一种新型智能无线通信模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型智能无线通信模组，特别涉及物联网和和工业控制等智能化应用领域，具体给出新型智能无线通信模组的设计结构。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术的不断发展和物联网应用的不断拓展，各行业越来越多地将各种事物通过无线方式连接到网络中，实现数据采集和无线控制，包括照明灯、电表、控制设备等。
[0003]目前在物联网技术的应用中，由于无线通信技术本身具有一定的设计门槛，在各行业应用的时候由于无线的复杂性，设计人员难以设计出稳定的无线通信设备和系统从而影响无线技术的推广；同时由于各行业的应用千差万别，某个行业稳定的无线设备可能难以直接应用在其他行业中。现有的无线应用方式通常采用邮票孔封装的小模块通过贴片的方式焊接到应用设备的底板上，这样的方式往往需要对每种设备进行具体的定制，比较繁琐且需要一定的专业知识，应用的灵活性和扩展性比较弱。
[0004]本实用新型提出的一种新型智能无线通信模组，通过创新的设计方法，解决目前物联网应用中的无线装置设计复杂和应用需求众多的问题。通过天线切换设计方式，可以适应从PCB板上的陶瓷天线到外接SMA标准胶棒天线的多种天线接口方式，同时通过51pin的外接贴片座，可以将S0C无线处理器所有的资源引出以满足各种各样的设计需要；同时电源设备的设计独特性使得本模组支持USB供电、外接电源供电和电池供电等多种供电方式，很大程度提高了各类应用扩展的支持。通过将本模组应用到各行业中，只要搭配不同的外壳设计，就可以实现广泛的各行业无线通信的应用产品。
【实用新型内容】
[0005]—种新型智能无线通信模组，包括天线和射频支路切换单元、Atmegal28RFAl无线S0C通信单元、51pin外扩接口单元、USB串口转换单元、供电和切换电路单元、状态指示器单元；其中天线和射频支路切换单元对板载陶瓷天线或者SMA外接胶棒天线通信方式进行切换，选择天线进行数据的接收和发送；Atmegal28RFAl无线S0C通信单元将接收到802.15.4数据帧的芯片进行解调并送入内部的处理器进行帧处理，并将控制命令调制后输出到天线；51pin外扩接口单元包含了芯片的41根引脚引出线和电源线；USB串口转换单元将USB端口信号转化为UART 口信号，并和ATMEGA128RFA1的UART引脚相连，实现在pc端通过虚拟串口和ATMEGA128RFA1通信功能；供电和切换电路单元提供了外接电源端子、AA电池以及USB三种供电方式，并通过微型拨动开关实现不同供电方式的切换；状态指示器由红绿蓝黄4种颜色的LED排列构成，用于指示智能无线模组运行过程中的状态和错误?目息。
[0006]进一步地，所述的天线和射频支路切换单元，包括通过Baiun输出的射频信号走线和通过左转90度引出到陶瓷天线的射频走线，以及通过右转90度引出的到SMA天线座的射频走线，射频走线分离处通过高频耦合电容进行射频连接，并且两边高频耦合电容在分立前的射频走线上焊盘重叠。
[0007]进一步地，所述的51pin外扩接口单元采用间距为1mm的DF9-51贴片母座并采用表面贴片方式与底板焊接，母座上的43个引脚和Atmegal28RFAl中除了芯片射频输出RFP和RFN引脚外的所有引脚逐一连接，其余8个引脚保持留空。
[0008]进一步地，所述的USB串口转换单元，包括MicroUSB接口、CP2102转换芯片和零欧姆电阻，其中的CP2101芯片的RXD和TXD引脚，各自通过一个零欧姆电阻和ATMEGA128RFA1的TXD和RXD连接，实现PC端和ATMEGA 128RFA1处理器进行串口通信功能。
[0009]进一步地，所述的供电和切换电路单元，包括和MicroUSB的5V端口连接的TPS79333芯片、电池盒接口、外接2Pin电源座子；其中TPS79333将5V电源输出转化成
3.3v输出并通过肖特基二极管进一步降压后给系统提供3V电源；外接电源端子和电池盒电源接口并联连接，可以采用电池或者外接接口供电；当拨动开关拨动到第一端口时候接通MicroUSB转化得到的3V电源，拨动开关拨到第二端口时候连接外接电源端子和电池盒提供的电源。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型一种新型智能无线通信模组总体构架框图。
[0011 ] 图2是本实用新型的射频支路切换设计结构图。
[0012]图3是本实用新型的供电切换电路。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图和具体实施实例对本技术方案进行进一步说明。
[0014]如图1所示是一种新型智能无线通信模组的总体设计框图。其天线和射频支路切换单元包含Johanson公司的2450BM15A0002匹配巴伦，将芯片输出的差分射频信号通过匹配巴伦转化成为2.4Ghz的单端输出射频信号，然后通过50欧姆阻抗线引出并通过通过一个2.2pf 0402封装的村田高频电容分成2个分支，两个分支连接在单端输出阻抗线上的焊盘重叠，从而使得应用时候可互斥地选择不同的天线分支，如图2所示。两个射频分支中一个分支将射频信号输入到Johanson公司的2450AT45A100陶瓷天线，该天线具有3.0dbi的峰值增益和l.0dbi的平均增益，从而在应用中可以在不用外接天线的情况下，实现良好的通信性能，而另外一个分支连接在标准的SMA天线座上，可以外接内螺内针的胶棒天线从而达到更好的通信性能。其中的两个射频分支都是采用50欧姆阻抗走线保证射频信号的低损耗传输。
[0015]Atmegal28RFAl无线通信部件米用Atmel公司的Atmegal28RFAl Soc处理器作为核心，其中包含了一个符合IEEE 802.15.4标准的无线收发器，以及一个AVR为内核的单片机，最大速率支持2Mbps。当Atmegal28RFAl的无线收发器接收到802.15.4数据帧的时候，由硬件进行解析生成完整的包送给内部的AVR单片机，而当有数据需要发送的时候，也是通过AVR单片机将数据传输给内部的无线收发器并通过2.4G无线方式发送出去。