CN204928817U - 一种无线通讯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线通讯装置，包括主控单元、天线、射频匹配电路、电源电路、时钟电路以及通讯接口电路，所述射频匹配电路、所述电源电路、所述时钟电路和所述通讯接口电路分别连接所述主控单元，所述天线连接所述射频匹配电路，所述主控单元采用蓝牙芯片。本实用新型的无线通讯装置具有可应用标准蓝牙协议、方便接入移动设备、开发成本低、开发便利、功耗低、体积小等优点。

Description

一种无线通讯装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线通讯装置。

背景技术

传统的家用扫地机器人，它是无法跟智能手机、平板电脑等等进行通讯或进行控制的，因此机器人本体上要花较大成本来处理人机交互问题，很多参数设置要加装屏幕，众多按键等等，要用比较高的成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种无线通讯装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无线通讯装置，包括主控单元、天线、射频匹配电路、电源电路、时钟电路以及通讯接口电路，所述射频匹配电路、所述电源电路、所述时钟电路和所述通讯接口电路分别连接所述主控单元，所述天线连接所述射频匹配电路，所述主控单元采用蓝牙芯片。

进一步地：

所述蓝牙芯片具有连接滤波电容的模拟电源管脚和数字电源管脚，所述蓝牙芯片包括片内稳压器，所述片内稳压器连接去耦电容。

所述时钟电路包括工作频率为千赫级的第一石英晶振和工作频率为兆赫级的第二石英晶振，所述第一石英晶振和所述第二石英晶振各自配置有电容。

所述射频匹配电路具有采用一对差分输入输出的偶极信号端口，所述天线为倒F型的不平衡单极子天线，并在所述偶极信号端口与所述不平衡单极子天线之间设置有一个巴伦匹配电路来实现射频收发信号的匹配。

所述通讯接口电路为UART、SPI、IIC、GPIO中任一种接口电路。

所述无线通讯装置是用于安装在受移动终端无线控制的机器人上的无线通讯装置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型能够方便地将蓝牙通讯技术快速接入到传统的家用电器、消费电子产品、工业自动化设备、数据采集***、遥控玩具等等系列产品中，实现数据的共享、控制和收集统计，使得传统的产品可以扩展更多的实用功能，具备智能家居化的基础，大大提升了产品的实用价值和产品竞争力。同时，本实用新型具有异常方便接入移动设备、开发成本低、开发便利、功耗低、体积小、底层客户协议可定制等等优点，解决了目前市场上已有的同类无线通讯模块开发成本高、底层对外通讯协议固定、功耗相对较高等等问题。

例如，本实用新型的无线通讯装置应用到家用扫地机器人中。家用扫地机器人应用本实用新型的无线通讯装置，可以快速嵌入到机器人***中去，实现手机APP灵活地遥控智能扫地机器人,因此很多控制参数可以利用手机来灵活方便地设置，也很人性化，大大提高产自身竞争力和提升产品的整体用户体验。应用此模块嵌入现有智能扫地机器人变得异常轻松，只需要在手机客户端安装配套的APP软件，然后家用扫地机器人内部加装此模块，即可完成改装任务。

相比现有技术，本实用新型有如下优势：

1、本实用新型具有标准蓝牙协议、方便接入移动设备、开发成本低、开发便利、功耗低、体积小、底层客户协议可定制等等优点，解决了目前市场上已有的同类无线通讯模块开发成本高、开发繁琐、底层对外通讯协议固定而无法定制修改、功耗水平相对较高等等问题。

2、相对已有技术，本实用新型创造可以非常方便地把通用蓝牙通讯技术快速接入到各种电器电子产品、工业控制***设备、遥控***等系列产品中，实现数据的共享、控制和收集统计，使得传统的产品可以扩展更多的实用功能，大大提升了产品的实用价值和产品竞争力。改善了现有同类产品技术接入而产生的开发繁琐、开发成本高、软硬件定制困难等等问题。

附图说明

图1为本实用新型无线通讯装置一种实施例的***框图；

图2a和图2b为本实用新型无线通讯装置一种具体应用实例的芯片电路展示图。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参阅图1，在一种实施例中，一种无线通讯装置包括天线、射频匹配电路、主控单元、电源电路、时钟电路以及通讯接口电路。主控单元例如采用蓝牙芯片CC2541。所述射频匹配电路、所述电源电路、所述时钟电路和所述通讯接口电路分别连接所述主控单元，所述天线连接所述射频匹配电路，所述主控单元采用蓝牙芯片，基于蓝牙技术实现无线通讯控制。

