一种数据传输装置制造方法

专利名称:一种数据传输装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数据传输装置，数据传输装置包括控制模块、与所述控制模块连接的蓝牙模块、以及与所述控制模块连接的GSM全球移动通信模块：所述控制模块：用于当需要传输数据时，根据所述蓝牙模块的连接状态以及连接质量、所述GSM全模块的连接状态以及连接质量确定传输所述数据的模块；所述蓝牙模块：用于根据所述控制模块的指示传输所述数据；所述GSM模块：用于根据所述控制模块的指示传输所述数据。根据蓝牙的连接状态及蓝牙信号强度和GSM信号连接状态比较结果，自动选择一个合适的数据传输方式，方便用户可以实时监测到数据，减少数据错误、数据丢失等由于数据传输连接不稳定造成的现象发生。
【专利说明】-种数据传输装置

【技术领域】
[0001] 本实用新型设及通信【技术领域】，尤其设及一种数据传输装置。

【背景技术】
[0002] GSM(Global System for Mobile Communication,全球移动通讯系统），是一种起 源于欧洲的移动通信技术标准，是第2代移动通信技术。GSM模块，是将GSM射频巧片、基带 处理巧片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、 基带处理并提供标准接口的功能模块。
[0003] 藍牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。能在包括移动电话、 PDA (Personal Digital Assistant,掌上电脑）、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设 备之间进行无线信息交换，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地 简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效。藍牙模块指集 成藍牙功能的巧片基本电路集合，用于无线网络通讯。
[0004] 但是，目前还没有实现GSM模块和藍牙模块融合各自优势实现数据传输W及自动 切换的传输方式。 实用新型内容
[0005] 本实用新型实施例的目的是提供一种数据传输装置，保证数据的传输。
[0006] 本实用新型实施例的目的是通过W下技术方案实现的：
[0007] -种数据传输装置，包括控制模块、与所述控制模块连接的藍牙模块、W及与所述 控制模块连接的GSM全球移动通信模块
[000引所述控制模块：用于当需要传输数据时，根据所述藍牙模块的连接状态W及连接 质量、所述GSM全模块的连接状态W及连接质量确定传输所述数据的模块；
[0009] 所述藍牙模块：用于根据所述控制模块的指示传输所述数据；
[0010] 所述GSM模块；用于根据所述控制模块的指示传输所述数据。
[0011] 其中，所述控制模块，具体用于：
[0012] 确定藍牙模块的连接状态是否为已连接；
[0013] 当所述藍牙模块的连接状态为已连接时，确定藍牙连接质量是否大于设定的阔 值，当所述藍牙连接质量大于所述设定的阔值时，确定所述藍牙模块传输所述数据，或者， 当所述藍牙连接质量不大于所述设定的阔值时，确定GSM连接质量是否大于所述藍牙连接 质量，当GSM连接质量大于所述藍牙连接质量时，确定所述GSM模块传输所述数据；
[0014] 当所述藍牙模块的连接状态为未连接时，确定GSM模块的连接状态是否为已连 接，当所述GSM模块的连接状态为已连接时，确定所述GSM模块传输所述数据；
[0015] 其中，所述连接质量包括信号强度或者链路质量。
[0016] 其中，所述控制模块，还具体用于：
[0017] 所述藍牙模块传输所述数据时，当所述藍牙连接质量不大于所述设定的阔值时， 切换到使用所述GSM模块传输所述数据；
[001引或者，所述GSM模块传输所述数据时，当所述藍牙连接质量大于所述设定的阔值 时，切换到使用所述藍牙模块传输所述数据。
[0019] 其中，所述控制模块：还用于接收数据采集装置发送的数据作为所述需要传输数 据，所述数据采集装置包括传感器。
[0020] 其中，所述藍牙模块还用于将所述数据传输给用户设备，或者，所述GSM模块还用 于将所述数据传输给用户设备，所述用户设备包括手机终端或服务器。
