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有线通信变无线通信

已有 503 次阅读2013-3-19 19:54 |个人分类:无线数传模块| 关键词: 无线通信, 数传模块, CC110L, 信驰达科技

有线通信变无线通信

—为你的设备加装无线透明传输模块—

看到网上有线鼠标改造成无线的帖子,ZOL论坛和百度知道等都有,诸多网友对此热烈响应,积极参与,观点大致分为这么几类,一是从经济出发,从改造的成本来看;二是从观感出发,从改造后的外观来看;三是从技术出发,从改造所需的技术来看。先不论事情怎么发展,结局如何,但是想把有线的装备“变”成或“换”成无线装备的这种需要存在。

就着这个讨论,szRFStar想把些变换要考虑的“方面”给网友说一下,完全是个人立场,一家之言,不说这事是否靠谱,只说如何做更靠谱。将有线改造成无线首先看是否必要,对技术着迷的一概认为改造是有必要,这里假定你不完全是技术小白,至少想了解技术的真相。本文不能将所有情况全部说到,请谅解。

有必要做的事,怎么做就要看需要了,鼠标改无线,是将“一条线”改成无线,各位记住,这条可能是USB线,也可能是PS/2线缆,如果是其他设备,也可能是一条串口线,或者其他,不一而足。“一条线”的含义是指“点对点的连接”,在通常情况下,一台电脑接一个键盘,一只鼠标,没有多余的。这种形式的连接就是点对点,许多有线的连接都是这一类,它的最简单的连接形式,数据来源和目标是唯一的,也是最容易改造的,就鼠标而言,数据是由位移传感器(滚球、光电)采集,然后经过某种方式传送给PCPC按照数据的内容作出响应。有线鼠标将采集的结果使用PS/2接口传递到PC,现在要将这种传输方式“变换”成为无线,那么可以选择一种支持点对点的无线传输技术(模块)来代替PS/2,蓝牙或者一些433MHZ/2.4GHZ无线模块都可以完成这样的功能。现在讨论PS/2鼠标,并假定数据是鼠标在移动时生成,思路就是产生的数据先通过PS/2传给无线模块(发),另外一端使用无线模块来接收,接收到的无线模块中的数据当然还是PS/2格式的,理想的连接应该是这样:

图一 理想的“变换”后连接示意图

接收到的无线模块可以直接通过PS/2将信息传给PC,不过实际上无论是TX模块还是RX模块都鲜有带PS/2接口,市面上大量的无线透明传输模块是串口(UART/RS232/RS485),比如STR-CC110LD5430。因此要再增加一个转换器,先将PS/2的信号转换为UART信号,再发送给TX模块,接收端则需要一个逆向变换器,将UART转换成PS/2。所以真实的改造工作是找到或者DIY这么一个转换器。无线模块可以买到,但这个转换器则未必。

图二 无线通信模块

接着再说说非“一条线”的连接,比如一台电脑通过RS485总线接多个设备,数据流向是设备周期性地向PC发报,这种“众星捧月”的场合如果响应时间和可靠性要求并不是什么苛刻的话,也可以考虑换成无线,省去的布线施工和成本再加上维护,可没有使用无线模块那么划算。由PC对若干设备进行控制的情况也是一样,不同的是数据流向而已。无论是多点对点还是点对多点的连接,都可以轻松改为无线。还有一种像是因特网上的连接,有服务器,有终端,还有路由,各点之间自行路由和通信,这种形式的连接在个域无线网内可以使用ZigBee技术实现,但使用ZigBee协议开发的无线模块的接口会稍为复杂。

图三 多点与点之间通信示意

第二点则无线模块传输数据的响应时间,任何一个无线模块的通信都存在一定的延迟,从usms不定。作为鼠标来说,信号传递的时间是非常重要的参数,移动鼠标半秒之后电脑才有反应是任何人都不会接受的吧。前文提到的STR-CC110L-D5430模块传输5个字节需要时间是43.2ms,接近常人反应时间的1/3了,如果是玩CS的话,哼哼。这个速度用在鼠标上可不理想,更理想的模块我暂时不说。

第三点是电源,这个包括对功耗的考虑,许多的设备的连接电缆除了传递信号以外,同时也会提供电源,这个也有线设备改造成无线的过程中一个比较严肃的问题,不好解决,咱们还是说鼠标,PS/2亦或USB都有Vcc, GND两条线用来给设备供电。一旦改造为无线,原有的供电就被切断,想得周到的网友在帖子中回复,在鼠标的外面加个电池盒,将原来线缆中的VccGND接到电池盒供电,对于改造有线鼠标来说,我想这是个办法,更好的办法不是办法,就是找一个足够小,在有线鼠标内腔空间可以放得下,而且能给鼠标和无线模块同时供电的电池,这可能要找BYD定制了吧。电池放在里面或外面这关乎美观,还有一个还有一个和电源有关的极为重要的问题是低功耗,如果是用电池,设备能工作多久?要回答这个问题,就得更加综合对待设备的电源供电和消耗,这功耗包含无线模块的功耗,如果是双向通信,那么模块会消耗更多的电量。以STR-CC110L-D5430来说,接收电流大约为23ma,可不算小!要知道普通AA电池的容量才2000maH左右。 当然,可以通信自定协议来减小空中通信的流量,比如,鼠标不移动不发送,PC传出的某些不重要的字节由连接PC的转换器直接回应,而不是传给鼠标,选择在没有数据时是完全休眠且电流低于5ua的无线模块,凡此种种,皆为降低功耗。市售鼠标在设计之初就考虑到功耗的问题,所以才能用上半年甚至更久。当然也有些设备并非电源如此敏感的,通常工业控制的设备大都各自供电,它们之间使用RS485来通信,这类设备则不用太关心电源的问题。

图四 能耗是无线通信中要考虑的问题

第四点就是接口体积,目前市面上的无线传输模块对外连接有邮票孔、排针、排座等。通常是越小的模块越贵。信号接口有UARTSPII2CRS232RS485USB等,UART接口是最通用的,诸多其他类型的设备都可以轻松转换成UART,甚至以太网都可以。改造PS/2鼠标比较不幸,本人没有见过这种接口的无线传输模块。STR-CC110L-D5430支持三种接口,分别是UARTRS232RS485,在改造旧设备或者新设计时,但又不想自行设计无线部分的可以考虑使用。

图五 确定设备对无线模块的体积是否限制

看到这里,想必我已经将改造鼠标这事说得似乎有些绝望了,消费电子由于外观和便携的需要,外壳的限制,通常不容易改造,不过如果你坚持想这么做,也一定会找到合适的物料,我这么说也不只是鼓励,确实可以做到,使用BLE模块是比较好的选择,它的连接周期可选择,而且传输速率是1Mbps,传输时间很短,还有可能在Win8+BLE的设备上免去接收端直接使用。鼠标可以买到无线的,但更多设备可能买不到无线,将有线设备改造为无线是确有必要的,就如扫描枪、打印机、POS机,也可能是天气预报仪,无论是改变现有的产品或现有的设计,无线将会给工作和生活带来更多的便利。

希望本文对于打算将有线设备/装置改为无线设备/装置的朋友们能提供到一些有益的参考,如果你有疑问,欢迎交流,ZigBee(A)163.com


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