一种基于fpga的工业无线网拓展装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工业无线网拓展装置领域，尤其涉及一种基于FPGA的工业无线网拓展装置。
【背景技术】
[0002]目前，工业上采用的无线网络路由器在连接设备上存在数量限制。这是由于当前无线网络路由器采用的是SSID技术，即将一个无线局域网分为几个需要不同身份验证的子网络技术，每一个子网络都需要独立的身份验证，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的子网络。而对于单个的工业无线网络路由器，其SSID通常只有四个，并且每个SSID最多只能接收32个用户，这样极大的限制了用户的接入个数。而目前现有的无线网络拓展装置，由于其控制器串口数量的限制，不能大规模的拓展接入的设备数，满足不了大型工业控制、管理的需要。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术中的问题，提供一种基于FPGA的工业无线网拓展装置，有利于减小整个装置的体积；功耗低，满足节能的要求；稳定性好，并可外接天线用来扩大其产生的无线网范围。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于FPGA的工业无线网拓展装置，该装置包括接收模块、核心控制模块、拓展模块和电源模块，接收模块与核心控制模块之间通过UART连接，核心控制模块与拓展模块之间通过UART (通用异步收发传输器)连接，接收模块、核心控制模块、拓展模块分别与电源模块连接；接收模块由一个STA模式的第一 WiFi模块组成，核心控制模块由FPGA和存储模块组成，其中存储模块采用MT48LC4M32B2芯片，FPGA采用EP2C35F484C8芯片，拓展模块由若干个AP模式的第二 WiFi模块组成；接收模块用于与工业无线网络路由器互相传递数据，并通过核心控制模块与拓展模块相互传递数据；拓展模块用于连接各待接入工业无线网络的设备；工业无线网拓展装置在配置时，核心控制模块中的FPGA用于初始化第一 WiFi和各第二 WiFi模块，工业无线网拓展装置在工作时，核心控制模块中的FPGA用于控制接收模块和拓展模块之间的数据传输；电源模块为接收模块，核心控制模块和拓展模块供电。
[0005]通过核心控制模块中的FPGA，将接收模块的第一 WiFi模块的工作模式配置成STA模式，再将拓展模块中的第二 WiFi模块的工作模式配置成AP模式。此时，工业无线网络的数据可以与接收模块相互传递。接收模块把所接收的数据传递给核心控制模块，核心控制模块发送给拓展模块中所有的第二 WiFi模块，这些工作在AP模式下的第二 WiFi模块即可以将数据传递给与它们无线相连的设备中，完成数据的发送。工作在AP模式下的第二WiFi模块收集与其无线相连的设备发送的数据，再把数据传递给核心控制模块。核心控制模块将这些数据按顺序存入到存储模块中，然后，FPGA依次将这些数据发送给接收模块，接收模块将这些数据发送给工业无线网络，完成数据的接收。从而实现待接入的设备正常地接入到工业无线网络中，实现工业无线网络的拓展。
[0006]按上述技术方案，第一 WiFi模块采用USR-WIFI232-S模块。
[0007]本实用新型产生的有益效果是:1)核心控制模块中采用FPGA，FPGA作为现场可编程门阵列，其内部有丰富的触发器和I/o引脚资源，可以在其内部构造相当多数量的串口，进而可以连接多个第二 WiFi模块，突破了现有控制器串口数量的限制，实现大规模的网络拓展。2)采用的第一 WiFi模块、第二 WiFi模块体积小，有利于减小整个工业无线网拓展装置的体积；功耗低，满足节能的要求；稳定性好，并可外接天线用来扩大其产生的无线网范围。
【附图说明】
[0008]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0009]图1为本实用新型实施例工业无线网拓展装置的系统结构框图；
[0010]图2为本实用新型实施例工业无线网拓展装置中FPGA与第一 WiFi模块、第二WiFi模块电路连接示意图；
[0011]图3为本实用新型实施例工业无线网拓展装置中FPGA与单个第二 WiFi模块硬件连接电路图；
[0012]图4为本实用新型实施例工业无线网拓展装置中FPGA与存储单元电路连接示意图；
[0013]图5为本实用新型实施例工业无线网拓展装置的工作原理图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]本实用新型实施例中，提供一种基于FPGA的工业无线网拓展装置，如图1所示，该装置包括接收模块、核心控制模块、拓展模块和电源模块，接收模块与核心控制模块之间通过UART连接，核心控制模块与拓展模块之间通过UART (通用异步收发传输器)连接，接收模块、核心控制模块、拓展模块分别与电源模块连接；接收模块由一个STA模式的第一 WiFi模块组成，核心控制模块由FPGA和存储模块组成，其中存储模块采用MT48LC4M32B2芯片，FPGA采用EP2C35F484C8芯片，拓展模块由若干个AP模式的第二 WiFi模块组成；接收模块用于与工业无线网络路由器互相传递数据，并通过核心控制模块与拓展模块相互传递数据；拓展模块用于连接各待接入工业无线网络的设备；工业无线网拓展装置在配置时，核心控制模块中的FPGA用于初始化第一 WiFi和各第二 WiFi模块，工业无线网拓展装置在工作时，核心控制模块中的FPGA用于控制接收模块和拓展模块之间的数据传输；电源模块为接收模块，核心控制模块和拓展模块供电。
[0016]通过核心控制模块中的FPGA，将接收模块的第一 WiFi模块的工作模式配置成STA模式，再将拓展模块中的第二 WiFi模块的工作模式配置成AP模式。此时，工业无线网络的数据可以与接收模块相互传递。接收模块把所接收的数据传递给核心控制模块，核心控制模块发送给拓展模块中所有的第二 WiFi模块，这些工作在AP模式下的第二 WiFi模块即可以将数据传递给与它们无线相连的设备中，完成数据的发送。工作在AP模式下的第二WiFi模块收集与其无线相连的设备发送的数据，再把数据传递给核心控制模块。核心控制模块将这些数据按顺序存入到存储模块中，然后，FPGA依次将这些数据发送给接收模块，接收模块将这些数据发送给工业无线网络，完成数据的接收。从而实现待接入的设备正常地接入到工业无线网络中，实现工业无线网络的拓展。
[0017]进一步地，其中第一 WiFi模块采用USR-WIFI232-S模块。
[0018]如图2所示，第一 WiFi模块、各第二 WiFi模块与FPGA分别通过串口相连，并将第一 WiFi模块、各第二 WiFi模块的Reset脚和nReload脚分别与FPGA的Reset和设定好的nReload脚相连。因此FPGA能自由接收第一 WiFi模块、各第二 WiFi模块WiFi模块的数据，并通过对Reset脚和nReload脚的输出电平的控制，起到对第一 WiFi模块、各第二 WiFi模块复位和重置的作用。
[0019]如图3所示，对于第一 WiFi模块或单个的第二 WiFi模块，其UART_TX和UART_RX分别与FPGA对应的RX和TX相连，其nLink和nReady脚分别外接LED