[0021] 其中，所述控制模块STM32F103RBT6单片机。
[0022] 其中，所述藍牙模块为双模巧片RG-BLE-12型藍牙4. 0双模模块，所述GSM模块为 SIM900A 模块。
[0023] 由上述本实用新型实施例提供的技术方案可W看出，根据藍牙的连接状态及藍牙 信号强度和GSM信号连接状态比较结果，自动选择一个合适的数据传输方式，方便用户可 W实时监测到数据，减少数据错误、数据丢失等由于数据传输连接不稳定造成的现象发生。

【附图说明】

[0024] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施 例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据该些附图 获得其他附图。
[0025] 图1为本实用新型实施例提供的数据传输装置构成示意图。
[0026] 图2为本实用新型实施例提供的数据传输装置应用示意图。
[0027] 图3为本实用新型实施例提供的数据传输装置模块设计示意图。
[002引图4为本实用新型实施例提供的数据传输装置中稳压电路示意图。
[0029] 图5为本实用新型实施例提供的数据传输装置中单片机与藍牙模块和GSM模块连 接不意图。
[0030] 图6为本实用新型实施例提供的数据传输装置中藍牙模块和单片机连接示意图。
[0031] 图7为本实用新型实施例提供的数据传输装置中GSM模块和单片机连接示意图， 其中7(a)为GSM模块SIM900A，7(b)为GSM模块供电电路，7(c)为SIM卡防静电保护电路， 7(d)为SIM卡插槽电路。
[0032] 图8为本实用新型实施例提供的数据传输装置中8M有源晶振示意图。

【具体实施方式】
[0033] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0034] 如图1所示，本实用新型实施例提供一种数据传输装置，包括控制模块11、与控制 模块11连接的藍牙模块12、W及与控制模块11连接的GSM模块13，
[0035] 控制模块11 ;用于当需要传输数据时，根据所述藍牙模块的连接状态W及连接质 量、所述GSM全模块的连接状态W及连接质量确定传输所述数据的模块；
[0036] 藍牙模块12 ;用于根据控制模块21的指示传输所述数据；
[0037] GSM模块13 ;用于根据控制模块21的指示传输所述数据。
[003引由上述本实用新型实施例提供的技术方案可W看出，根据藍牙的连接状态及藍牙 信号强度和GSM信号连接状态比较结果，自动选择一个合适的数据传输方式，方便用户可 W实时监测到数据，减少数据错误、数据丢失等由于数据传输连接不稳定造成的现象发生。
[0039] 具体而言，控制模块11，具体可W用于：
[0040] 确定藍牙模块12的连接状态是否为已连接；
[0041] 当所述藍牙模块12的连接状态为未连接时，确定GSM模块13的连接状态是否为 已连接，当所述GSM模块13的连接状态为已连接时，确定所述GSM模块13传输所述数据；
[0042] 当所述藍牙模块12的连接状态为已连接时，确定藍牙连接质量是否大于设定的 阔值，当所述藍牙连接质量大于所述设定的阔值时，确定所述藍牙模块12传输所述数据， 或者，当所述藍牙连接质量不大于所述设定的阔值时，确定GSM连接质量是否大于所述藍 牙连接质量，当GSM连接质量大于所述藍牙连接质量时，确定所述GSM模块13传输所述数 据；
[0043] 其中，所述连接质量可W包括信号强度或者链路质量。信号强度如RSSUReceived Signal Strength Indication,接收的信号强度指示），链路质量如通信过程中对数据包丢 失的衡量情况。
[0044] 控制模块11获取藍牙模块的连接状态、藍牙连接质量、GSM模块13的连接状态W 及GSM连接质量。
[0045] 其中，所述连接质量可W包括信号强度或者链路质量，信号强度如RSSI Received Si即al Strength Indication,接收的信号强度指示），链路质量如通信过程中对数据包丢 失的衡量情况。
[0046] 对于本领域技术人员而言，确定藍牙模块、GSM模块的连接状态的方式，可W参考 现有技术得W理解，在此不做寶述。
