专利名称：基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种网络传输设备。
背景技术：
现代的通信网络技术发展迅速，多种监控系统都需要通过各种通信网络实现数据
的传输和测量。包括多种有线和无线的通信网络传输。通过这些传输线可以实现测量或监
控数据的近距离或远距离通信，为现代通信网络的形成提供主要的桥梁。 有线的通信网络传输包括市话网络传输、RS232总线传输、RS485总线传输、USB
传输、以太网传输；其中市话网络传输可以实现远距离的通信，借助电话以及电话网络通过
MODEM可以实现计算机的程控通信。RS232总线、USB总线、以太网传输是近距离传输的主
要通信方式。 无线通信网络传输包括GPS、 GPRS、 zigbee网络传输。 全球定位系统(GPS)是目前应用最为广泛的定位技术。以GPS为代表的卫星导航 应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。随着技术的进步、应用需求的增加， GPS以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密 测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使GPS成为继蜂窝移动通信和互联网 之后的全球第三个1T经济新增长点。 GPRS网络覆盖范围广，性能较为完善。GPRS通信网本身具有较强的数据纠错能 力，数据传输率较高，可达128Kbit/s，能够保证数据传输的可靠性和实时性。GPRS在充分 利用现有GSM网络的基础上，通过添加GGSN和SGSN实现数据的分组传输，可以与Internet 以GGlSN(GatewayGPRS Support Node,网关支持节点)相连，构成"中心计算机一多个用户 点"的组网方式，它具有资源利用率高，传输速率高，支持协议和X. 25协议，以及网络覆盖广 等技术优势。 zigBee具有高通信效率，低复杂度，低功耗，低速率，低成本，高安全性以及全数字 化等诸多优点，这些优点使得zigBee和无线传感器网络完美的结合在一起。zigBee的主要 研究领域如下(l)在工业领域利用传感器和zigBee网络，使得数据的自动采集、分析和 处理变得更加容易，可以作为决策辅助系统的重要组成部分。(2)在汽车上主要是传递信 息的通用传感器。由于很多传感器只能内置在飞转的车轮或者发动机中，比如轮胎压力监 测系统，这就要求内置的无线通信设备使用的电池有较长的寿命(大于或等于轮胎本身的 寿命)，同时应该克服嘈杂的环境和金属结构对电磁波的屏蔽效应。(3)在精确农业传统 农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备，主要依靠人力监测作物的生长状况。采用 了传感器和zigBee网络后，农业将可以逐渐地转向以信息和软件为中心的生产模式，使用 更多的自动化、网络化、智能化和远程控制的设备来耕种。(4)在家庭和楼宇自动化领域 家庭自动化系统作为电子技术的集成被得到迅速扩展。易于进入、简单明了和廉价的安装
成本等成了驱动自动化居家和建筑开发和应用无线技术的主要动因。(5)在医学领域将 借助于各种传感器和zigBee网络，准确而且实时地监测病人的血压、体温和心跳速度等信
3息，从而减少医生查房的工作负担，有助于医生作出快速的反应，特别是对重病和病危患者 的监护和治疗。(6)在消费和家用自动化市场可以联网的家用设备有电视、录像机、无线 耳机、PC外设(键盘和鼠标等)、运动与休闲器械、儿童玩具、游戏机、窗户和窗帘、照明设 备、空调系统和其它家用电器等。近年来，由于无线技术的灵活性和易用性，无线消费电子 产品已经越来越普遍、越来越重要。(7)在遥控方面遥控器接口采用的无线传送规格为
zigBee也利用的"IEEE802. 15. 4"。无线频率为2. 4GHz频带，遥控器信号接收距离与红外 线遥控器同为"7m"。 (8)在电力面zigBee技术是一种先进的无线通信技术，且日趋成熟， 在抄表与系统控制领域具有良好的发展前景。现在开始着手制定基于zigBee技术的ARM 国家标准是适时的，对指导抄表与系统控制行业的发展，具有重要的推动作用和现实意义。 现有的网络传输设备存在的缺陷仅能满足某种特定有线或无线网络传输的要 求，不能兼容各种无线和有线网络的传输，适用性差。
发明内容为了克服已有的网络传输设备的仅能满足某种特定有线或无线网络传输的要求、 不能兼容各种无线和有线网络的传输、适用性差的不足，本实用新型提供一种能够满足多 种有线和无线网络传输的要求，具有良好的适用性的基于串口扩展和无线定位技术的网络 传输设备。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 —种基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，包括控制器MCU和串口扩展 芯片，所述控制器MCU连接所述串口扩展芯片，所述串口扩展芯片连接用以控制GPS模块实 现GPS的信息读取的GPS接口 、用以实现标准的RS232传输的MODEM或PC控制口以及用以 控制USB转换芯片实现USB接口传输的USB接口 。 作为优选的一种方案所述串口扩展芯片还包括用以控制zigbee模块实现
zigbee模块的控制和传输的zigbee控制口 。该方案增加了 zigbee无线网络通信功能。 作为优选的再一种方案所述串口扩展芯片还包括用以控制以太网转换芯片实现
以太网络的接口传输的以太网接口。该方案增加了以太网数据传输功能。 作为优选的再一种方案所述串口扩展芯片还包括用以控制RS485接口芯片实现
了 RS485网络总线传输的RS485接口 。该方案增加了 RS485数据传输功能。 作为优选的再另一种方案所述串口扩展芯片还包括用以控制GPRS模块实现
GPRS模块的控制和传输的GPRS控制口。该方案增加了 GPRS无线网络通信功能。 本实用新型的有益效果主要表现在1、能够满足多种有线和无线网络传输的要
求，具有良好的适用性；2、实现了数据在不同的通信网络中的传输，为分布式监控系统的数
据传输提供了很好的通信传输平台。
