发明设计的通信终端设备构建的通用工业远程监控系统可以最大程度地适应不同网络的接入环境，其可应用于工业生产中的实时数据传输。

主权项

基于多通信模式的通用工业远程监控终端，包括微处理器模块、串口扩展模块、电压监控与复位模块、GPRS模块、CDMA模块和电源模块，其特征在于：所述的微处理器模块包括一片以ARM7为核心的第一微处理器U1，一片片外扩展内存SRAM和一片片外扩展闪存FLASH, 片外扩展内存SRAM和片外扩展闪存FLASH均与第一微处理器U1信号连接，所述第一微处理器U1型号为LPC2290，片外扩展内存SRAM型号为IS61LV6416，片外扩展闪存FLASH型号为SST39VF1601；所述的串口扩展模块包括第一串口扩展芯片U2，第一串口扩展芯片U2的D0～D7端分别与第一微处理器U1的D0～D7端相连，第一串口扩展芯片U2的A0～A3端分别与第一微处理器U1的A1～A4端相连，第一串口扩展芯片U2的WR#端与第一微处理器U1的P3.27端相连，第一串口扩展芯片U2的CS#端与第一微处理器U1的P3.22端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#的一端与第一串口扩展芯片U2的SPI#端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#同时与3.3V电源端相连，第一串口扩展芯片U2的INT0端与第一微处理器U1的P0.16端相连，第一串口扩展芯片U2的INT1端与第一微处理器U1的P0.3端相连，第一串口扩展芯片U2的VCC端与3.3V电源端相连；所述第一串口扩展芯片U2的型号是CH432Q；所述的电压监控与复位模块包括第一复位芯片U3，第一三态输出芯片U4，第一复位按钮S1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3；第一复位按钮S1的一端与地相连，第一复位按钮S1的另一端与第一复位芯片U3的MR端相连，第一复位芯片U3的PFI端、GND端都与地相连，第一复位芯片U3的VCC端与电源相连，第一电阻R1的一端与第一复位芯片U3的RST一端相连，第一电阻R1的另一端与地相连，第一三态输出芯片U4的OE1端、OE2端与第一电阻R1的一端相连，第一三态输出芯片U4的A1端、A2端、GND端都与地相连，第一三态输出芯片U4的VCC端与电源端相连，第一三态输出芯片U4的Y1端与第二电阻R2的一端相连，第一三态输出芯片U4的Y2端与第三电阻R3的一端相连，第二电阻R2的另一端与第一微处理器U1的nRST端相连，第三电阻R3的另一端与第一微处理器U1的nTRST端相连；所述第一复位芯片U3的型号是SP708S,所述第一三态输出芯片U4的型号是74HC125；所述的GPRS模块包括第一三极管Q1、第一发光二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一GPRS单元U5和第一SIM卡插槽U6；第四电阻R4的一端与4.2V电源端相连，另一端与第一发光二极管D1的正极相连，第一发光二极管D1的负端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与地相连，第一三极管Q1的基极与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一GPRS模块U5的BU端相连，第一电容C1的一端与地相连，另一端与第一GPRS模块U5的AUXI端相连，第一GPRS模块U5的VABT端与4.2V电源端相连，第六电阻R6的一端与第一GPRS模块U5的VRSIM端相连，第六电阻R6的另一端与第一SIM卡插槽U6的I/O端相连，第七电阻R7的一端与第六电阻R6的一端相连，另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与地相连，第一SIM卡插槽U6的GND端与地相连，第一SIM卡插槽U6的VPP端与第一GPRS模块U5的SIM_IO端相连，第一SIM卡插槽U6的VCC端与4.2V电源端相连，第一SIM卡插槽U6的RST端与第一GPRS模块U5的SIM_RST端相连，第一SIM卡插槽U6的CLK端与第一GPRS模块U5的SIM_CLK端相连，第八电阻R8的一端与第一GPRS模块U5的TXD端相连，另一端与第一微处理器U1的P0.0端相连；所述第一三极管Q1是BC847，所述第一发光二极管的型号是0805，所述第一GPRS单元U5的型号是M22A；所述的CDMA模块包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一CDMA单元U7和第一UIM卡插槽U8；第二三极管Q2的基极与第一微处理器U1的P0.29端相连，第二三极管Q2的发射极与地相连，第二三极管Q2的集电极与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与地相连，第三三极管Q3的基极与第一微处理器U1的P0.30端相连，第三三极管Q3的发射极与地相连，第三三极管Q3的集电极与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与地相连，第四三极管Q4的基极与第一微处理器U1的P3.29端相连，第四三极管Q4的发射极与地相连，第四三极管Q4的集电极与第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端与地相连，第七电容C7的一端与地相连，第七电容C7的另一端与第一CDMA单元U7的VCOIN端相连，第一CDMA单元U7的TEAM_ON端与第三电容C3的一端相连，第一CDMA单元U7的RESET端与第四电容的一端相连，第一CDMA单元U7的MODEM_WAKEUP端与第