一种带触摸屏控制的嵌入式网关的制作方法

1.本发明属于网关技术领域，尤其涉及一种带触摸屏控制的嵌入式网关。


背景技术：

2.网关又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连随着嵌入式、物联网等技术的发展，在我国的各大高校中，纷纷出现了嵌入式、物联网技术相关专业的课程，随之对嵌入式网关的需求也越来越多。
3.现有的嵌入式网关功能单一、集成度低，一般都只有简单的一到两种通信功能，可供学习的通信方式方式单一，不能满足当前技术的发展与学习，有的设备只有数码管或者lcd这种只能显示的外设，只能做基础的输出控制，没有可以交互的界面，对于使用者有较高的要求，不利于技术的发展。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术存在的不足，配备了具有zigbee通信电路、以太网通信电路、lora通信电路、wifi通信电路、can总线和rs485通信电路的多种通信方式方案；本发明外设在配备了常见的数码管和lcd之外，还配备了一个串口触摸屏，具有友好的人机交互方式，使得本设备既保留了传统的机械控制模式，又赋能本发明向着智能控制方向进步。
5.本发明的技术方案如下：一种带触摸屏控制的嵌入式网关，其特征在于：一种带触摸屏控制的嵌入式网关是由以下电路构成，包括主芯片控制电路、zigbee通信电路、以太网通信电路、lora通信电路、wifi通信电路、can总线和rs485通信电路以及供电和dap_link电路；主芯片控制电路有一个主控芯片，是整个嵌入式网关的控制中心，控制着嵌入式网关板的所有其他模块的工作，主芯片控制电路配备一个串口触摸屏，一个eeprom芯片，一个flash芯片；zigbee通信电路是zigbee通信的一个节点，可以实现和其他zigbee节点之间的无线通信；以太网通信电路是能够实现板卡网络通信的电路，通过网口接口实现与计算机网络的通信；lora通信电路是lora通信的一个节点，可以实现和其他lora节点之间的无线通信；wifi通信电路可以实现局域网wifi连接，实现局域网内不同设备的通信；can总线和rs485通信电路可以实现不同设备之间对应方式的can通信和rs485通信；供电和dap_link电路是两部分电路，供电部分可以实现直流电源转换成各个器件的工作电压；dap_link部分对主控芯片进行调试与下载程序，从而实现整个网关板的功能。
6.主芯片控制电路有一个主控芯片，型号是stm32g431rbt6，它是整个嵌入式网关的控制中心，控制着嵌入式网关板的所有其他模块的工作，通过不同的io口以及不同的通信协议去下发指令来控制其他模块进行具体的工作。主芯片控制电路配备一个串口触摸屏，它的型号是dmg80480c043_01w，是一款基于t5l、asic的电容触摸屏，大小是5.0英寸，包含800
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480图形点阵，是兼容标准指令集（ta）/dgusⅱ系统的高性价比智能屏，具有友好的人机交互方式，可以实现触控控制，可以让学习者快速上手。主芯片控制电路有一个eeprom芯
片，它的型号是at24c02，at24c02是一个2k位串行cmos的eeprom，内部含有256个8位字节，它可以用来存储设备的开机次数以及各种简单的数据，能够掉电存储。另外还有一个可以通过spi操作的flash芯片，它的型号是w25q32fvssigtr，可以将一些数据存储起来，在需要的时候可以从芯片中读取。
7.zigbee通信电路是zigbee通信的一个节点，可以实现和其他zigbee节点之间的无线通信，该电路是由一个zigbee通信芯片和它的外围电路组成，主芯片型号是cc2530,它是和主芯片通过uart串口方式进行通信，主芯片通过串口发送命令进而控制zigbee电路与其他的zigbee模块电路通信。
8.以太网通信电路是能够实现板卡网络通信的电路，主芯片和以太网通信电路之间使用的是spi方式通信，通过网口接口实现与计算机网络的通信，以太网芯片型号为enc28j60/ss，网口接口的型号是hr911105a。
9.lora通信电路是lora通信的一个节点，可以实现和其他lora节点之间的无线通信，该电路是由一个lora通信芯片和它的外围电路组成，主芯片型号是sx1278,它是和主芯片通过spi方式进行通信，主芯片通过spi发送命令进而控制lora电路与其他的lora模块电路通信。
10.wifi通信电路可以实现局域网wifi连接，实现局域网内不同设备的通信，主芯片和wifi模块之间通过uart串口方式进行通信，wifi模块的型号是esp32-wroom-32e(16mb)。
11.can总线和rs485通信电路可以实现不同设备之间对应方式的can通信和rs485通信，can总线芯片型号为sit65hvd230dr，rs485通信芯片型号为sit3485esa。
12.供电和dap_link电路是两部分电路，供电部分可以实现直流电源转换成各个器件的工作电压，供电部分电源转换芯片信号为sgm6130yps8g/tr；供电部分用了两组dc-dc电压转换电路，将输入电压分别转化为5v和3.3v；5v用来为串口触摸屏供电，剩下的部分由3.3v供电，dap_link部分对主控芯片进行调试与下载程序，从而实现整个网关板的功能，调试器芯片型号为gd32f350c8t6。
附图说明
13.如图1所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关组成示意图。
14.如图2所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的主芯片控制电路。
15.如图3所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的zigbee通信电路。