图1是基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备的外形示意图。 图2是基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。 参照图1和图2，一种基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，包括控制器 MCU1和串口扩展芯片2，所述控制器MCU1连接所述串口扩展芯片2，所述串口扩展芯片2 连接用以控制GPS模块实现GPS的信息读取的GPS接口 3、用以实现标准的RS232传输的 MODEM或PC控制口 4以及用以控制USB转换芯片实现USB接口传输的USB接口 5。 所述串口扩展芯片还包括用以控制zigbee模块实现zigbee模块的控制和传输的 zigbee控制口 6、用以控制以太网转换芯片实现以太网络的接口传输的以太网接口 7、用以 控制RS485接口芯片实现了 RS485网络总线传输的RS485接口 8以及用以控制GPRS模块 实现GPRS模块的控制和传输的GPRS控制口 9。 其中，可以选用zigbee控制口 6、以太网接口 7、RS485接口 8和GPRS控制口 9中 的一个或多个接口，以实现不同的网络传输功能。 本实施例通过串行口扩展技术实现了一个控制器MCU对多个串口的控制，通过赋
予每个串口不同的传输控制功能，从而实现了数据在不同的通信网络中的传输，为分布式
监控系统的数据传输提供了很好的通信传输平台。 在这里介绍一下每个串口的功能以及硬件实施方案 第一个串口实现标准的RS232传输，通过RS232传输线可以实现与PC机相连，完 成标准的RS232总线传输，也可以通过该串口控制MODEM,采用AT指令实现PSTN网络的传 输，这为远距离的通信提供了一种有效的传输网络。 第二个串口控制USB转换芯片实现USB接口传输，通过USB传输可以实现与PC机
相连，通过提供的USB接口驱动软件，可以实现PC机与监测网络的数据通信。由于现在的
笔记本电脑串口很少提供，USB接口是主流，因此该通信方式是非常实用的。 第三个串口控制GPS模块实现GPS的信息读取。通过GPS网络将监测点的位置信
息通过串口读取到控制器MCU中，控制器MCU可以通过选择不同的传输网络发送到监控系
统的控制中心，为分布式监测网络的定点监测提供了定点监测点的位置信息。 第四个串口控制zigbee模块实现zigbee模块的控制和传输。通过三个以上该设
备就可以实现zigbee组网数据传输。 第五个串口控制以太网转换芯片实现了以太网络的接口传输。通过以太网络可以 实现INTERNET网络的数据传输。第六个串口控制RS485接口芯片实现了 RS485网络总线传输。通过RS485网络可
以将数据传输到上千米远的距离，同时也可以实现RS485网络的组网测量。 第七个串口控制GPRS模块实现GPRS无线网络的接口传输。通过GPRS无线网络
实现无线数据传输。 通过人机交互界面，可以实现多种通信网络的选择，将通信网络和数据信息显示 在LCD上，为人性化设计提供了很好的方案。 该电路结构精简可靠，通过一个MCU可同时实现多种网络的数据传输，同时提供 了多种传输接口 ，为监测设备与PC机的连接提供了很多便利，也为实际的PC机应用软件带 来了很大的便利。该设备的创新设计为实际的分布式网络监控系统提供了很好的传输平
权利要求一种基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征在于所述网络传输设备包括控制器MCU和串口扩展芯片，所述控制器MCU连接所述串口扩展芯片，所述串口扩展芯片连接用以控制GPS模块实现GPS的信息读取的GPS接口、用以实现标准的RS232传输的MODEM或PC控制口以及用以控制USB转换芯片实现USB接口传输的USB接口。
2. 如权利要求1所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征在于 所述串口扩展芯片还包括用以控制zigbee模块实现zigbee模块的控制和传输的zigbee 控制口。
3. 如权利要求1所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征在于 所述串口扩展芯片还包括用以控制以太网转换芯片实现以太网络的接口传输的以太网接□。
4. 如权利要求2所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征在于 所述串口扩展芯片还包括用以控制以太网转换芯片实现以太网络的接口传输的以太网接□。
5. 如权利要求l-4之一所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特 征在于所述串口扩展芯片还包括用以控制RS485接口芯片实现了 RS485网络总线传输的 RS485接□。
6. 如权利要求l-4之一所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征 在于所述串口扩展芯片还包括用以控制GPRS模块实现GPRS模块的控制和传输的GPRS控 制口。
7. 如权利要求5所述的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，其特征在于 所述串口扩展芯片还包括用以控制GPRS模块实现GPRS模块的控制和传输的GPRS控制口 。
专利摘要一种基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备，包括控制器MCU和串口扩展芯片，所述控制器MCU连接所述串口扩展芯片，所述串口扩展芯片连接用以控制GPS模块实现GPS的信息读取的GPS接口、用以实现标准的RS232传输的MODEM或PC控制口以及用以控制USB转换芯片实现USB接口传输的USB接口。本实用新型提供一种能够满足多种有线和无线网络传输的要求，具有良好的适用性的基于串口扩展和无线定位技术的网络传输设备。
文档编号G01S5/14GK201499304SQ20092030467
公开日2010年6月2日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者何洁, 金晖 申请人:浙江大学城市学院