一种多模式可配置物联网模组的制作方法

1.本发明属于物联网模组，具体涉及一种多模式可配置的低功耗物联网模组，可以方便应用于物联网终端产品开发。


背景技术：

2.物联网(英文：internet of things，缩写：iot)起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。在物联网应用中有三项关键，分别是感知层、网络传输层和应用层。
3.目前物联网感知层终端方案多数采用图1和图2两种组成。图1为现有物联网终端开发方案一，专业的物联网模组厂商提供不可二次开发的通讯模块，众多的物联网终端厂商增加mcu和外围接口，通过预定协议(如at命令)实现与物联网模组通讯，并处理外围接口和业务逻辑。图2为现有物联网终端开发方案二，专业的物联网模组厂商提供可二次开发的通讯模块，物联网终端厂商在通讯模块的sdk基础上进一步开发，保留通讯模块通讯功能同时，进一步设计各自的外围接口和业务逻辑。
4.物联网感知层终端一般都要求低功耗设计，很多是用电池供电，整个低功耗设计涉及低功耗mcu、低功耗外围电路、常规功耗外围电路、低功耗管理软件流程。mcu状态一般处于一种或多种低功耗休眠状态，只有需要时才脱离低功耗休眠状态来运行业务处理程序。常规功耗外围电路供电需要特殊设计，只有在需要工作时才被供电，因此一般采用极低漏电流的开关，而且开关的控制电路要适合电池供电，稍有不慎，终端的低功耗指标就可能严重超标，因此对设计提出更高的要求。
5.如果图2中的物联网模组，由专业的物联网模组厂将极低漏电流的开关和开关的控制电路也集成到物联网模组。这样可降低众多物联网设备厂商的设计难度，可保证低功耗指标，并提高设计成功率，可推动物联网的普及。
6.从物联网通信业务而言，物联网感知层终端一般根据外部io触发或者定时触发这两种机制来发起，再结合图1和图2两种实施方案，为了更广泛的应用，可见一个物联网模组需要at命令、外部io触发、定时触发、串口透传等多种收发模式，再根据实际需要配置选择启动一种或多种。如何将这几种收发模式有机融合，形成一个简洁的软件开发框架，是物联网模组厂家和感知层终端厂家共同期待。
7.针对上面的描述，如果能在软件上和硬件上对物联网模组进行改进，具有明显的意义。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的可提高空间，本发明提供一种物联网模组，其提供了多模式可配置功能，也大大降低了物联网设备低功耗硬件和软件设计难度，可推动物联网的普及。
9.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
10.一种多模式可配置物联网模组，其特征是：包括1个低功耗微处理器mcu，mcu提供了多个多功能可配置io和一个无线通信专用接口，mcu上运行软件由串行接口收发单元、at命令触发收发单元、at命令配置单元、第二触发收发单元等组成。所述串行接口收发单元接收外部输入的at命令。有的at命令称为at配置命令，经由所述at命令配置单元实现各种运行参数的配置；有的at命令称为at触发收发命令，经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口实现物联网无线通信。所述第二触发收发单元生成at触发收发命令经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口实现物联网无线通信。
11.可选的，所述第二触发收发单元为io触发收发单元。所述mcu的一个或多个io在外部电路作用下产生中断，触发io触发收发单元生成at触发收发命令。
12.可选的，所述第二触发收发单元为定时触发收发单元。所述mcu的内部定时器在配置参数规定下产生中断，触发定时触发收发单元生成at触发收发命令。
13.可选的，所述at命令配置单元接收到at配置命令之进入透传命令，所述串行接口收发单元进入透传模式。
14.硬件上，进一步包括1个供电输入接口，一个常规功耗供电单元。
15.所述供电输入接口接受外部电池供电，并提供给所述低功耗mcu和所述常规功耗供电单元。所述常规功耗供电单元在所述低功耗mcu上程序的控制下开启或关闭输出供电。
16.对应的，所述mcu连接外围电路分为低功耗外围电路和常规功耗外围电路。所述低功耗外围电路与所述物联网模组的供电输入接口并联采用外部电池供电；所述常规功耗外围电路接到所述物联网模组的常规功耗供电单元的输出。
17.进一步扩展，所述物联网模组具有n(n大于1)个所述常规功耗供电单元，每个常规功耗供电单元在所述低功耗mcu上程序的控制下独立开启或关闭输出供电。所述mcu连接外围电路分为低功耗外围电路和n个常规功耗外围电路。
18.所述低功耗mcu上运行物联网业务程序，业务程序执行过程包括低功耗休眠阶段和业务处理阶段，在低功耗休眠阶段关闭所述常规功耗供电单元的输出。
19.下面结合附图进一步说明。
附图说明
20.图1为物联网终端开发方案一；
21.图2为物联网终端开发方案二；
22.图3为本发明物联网模组的多模式可配置软件组成；
23.图4为本发明物联网模组的硬件基本组成；
24.图5为本发明物联网模组在低功耗物联网终端产品中的应用实例；
具体实施方式