六电容C6的一端相连，第五电容C5的一端与地相连，第五电容的另一端与第一CDMA单元U7的VDD‑RTC端相连，第一CDMA单元U7的VBAT端与3.8V电源端相连，第十一电阻R11的一端与第一CDMA单元U7的TXD_IN端相连，第十一电阻R11的另一端与第一微处理器U1的P0.8端相连，第十二电阻R12的一端与第一CDMA单元U7的/CTS_OUT端相连，第十二电阻R12的另一端与第一微处理器U1的P0.11端相连，第十三电阻R13的一端与第一CDMA单元U7的/DCD端相连，第十三电阻R13的另一端与第一微处理器U1的P0.10端相连，第九电阻R9的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的CLK端相连，第十电阻R10的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的DATA端相连，第十四电阻R14的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_RST端相连，第十四电阻R14的另一端与第一UIM卡插槽U8的RST端相连，第一CDMA单元U7的VEGA_RUIM端与第一UIM卡插槽U8的VCC端相连，第一CDMA单元U7的GND端与第一UIM卡插槽GND端都与地端相连，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的型号均是BC847，所述第一CDMA单元U8的型号是MC323；所述的电源模块包括提供+5V、+4.2V和+3.8V电压的第一电源模块， 提供+3.3V和+1.8V电压的第二电源模块；第一电源模块包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关电源芯片U9、第二开关电源芯片U10、第三开关电源芯片U11；第八电容C8的一端外接12V电源，另一端与地相连，第一开关电源芯片U9的+VIN端接12V电源，第十五电阻R15的一端与地相连，另一端与第九电容C9的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关电源芯片U9的Feed back端连接；第一电感L1的一端与第一开关电源芯片U9的Out put端、第二二极管D2的负极端连接，第一电感L1的另一端输出+5V电源，并与第九电容C9的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十电容C10的一端连接，第十电容C10的另一端、第二二极管D2的正极端、第一开关电源芯片U9的ON/OFF端、第一开关电源芯片U9的GND端均接地；第十一电容C11的一端外接12V电源，另一端与地相连，第二开关电源芯片U10的+VIN端接12V电源，第十七电阻R17的一端与地相连，另一端与第十二电容C12的一端、第十八电阻R18的一端、第二开关电源芯片U10的Feed back端连接；第二电感L2的一端与第二开关电源芯片U10的Out put端、第三二极管D3的负极端连接，第二电感L2的另一端输出+4.2V电源，并与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的另一端、第十二电容C12的一端连接，第十二电容C12的另一端、第三二极管D3的正极端、第二开关电源芯片U10的ON/OFF端、第二开关电源芯片U10的GND端均接地；第十四电容C14的一端外接+12V电源，第十四电容C14的另一端与地相连，第三开关电源芯片U11的+VIN端与+12V电源相连，第三电感L3的一端与第三开关电源芯片U11的Out put端相连，另一端与输出+3.8V电源，第四二极管D4的负极端与第三电感L3的一端相连，第十五电容C15的一端与第三开关电源芯片U11的Feed back端、第三电感L3的另一端相连，第四二极管D4的正极端、第十五电容C15的另一端、第三开关电源芯片U11的ON/OFF端、第三开关电源芯片U11的GND端都与地端相连；所述第一开关电源芯片U9和第二开关电源芯片U10的型号均是LM2596‑5，第三开关电源芯片U11的型号是LM2596T‑ADJ；第二电源模块包括第十六电容C16、第十七电容C17、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一低压差线性稳压器U12和第二低压差线性稳压器U13；第十九电阻R19的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的GND端相连，第二十电阻R20的另一端与第十九电阻R19的一端相连，第二十电阻R20的另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连并输出3.3V电源，第一低压差线性稳压器U12的VIN端与+5V电源端相连，第十六电容C16的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连；第二十一电阻R21的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的GND端相连，第二十二电阻R22的一端与第二十一电阻R21的另一端相连，第二十二电阻R22的另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连并输出1.8V电源，第二低压差线性稳压器U13的VIN端与+5V电源端相连，第十七电容C17的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连，所述第一低压差线性稳压器U12的型号是LM1117‑3.3，所述第二低压差线性稳压器U13的型号是LM1117‑1.8。