多功能路由器的制作方法

本实用新型涉及通信设备领域，特别涉及一种多功能路由器。

背景技术：

路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层(数据链路层)，而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。传统路由器的电路部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统交换机的电路部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能和防止信号干扰功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的多功能路由器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多功能路由器，包括主控制器、SPI接口、RS232接口、USB接口、无线通信模块、串口电平转换电路和供电模块，所述SPI接口、RS232接口、USB接口、无线通信模块和供电模块均与所述主控制器连接，所述串口电平转换电路与所述RS232接口连接；

所述串口电平转换电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第一电阻、第一电容、第二电阻、第三电阻、第二三极管、第四电阻、拨动开关、第五电阻、第六电阻、第三二极管和外接串口，所述第一三极管的集电极分别与RS232_TX信号端和所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一二极管的阳极、第二二极管的阳极和第一电容的一端连接，所述第二二极管的阴极和第一电容的另一端均接地，所述第一二极管的阴极分别与RS232_RX信号端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极分别与所述第四电阻的一端和拨动开关的动端连接，所述第一三极管的发射极和第四电阻的另一端均与所述主控制器的电平输出端连接，所述拨动开关的一个不动端与所述第五电阻的一端连接，所述拨动开关的另一个不动端与所述第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均与所述外接串口的第二引脚连接，所述外接串口的第一引脚与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述主控制器的电平输出端连接，所述外接串口的第三引脚分别与所述第三电阻的一端和第二三极管的集电极连接，所述第三二极管的型号为S-153T。

在本实用新型所述的多功能路由器中，所述串口电平转换电路还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第七电阻的另一端与所述外接串口的第三引脚连接，所述第七电阻的阻值为37kΩ。

在本实用新型所述的多功能路由器中，所述串口电平转换电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容的电容值为370pF。

在本实用新型所述的多功能路由器中，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管。

在本实用新型所述的多功能路由器中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的多功能路由器，具有以下有益效果：由于设有主控制器、SPI接口、RS232接口、USB接口、无线通信模块、串口电平转换电路和供电模块；串口电平转换电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第一电阻、第一电容、第二电阻、第三电阻、第二三极管、第四电阻、拨动开关、第五电阻、第六电阻、第三二极管和外接串口，该串口电平转换电路相对于传统路由器的电路部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型多功能路由器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中串口电平转换电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型多功能路由器实施例中，该多功能路由器的结构示意图如图1所示。图1中，该多功能路由器包括主控制器1、SPI接口2、RS232接口3、USB接口4、无线通信模块5、串口电平转换电路6和供电模块7，其中，SPI接口2、RS232接口3、USB接口4、无线通信模块5和供电模块7均与主控制器1连接，串口电平转换电路6与RS232接口3连接。

本实施例中，RS232接口3可以外接除USB以外的设备，由于RS232接口3进行多功能路由器的扩展，使得多功能路由器能够挂载除USB接口4以外的设备，如环境监测设备和传感器等，从而达到实时监测多功能路由器的使用环境的目的。串口电平转换电路6通过进行电平转换，可以满足与所连接的设备的正常通信，保证数据传输的可靠性。供电模块7用于对主控制器1进行供电，以保证该多功能路由器的正常工作。

本实施例中，上述无线通信模块5为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中串口电平转换电路的电路原理图，图2中，该串口电平转换电路6包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二三极管Q2、第四电阻R4、拨动开关SW1、第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和外接串口J1，其中，第一三极管Q1的集电极分别与RS232_TX信号端和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极和第一电容C1的一端连接，第二二极管D2的阴极和第一电容C1的另一端均接地，第一二极管D1的阴极分别与RS232_RX信号端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第一三极管Q1的基极分别与第四电阻R4的一端和拨动开关SW1的动端连接，第一三极管Q1的发射极和第四电阻R4的另一端均与主控制器1的电平输出端PWR连接，拨动开关SW1的一个不动端与第五电阻R5的一端连接，拨动开关SW1的另一个不动端与第六电阻R6的一端连接，第五电阻R5的另一端和第六电阻R6的另一端均与外接串口J1的第二引脚连接，外接串口J1的第一引脚与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与主控制器1的电平输出端PWR连接，外接串口J1的第三引脚分别与第三电阻R3的一端和第二三极管Q2的集电极连接。

该串口电平转换电路6相对于传统路由器的电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三二极管D3为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三二极管D3的型号为S-153T，当然，在实际应用中，第三二极管D3也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施方式中，外接串口J1连接被开发主板，外接串口J1的第一引脚(直流电输入端)为主控制器1的电平输出端PWR，主控制器1的输出电平有3.3V和5V两种。UART_TX信号端和UART_RX信号端通过电平转换模块分别连接RS232_TX信号端和RS232_RX信号端，进行UART电平信号与RS232信号之间的转换。电平转换模块可以根据3.3V或5V的主控制器1的电平输出端PWR选择不同的电平转换模块进行3.3V电平转RS232电平或5V电平转RS232电平。

根据主控制器1的输出电平的改变，拨动开关SW1在第五电阻R5和第六电阻R6之间的切换，可实现不同的主控制器1的输出电平与RS232电平之间的转换。

本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1和第二二极管D2构成电平转换电路。第一三极管Q1的型号为2N5401，第二三极管Q2的型号为2N5551，第一二极管D1和第二二极管D2型号为1N4148WS。

本实施方式中，当主控制器1输出的COMS电平为3.3V时，将拨动开关SW1连通第五电阻R5和第一三极管Q1的基极，进行3.3V电平与RS232电平之间的转换；当主控制器1输出的COMS电平为5V时，将拨动开关SW1连通第六电阻R6和第一三极管Q1的基极，进行5V电平与RS232电平之间的转换。

利用该电平转换模块进行COMS电平与RS232电平之间的转换时，只需要对拨动开关SW1进行操作，便可以方便快捷的对电路进行修改，满足3.3V与5V转换为RS232电平时对电平转换模块的不同需要。利用该串口电平转换电路6，不仅可以减少开发人员的工作量，而且对该串口电平转换电路的修改方便快捷，减少混淆转换电路的机会，降低开发工作的出错风险，提高开发效率。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为NPN型三极管，第二三极管Q2也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该串口电平转换电路6还包括第七电阻R7，第七电阻R7的一端与第二三极管Q2的集电极连接，第七电阻R7的另一端与外接串口J1的第三引脚连接。第七电阻R7为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七电阻R7的阻值为37kΩ，当然，在实际应用中，第七电阻R7的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该串口电平转换电路6还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第二电容C2的另一端接地。第二电容C2为旁路电容，用于对高频信号进行旁路，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电容C2的电容值为370pF，当然，在实际应用中，第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，上述主控制器1采用现有技术中能够实现其功能的任意结构，主控制器1的控制过程及原理是公知的现有技术，这里不再赘述。供电模块7均可为能为该主控制器1供电并使其能正常工作的任意电源模块。

总之，本实施例中，该串口电平转换电路6相对于传统路由器的电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该串口电平转换电路6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。