基于Q2686無線CPU和Lonworks技術(shù)的無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)的設(shè)計

系統(tǒng)整體框圖

系統(tǒng)整體框圖如圖1所示，GPRS/LON無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)定時查詢Lonworks現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上的計量終端的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包經(jīng)過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)、Internet傳送到監(jiān)控中心的服務(wù)器上，或者是相反的過程，監(jiān)控中心發(fā)出的指令經(jīng)過Internet、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳送到GPRS/LON無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，再由GPRS/LON無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)將相應(yīng)的指令經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)傳送到具體的某個計量終端。

圖1 系統(tǒng)整體框圖

無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計

GPRS/LON無線監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，其硬件包括Q2686無線CPU、LON雙絞線/電力線通信接口模塊、RS485通信接口和電源單元。圖2為產(chǎn)品設(shè)計原理框圖。

圖2 設(shè)計原理框圖

Lonworks通信模塊設(shè)計

Lonworks通信模塊作為一個單獨的部件安裝在設(shè)備的主板上，方便插拔。Lonworks通信模塊分Lonworks雙絞線智能通信模塊和Lonworks電力線智能通信模塊，二者設(shè)計為接口完全兼容的結(jié)構(gòu)，接口之間的切換非常方便靈活。

Lonworks雙絞線智能通信模塊主要由神經(jīng)元芯片F(xiàn)T 3150核心處理器、FT-X1雙絞線智能收發(fā)器、外擴的RAM、EEPROM組成。FT 3150智能收發(fā)器包含一個20MHz神經(jīng)元3150核心、0.5K字節(jié)的EEPROM和2K字節(jié)的RAM。通過外部存儲器總線，F(xiàn)T 3150收發(fā)器能夠?qū)ぶ范噙_58K字節(jié)的外部存儲，其中16K字節(jié)的外部非易失性存儲器保留用于存儲Lonworks系統(tǒng)的固件；支持無極性的總線型、星型、自由型等拓樸布線結(jié)構(gòu)。

Lonworks電力線智能通信模塊是由神經(jīng)元芯片PL 3150核心處理器、PLT-22電力線收發(fā)器、外擴的RAM、EEPROM等組成。Lonworks電力線智能通信模塊與載波通信耦合電路連接，將通信數(shù)據(jù)耦合到交流220V低壓電力線上進行數(shù)據(jù)傳輸。

Lonworks通信模塊與Q2686無線CPU通過串行口2進行通信和數(shù)據(jù)傳輸。

Q2686無線CPU的設(shè)計

Q2686模塊內(nèi)部包含了1個無線通信模塊、1個ARM9 32bit內(nèi)核的中央處理器、32MB閃存及16MB的RAM，與一些無線通信模塊需要外擴CPU、閃存、RAM相比，這部分的電路設(shè)計比較簡單。Q2686無線CPU模塊使用100針的接口與印刷電路板連接，主要引出電源、UART、USB、SIM卡、RTC、I/O口等引腳。

輸入/輸出控制單元的設(shè)計