蓝牙芯片可以集成RF射频收发器、增强工业标准的8051MCU、***可编程flash存储器、8KBRAM。工作的载波频率范围是2400--2483MHz的ISM频段，具有片上存储数据、固件实时更新和高达+97dB的链路预算，并支持无外部前端的远程应用程序和精确的数据接收信号强度检测(RSST)。蓝牙芯片可拥有128KB或256KB的闪存。蓝牙芯片具有3种低功耗功率模式，功率可低至0.4μA，工作电压范围为2.0--3.6V。

无线通讯装置包括作为***电路的时钟电路、电源电路、射频匹配电路、通讯接口电路以及天线等。蓝牙芯片的模拟电源管脚和数字电源管脚就近接滤波电容。片内采用一个1.8V的稳压器连接一个去耦电容为所需电路提供稳定电压，实现电源工作的稳定性。在实际电路中可通过芯片管脚连接一个1μF的电容实现。时钟电路有两个，其中一个时钟电路用一个工作频率为32.768KHz的第一石英晶振和两个均为15pF的电容实现，32.768KHz的第一石英晶振接对应的芯片管脚，另一个时钟电路由一个工作频率为32MHz的第二石英晶振和两个分别为15pF的电容实现，32MHz的第二石英晶振接对应的芯片管脚。后一时钟电路可采用32MHz的无源晶振和15pF匹配陶瓷介质的电容。

对于射频匹配电路(即阻抗匹配电路)，蓝牙芯片的射频管脚RF_P和管脚RF_N采用一对差分输入输出的偶极信号端口，天线为倒F的不平衡单极子天线，并在射频输入输出管脚与天线之间连接一个巴伦(平衡/不平衡)匹配电路(巴伦滤波器模型电路)来实现射频收发信号的匹配。射频匹配电路可采用分离电容和电感元件实现，也可采用匹配芯片来实现。

通讯接口电路可采用UART、SPI、IIC、GPIO接口。

本实用新型无线通讯装置一种具体应用实例的芯片电路如图2a和图2b所示。

无线通讯装置使用蓝牙4.0通讯标准，具有功耗低的特点，使用AES-128加密方式，保密性强。通讯数据采用protobuf编解码，相对于XML编码和自定义结构体编码方式，相同大小的数据包能传输更多有效信息，反序列化效率更高。protobuf中加入上下位机同步的参数，有效防止中间人攻击，提高传输安全性。

无线通讯装置的工作过程如下：

无线通讯装置上电后，电源电路先把工作电压进行滤波降噪处理，再输送到蓝牙芯片的电源输入端。蓝牙芯片获得正常范围内的工作电压后，就启动时钟电路，时钟电路会输出32MHz固定频率波形来供给蓝牙主芯片，提供时钟信号。蓝牙主芯片进入启动状态，先内部自动复位一次，然后正式开始运行内部存储的程序，包括配置芯片外部设备的工作参数、初始化射频模块、通讯接口模块等等。初始化完成后，开始运行蓝牙协议栈、protobuf编解码和应用程序，接着就进入正式工作状态，可以与移动终端进行连接和数据交换。

本实用新型可以方便地把通用蓝牙4.0技术快速接入到各种电器电子产品、工业控制***设备、遥控***等系列产品中，实现数据的共享、控制和收集统计，使得传统的产品可以扩展更多的实用功能，大大提升了产品的实用价值和产品竞争力。改善了现有同类产品技术接入而产生的开发繁琐、开发成本高、软硬件定制困难等等问题。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种无线通讯装置，其特征在于,包括主控单元、天线、射频匹配电路、电源电路、时钟电路以及通讯接口电路，所述射频匹配电路、所述电源电路、所述时钟电路和所述通讯接口电路分别连接所述主控单元，所述天线连接所述射频匹配电路，所述主控单元采用蓝牙芯片。

2.如权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于,所述蓝牙芯片具有连接滤波电容的模拟电源管脚和数字电源管脚，所述蓝牙芯片包括片内稳压器，所述片内稳压器连接去耦电容。

3.如权利要求1所述的无线通讯装置，其特征在于,所述时钟电路包括工作频率为千赫级的第一石英晶振和工作频率为兆赫级的第二石英晶振，所述第一石英晶振和所述第二石英晶振各自配置有电容。

4.如权利要求1至3任一项所述的无线通讯装置，其特征在于,所述射频匹配电路具有采用一对差分输入输出的偶极信号端口，所述天线为倒F型的不平衡单极子天线，并在所述偶极信号端口与所述不平衡单极子天线之间设置有一个巴伦匹配电路来实现射频收发信号的匹配。

5.如权利要求1至3任一项所述的无线通讯装置，其特征在于,所述通讯接口电路为UART、SPI、IIC、GPIO中任一种接口电路。

6.如权利要求1至3任一项所述的无线通讯装置，其特征在于,所述无线通讯装置是用于安装在受移动终端无线控制的机器人上的无线通讯装置。