单片机与手机实现远距离通信,有很多种可实施的方案。
例举其中两个方案进行讲解:
一:2G/4G移动通信方案
器件选型
1,单片机选用Cortex-M3内核,国产兆易创新的GD32F103RCT6。此芯片含有256的flash,可做参数存储,断电不丢失,同时自带5个串口,可用于与外设通信。
2,模组选用2G/3G/4G移动模块,考虑到目前2G网络在偏远山区信号不稳定,4G信号覆盖率和稳定性比2G号,模组目前价格也已经控制在100以内,可以选择移远EC20或者中移动的4G模组。
如果考虑到成本因素,则可以选用移远的2G模组M26。
单片机与2G/4G模组通信接口为UART串口。
3,选用大容量锂电池,建议1000mA以上,单片机供电电压为3.3V;
4,2G/4G模组最大峰值电流可达2A,所以使用MOS管与电池直连,外接一个大电容靠近4G模块VBAT引脚,做为蓄电滤波作用,单片机通过控制MOS的关断与导通,控制4G模组的供电;
5,此方案需要搭建服务器作为接收单片机传送的数据,服务器需提前将公网IP/域名和端口开放给单片机,并根据手机账号绑定关系,将数据分发给对应的手机,实现数据单片机到手机的远程数据传输。
实现流程:
1,单片机系统供电,待系统正常工作,完成内部相关寄存器初始化后,操作MOS管高低电平,对2G/4G模组上电。
2,单片机存储服务器的公网IP/域名和端口,通过串口将联网AT指令操作,使用TCP/IP方式,与服务器建立连接,连接成功后,单片机可以通过指示灯或许显示屏幕,将状态显示出来。
3,单片机按照规定的数据协议,将具有设备唯一标识数据和参数数据传送给服务器,并需要确保数据传输成功。
服务器接收到数据帧,解析出正确数据后,根据平台账户与设备标识的绑定关系,将数据插入到账户对应的数据库表格当中,进行存储。
4,单片机关断MOS管,断开2G/4G模组供电,降低锂电池电量消耗,等待下次条件触发时,再打开MOS管,为2G/4G模组供电。
注意事项:
1,2G/4G模组需要外设天线,建议选用外置天线,信号好;
2,2G/4G模组布局设计时,一定要考虑无线信号对单片机系统的干扰,防止系统电源或复位电平不稳定导致的产品异常。
3,单片机系统需要有数据丢失机制。
优缺点:
1,终端设备不受位置影响,具有移动属性。
2,因使用移动网络,有流量资费,可以选用物联网卡,资费会便宜很多。
二:WIFI通信方案
器件选型
1,单片机选用Cortex-M3内核,国产兆易创新的GD32F103RCT6,
2,选择乐鑫的ESP8266模组,单片机与WIFI模组通信接口为UART串口。
3, 选用大容量锂电池,建议600mA以上,单片机供电电压为3.3V;
4, WIFI模组的供电电压范围2.5V-3.6V,选用3.3V/500MA的LDO作为WIFI的供电
5,同样此方案需要搭建服务器,作为接收单片机传送的数据,服务器提前将公网IP/域名和端口开放给单片机。
实现流程:
1,单片机系统供电,待系统正常工作,完成内部相关寄存器初始化后,对WIFI模组上电。
2,单片机内置服务器的公网IP/域名和端口,通过串口将连接路由和连接服务器的AT指令依次发送给WIFI模组。
3,单片机按照规定的数据协议,将具有设备唯一标识数据和参数数据传送给服务器,并需要确保数据传输成功。
服务器接收到数据帧,解析出正确数据后,根据平台账户与设备标识的绑定关系,将数据插入到账户对应的数据库表格当中,进行存储。
4,WIFI模块供电电流较小,可以保持一直连接,保持数据传输时效性。
注意事项:
此种连接方式,需要将无线WIFI路由的名称和密码,在单片机某种模式下,进行配网,以保证单片机系统能正常连接网络,配网成功后,如更改了无线WIFI路由的名称和密码,则需要对单片机系统进行配网。
优缺点:
1,在wifi信号覆盖范围内,有一定的移动属性和局限性。
2,单片机系统无须其他资费。
总结:
单片机还可以通过以太网传输,蓝牙网关,zigbee网关,LOAR,NBiot等传输进行数据传输,完成单片机与手机终端的远程数据传输,具体方案的运用,需要结合成本,应用场景,已有资源的情况等多方面因素,灵活设计。