25.软件上，图3为本发明物联网模组的多模式可配置软件组成。包括1个低功耗微处理器mcu，mcu提供了多个功能可配置io和一个无线通信专用接口，如wifi、蓝牙、lora，zigbee等。mcu上运行软件由串行接口收发单元、at命令触发收发单元、at命令配置单元、第二触发收发单元等组成。所述串行接口收发单元接收外部设备或其它嵌入式mcu输入的at
命令。有的at命令称为at配置命令，经由所述at命令配置单元实现各种运行参数的配置；有的at命令称为at触发收发命令，经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口实现物联网无线通信。除了串行接口收发单元，所述第二触发收发单元也可以生成at触发收发命令，经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口实现物联网无线通信。
26.可选的，所述第二触发收发单元为io触发收发单元。所述mcu的一个或多个io在外部电路作用下产生中断，触发io触发收发单元生成at触发收发命令。比如外部的报警开关被按下，对应的io输入由高电平变为低电平，会引起所述mcu的中断。
27.可选的，所述第二触发收发单元为定时触发收发单元。所述mcu的内部定时器在配置参数规定下产生中断，触发定时触发收发单元生成at触发收发命令。如果mcu定时1个小时间隔adc采样一个外部电压，并将采样对应结果放在at触发收发命令中，经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口发送给远处的物联网服务器。
28.可选的，所述at命令配置单元接收到at配置命令之进入透传命令，所述串行接口收发单元进入透传模式。此时串行接口收发单元识别所有输入数据，如果识别到at配置命令之退出透传命令，所述串行接口收发单元回到非透传模式。处于透传模式时，将从串行接口接收的所有数据封装到at触发收发命令中，经由所述at命令触发收发单元和所述无线通信专用接口发送给远处的物联网服务器。来自远处的物联网服务器的数据在经由所述无线通信专用接口和所述at命令触发收发单元接收后，由所述串行接口收发单元原原本本从串行接口发送出去。
29.如图3，所述at命令触发收发单元被所述串行接口收发单元、所述io触发收发单元、所述定时触发收发单元共享，作为物联网无线收发的基础收发功能单元。其中串行接口收发单元有透传模式和非透传模式之分。为了区分这4种模式的触发来源，可选的，在at触发收发命令中设置port字段，如串行接口收发单元非透传模式为0x01，串行接口收发单元透传模式为0x02，io触发收发单元为0x03，定时触发收发单元为0x04。at触发收发命令格式为at $port 命令 [数据]，数据字段为可选的，有的at命令没有数据。
[0030]
如图3这种软件组成架构简洁清晰。开发、调试、测试时先把由串行接口收发单元、at命令触发收发单元、at命令配置单元等三部分完成了，再将第二触发收发单元适配上去，不论是io触发还是定时触发。
[0031]
硬件上，物联网络终端产品包含多个功能，除了低功耗mcu，一般有无线通信接口，如wifi、蓝牙、lora，zigbee等，此外还可能有输入输出io电路、各种传感器电路、显示电路、驱动控制电路。有的电路在待机模式功耗较低，mcu只要通过软件控制它是否处于待机模式；有的电路没有待机模式，或者待机功耗不是足够低，这部分电路一般只有在需要时才被供电，需要由低功耗mcu根据业务需要来控制供电。
[0032]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。图4为本发明物联网模组的硬件基本组成，图5为本发明物联网模组在低功耗物联网终端产品中的应用实例。
[0033]
实施例一：
[0034]
如图4，物联网模组包括1个低功耗微处理器mcu，1个供电输入接口，一个常规功耗供电单元。供电输入接口接受外部电池供电，并提供给低功耗mcu和常规功耗供电单元。常规功耗供电单元在低功耗mcu上程序的控制下开启或关闭输出供电。对应的mcu连接外围电路分为低功耗外围电路和常规功耗外围电路。低功耗外围电路与所述物联网模组的供电输
入接口并联采用外部电池供电；常规功耗外围电路接到物联网模组的常规功耗供电单元的输出。
[0035]
可选的，具有多个常规功耗供电单元，每个常规功耗供电单元在低功耗mcu上程序的控制下独立开启或关闭输出供电。对应的，mcu连接外围电路分为低功耗外围电路和n个常规功耗外围电路。
[0036]
实施例二：
[0037]
如图5，本物联网终端产品使用了本发明的一个物联网模组，物联网模组有两个常规功耗供电单元，mcu连接外围电路分为1个低功耗外围电路和2个常规功耗外围电路。电池给低功耗外围电路与本物联网模组的供电输入接口并联供电，两个常规功耗外围电路接到本物联网模组的2个常规功耗供电单元的输出。
[0038]
低功耗mcu上运行物联网业务程序，业务程序执行过程包括低功耗休眠阶段和业务处理阶段。在低功耗休眠阶段关闭2个常规功耗供电单元的输出。在业务处理阶段，根据需要单独开启2个常规功耗供电单元的输出。
[0039]
本发明提供的一种可管理常规电路的低功耗物联网模组，并不限于上述物联网模组基本组成和在物联网终端的应用实例等具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。