[0047] 对于本领域技术人员而言，藍牙连接或GSM连接的连接质量可W参考现有技术得 W理解，在此不做寶述。
[0048] 进一步的，控制模块11，还可W具体用于：
[0049] 藍牙模块12传输所述数据时，当所述藍牙连接质量不大于所述设定的阔值时，确 定GSM连接质量是否大于所述藍牙连接质量，当GSM连接质量大于所述藍牙连接质量时，切 换到使用GSM模块13传输所述数据；
[0化日]或者，GSM模块13传输所述数据时，当所述藍牙连接质量大于所述设定的阔值时， 切换到使用藍牙模块22传输所述数据。
[0051] 可选的，控制模块11 ;还可W用于接收数据采集装置发送的数据作为所述需要传 输数据，所述数据采集装置包括传感器。
[0052] 实现上，可W通过有线连接或无线连接的方式获取传感器或者其他采集数据设备 的数值。
[0化3] 可选的，藍牙模块12还用于将所述数据传输给用户设备，或者，GSM模块13还用 于将所述数据传输给用户设备，所述用户设备包括手机终端或服务器。
[0化4] 本实用新型实施例数据传输装置中，控制模块21可W为微控制器，可W通过 RS232获取传感器的数据，并把数据进行加密、打包。
[0055]实现上，本实用新型实施例数据传输装置可W为数据传输模块，便于单独设置或 者与其他设备设置于一体。示例性的，如本实用新型实施例数据传输模块设置在手机内部。 [0化6] 可见，本实用新型实施例数据传输装置通过有线或无线的方式获取传感器或者其 他采集数据设备的数值，然后根据藍牙的连接状态及藍牙信号强度和GSM信号连接状态比 较结果，自动选择一个合适的数据传输方式，把数据传送到用户设备，方便用户可W实时监 测到数据，减少数据错误、数据丢失等由于数据传输连接不稳定造成的现象发生。
[0化7] 如图2所示，本实用新型实施例数据传输模块（装置）20包括微控制器21、藍牙模 块22、GSM模块23,主要使用GSM模块和藍牙模块实现传感器24等可采集数据设备与用户 设备25 (如手机终端和服务器）之间传输数据，并根据信号质量自动切换传输方式，保证数 据实时、可靠传输，为系统服务器提供更加准确的数据。
[0化引系统工作原理如下：
[0化9] 数据传输模块通过有线或无线的方式获取传感器或者其他采集数据设备的数值， 然后根据藍牙的连接状态及藍牙信号强度和GSM信号连接状态比较结果，自动选择一个合 适的数据传输方式，把数据传送到用户设备，方便用户可W实时监测到数据，减少数据错 误、数据丢失等由于数据传输连接不稳定造成的现象发生。
[0060] 具体如图3所示，本实用新型实施例数据传输模块的设计包括应硬件电路设计和 固件设计两部分。其中硬件主要由微控制器31 (意法半导体公司生产的STM32系列单片机， W下也可W简称为单片机）、藍牙模块32和GSM模块33组成。
[0061] 本实用新型实施例数据传输模块还包括电源接口 34,稳压电路35等。微控制器 31通过RS232接口 36获取传感器的数据。
[006引具体的，微控制器31为STM32F103RBT6单片机。
[0063] 藍牙模块32采用双模巧片RG-BLE-12型藍牙4. 0双模模块，既支持藍牙低功耗模 式炬LE藍牙4. 0)，同时又支持藍牙经典模式（藍牙3. 0)。所W RG-BLE-12型藍牙4. 0双模 模块既可W跟所有具备藍牙功能的Amlroid手机、笔记本、电脑W及藍牙主模块配对连接， 从而实现双向收发数据；又可W通过藍牙4. 0标准BLE协议，和支持BLE的I0S设备配对连 接。
[0064] GSM模块33采用SIM900A模块。SIM900A采用工业标准接口，工作频率为GSM/ GPRS 850/900/1800/1900MHZ，可W低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输。另外， SIM900A的尺寸大小为24x24x3mm，能适用于M2M应用中的各类设计需求，尤其适用于紧凑 型产品设计。
[00化]如图4所示稳压电路，电源接口接5V电源，模块内置3. 3V稳压电路，把5V转化到 3. 3V给微控制器、藍牙模块、GSM模块供电，使其正常工作。