16.如图4所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的以太网通信电路。
17.如图5所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的lora通信电路。
18.如图6所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的wifi通信电路。
19.如图7所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的can总线和rs485通信电路。
20.如图8所示是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的供电和dap_link电路。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明：如图1所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关组成示意图，嵌入式网关是由以下电路构成，包括主芯片控制电路、zigbee通信电路、以太网通信电路、lora通信电路、wifi通
信电路、can总线和rs485通信电路以及dap_link电路。
22.如图2所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的主芯片控制电路，主芯片控制电路有一个主控芯片，主控芯片是u3，型号是stm32g431rbt6，它是整个嵌入式网关的控制中心，控制着嵌入式网关板的所有其他模块的工作，通过不同的io口以及不同的通信协议去下发指令控制其他模块的工作。主芯片控制电路配备一个串口触摸屏cn3，它的型号是dmg80480c043_01w，是一款基于t5l、asic的电容触摸屏，大小是5.0英寸，包含800
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480图形点阵，是兼容标准指令集（ta）/dgusⅱ系统的高性价比智能屏，具有友好的人机交互方式，可以实现触控控制，可以让学习者快速上手。主芯片控制电路有一个eeprom芯片u1，它的型号是at24c02，at24c02是一个2k位串行cmos的eeprom，内部含有256个8位字节，它可以用来存储设备的开机次数以及各种简单的数据，能够掉电存储。另外还有一个可以通过spi操作的flash芯片u2，它的型号是w25q32fvssigtr，可以将一些数据存储起来，在需要的时候可以从芯片中读取。
23.如图3所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的zigbee通信电路，zigbee通信电路是zigbee通信的一个节点，可以实现和其他zigbee节点之间的无线通信，该电路是由一个zigbee通信芯片和它的外围电路组成，zigbee芯片u4的型号是cc2530,它是和主芯片通过uart串口方式进行通信，主芯片通过串口发送命令进而控制zigbee电路与其他的zigbee模块电路通信。
24.如图4所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的以太网通信电路，以太网通信电路是能够实现板卡网络通信的电路，主芯片和以太网通信电路之间使用的是spi方式通信，通过网口接口实现与计算机网络的通信，以太网芯片u7的型号为enc28j60/ss，网口接口j4的型号是hr911105a。
25.如图5所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的lora通信电路，lora通信电路是lora通信的一个节点，可以实现和其他lora节点之间的无线通信，该电路是由一个lora通信芯片和它的外围电路组成，lora通信芯片u6型号是sx1278,它是和主芯片通过spi方式进行通信，主芯片通过spi发送命令进而控制lora电路与其他的lora模块电路通信。
26.如图6所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的wifi通信电路，wifi通信电路可以实现局域网wifi连接，实现局域网内不同设备的通信，主芯片和wifi模块之间通过uart串口方式进行通信，wifi模块u8的型号是esp32-wroom-32e(16mb)。
27.如图7所示，是can总线和rs485通信电路，can总线和rs485通信电路可以实现不同设备之间对应方式的can通信和rs485通信，can总线芯片u9型号为sit65hvd230dr，rs485通信芯片u10型号为sit3485esa。
28.如图8所示，是一种带触摸屏控制的嵌入式网关的供电和dap_link电路，供电和dap_link电路是两部分电路，供电部分可以实现直流电源转换成各个器件的工作电压，供电部分电源转换芯片u15和u49型号为sgm6130yps8g/tr；供电部分用了两组dc-dc电压转换电路，将输入电压分别转化为5v和3.3v；5v用来为串口触摸屏供电，剩下的部分由3.3v供电，dap_link部分对主控芯片进行调试与下载程序，从而实现整个网关板的功能，调试器芯片u11型号为gd32f350c8t6。
29.本发明所使用到的元器件均是可以从市场上购买到的标准零件，使用的是技术也是当前成熟的技术，在此不再详细讲述。以上介绍描述了本发明的基本原理和基本结构组
成，本行业的技术人员应该了解；以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明限于以上实施例，凡在本发明的原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等均应认为包含在本发明的保护范围之内。