[发明专利]一种基于WI-FI的通用型多协议数字仪表物联模块

权利要求书

1.一种基于WI-FI的通用型多协议数字仪表物联模块，采用高通讯速率的硬件、支持多协议的软件和兼容不同仪表处理器的API函数库相结合的设计，为不同类型数字仪表提供简单的物联解决方案和强大的物联功能，包括WI-FI通讯模块、物联软件协议和物联API函数库，其特征在于：

WI-FI通讯模块通过串行通讯接口与数字仪表相连，提供数字仪表与网络设备进行数据交互的高速物理通道，采用宽电压电源供电以兼容更多类型的数字仪表；物联软件协议运行于WI-FI通讯模块的CPU，包含私有仪表交互协议、私有物联交互协议、MODBUS-TCP协议和命令透传协议，用于管理与数字仪表的连接交互和与不同类型网络设备的连接交互，对数字仪表的工作数据进行缓存管理并按网络设备的请求进行数据转发，同时接收和解析网络设备的命令进行物联功能的设置和仪表工作参数的调试，并通过命令透传协议提供的透明传输通道支持数字仪表私有的命令调试功能；物联API函数库运行于数字仪表的CPU中，采用兼容不同字符长度和存储模式的设计以提高其对不同工作模式CPU的兼容性，供不同的数字仪表适配所述的通用型多协议数字仪表物联模块使用，为所述的通用型多协议数字仪表物联模块提供简单、方便的适配方式；物联软件协议与物联API函数库配合，可为不同类型的数字仪表提供强大的物联功能，包括：日志数据定时转发、实时数据高速转发、工作参数调试、MODBUS通讯、仪表私有命令调试、仪表固件升级，且物联功能可灵活配置、移植适配简单。

2.如权利要求1所述的一种基于WI-FI的通用型多协议数字仪表物联模块，其特征在于：WI-FI通讯模块为WI-FI无线通讯的硬件模块，由数字仪表接口、电源管理电路、WI-FI无线微控制器、FLASH存储器、晶振电路、天线单元、烧录接口、复位电路和电平转换电路组成；

数字仪表接口用于WI-FI通讯模块与数字仪表的连接，包含电源VPP、电源参考地GND、串行总线1和复位信号RS1的接口，以向WI-FI通讯模块1提供工作电源、数据交互和复位信号；

电源管理电路由低压差线性稳压器U1、双通道电源复用器U2和电阻R1、R2、R3组成，用于将数字仪表接口提供的电源VPP转换为WI-FI通讯模块中各电路工作所需要的电源VCC，以使WI-FI通讯模块可工作于2.5V~5.5V的宽电压范围，从而使得所述的通用型多协议数字仪表物联模块可直接适配的数字仪表范围更宽；低压差线性稳压器U1为固定电压输出型线性稳压器，带高电平有效的使能输入引脚EN，输入为电源VPP，输出为电源V1；双通道电源复用器U2为二选一输出的电源复用器，有两个电源输入通道IN1和IN2、电源输出通道VOUT、施密特触发输入型的通道选择引脚PR1和开漏输出型的通道状态指示引脚ST；电源输入通道IN1接低压差线性稳压器U1的输出电源V1，电源输入通道IN2接电源VPP，通道选择引脚PR1由电源VPP经分压电阻R2和R3串联分压来驱动，状态指示引脚ST通过电阻R1上拉至电源VPP来驱动低压差线性稳压器U1的使能引脚EN；通过电阻R2、R3分压，驱动通道选择引脚PR1来设置电源VPP的阈值电压Vth，Vth小于WI-FI通讯模块中各电路所允许的最大工作电压、大于低压差线性稳压器U1的Dropout电压与其固定输出电压V1之和；当电源电压VPP ≤ Vth时，双通道电源复用器U2选择通道IN2的输入电源VPP直接输出至VOUT作为工作电源VCC，即VCC=VPP，状态指示引脚ST输出低电平，低压差线性稳压器U1被禁用；当电源电压VPP Vth时，双通道电源复用器U2选择通道IN1的输入电源V1输出至VOUT作为工作电源VCC，状态指示引脚ST输出高电平，低压差线性稳压器U1被使能从而输出稳定的电压V1，即VCC=V1；从而，使得WI-FI通讯模块既能兼容比较大的工作电压范围，又能尽可能避免无用的额外电能消耗。