[0066] 稳压电路中稳压巧片采用AMS1117-3. 3,通过稳压电路把由接口 P1提供的5V电 压转化成3. 3V，为单片机、气压传感器等供电。其电路结构如下；接口 P1由外部接线连接， 为电路提供5V电压。接口 P1的2脚与自恢复保险丝1脚连接，F1的2脚接稳压巧片输入 管脚3。其中F1是贴片封装，限流为1000mA的自恢复保险丝。当电路出现异常情况，导致 电流过大时，保险丝自动切断电源，防止器件被损坏；待电流小于额定电流值后，保险丝自 动连接，电路正常接通。稳压巧片AMS1117的1脚接地；3管脚前接0. luF非极性贴片电容 C2和4. 7uF的电容贴片粗电容C1，电容C2和C1并联连接；在电路板布局时C2靠近巧片 AMS1117放置。C2和C1 一端接5V正极，另一端接GND ;AMS1117的2管脚接0. luF非极性 贴片电容C3和lOuF的贴片粗电容C4 ;C3和C4并联连接，其一端接输出电压3. 3V，另一端 接地。
[0067] 如图5所示单片机与藍牙模块和GSM模块具体的电气连接图，藍牙模块51直接使 用稳定的模块，藍牙模块51、GSM模块53通过串口与单片机52进行数据传输，图中，TX ;表 示发送接口，RX ;表示接收接口，GND ;表示接地，VCC ;表示电源。
[0068] 如图6所示单片机与藍牙模块具体连接图，藍牙模块U3 W及单片机STM32F103， 藍牙模块其1脚接单片机17脚，2脚接单片机16脚，12脚接3. 3V电压，13脚接GND， 其余管脚悬空不接。LED1为普通贴片发光二极管，其1脚接单片机61管脚，2脚接 电阻R14-端。R14另一端接地，其阻值为470欧姆。可计算出LED1亮时的电流为 (33-1 8) K J。。二4700 =0.0032/^ = 3.2/心单片机可控制LED1的見、灭及見灭的时间来指不藍 牙连接状态、传输数据状态等。
[0069] 如图7a所示单片机与GSM模块具体连接图，GSM模块（SIM900A)因为耗电很大， 工作电压在3. 4V?4. 5V，其巧发模式下瞬间电流高达2A，所W其供电直接由巧V电压串接 一个二极管降压得到，二极管选用1N4007。其中二极管阳极接巧V，阴极接GSM_VDD电源网 络。GSM_VDD是GSM模块的电源网络。二极管阴极后并联接两个粗电容，容值分别为220uF 和47uF，耐压值6V(如图化所示）。该两个电容会对电源的纹波进行滤波，让GSM模块获 得更稳定的电压。控制GSM模块的1管脚可W开启、关闭模块。此处模块1管脚串接电路 R26和NPN S极管S8050,其中S极管集电极接电阻一端，发射机接地，基极串接电阻后与单 片机普通管脚相接，同时基极还与下拉电阻R24相接。在电压不稳定和模块工作不稳定前， 下拉电阻可将S极管基极电平拉至为0V，此时，S极管断开。当使用模块时，单片机10输出 高电平，电压为3V，高于S极管开启电压，S极管导通，GSM模块1脚电压拉低。1脚电压被 拉低Is后，模块启动，之后，单片机管脚输出低电平，断开=极管，使模块1脚拉高。
[0070] 如图7c所示ESDI是防静电保护巧片，其中2脚接地，其他管脚都与SIM卡的信号 管脚和供电管脚相接。SIM卡供电电压有GSM模块通过软件编程设置合适电压来提供，该 里SIM卡供电电压Vro_SIM是3. 3V(如图7d所示）。在SIM卡信号线SIM_RST、SIMJXK、 SIM_I/0与SIM卡串接47欧姆电阻，有一定的限流作用，防止电压不稳定过高损坏SIM卡。 GSM模块和单片机之间通过串口方式进行数据传输。其中单片机58管脚和59管脚分别于 GSM模块的10管脚、9管脚相接，同时保证单片机的和GSM模块的底线为同一公共地。该样 单片机可通过串口配置GSM模块并与其传输数据。
[0071] 单片机通过RS232方式与外界传感器等设备进行数据传输。该里使用MAX3232巧 片，把单片机TTL电平转化成RS232电平，并配W标准的DB9接头，方便与其他设备连接。 该里MAX3232的9、10管脚分别与单片机52、51管脚相接，7、8管脚分别于DB9接头的2、3 管脚相接。DB9接头的10、11管脚是接头外壳，为防止外界干扰信号，10、11管脚接地。与 MAX3232连接的电容为贴片0. luF非极性电容。
[007引如图8所示8M有源晶振，为保证单片机稳定工作，单片机配备8M有源晶振，比无 源晶振的震荡频率更稳定可靠，抗干扰能力强。为了统计收发数据的时间，使用单片机内部 自带的实时时钟，在单片机3、4管脚接32. 768曲Z无源晶振，同时在晶振两个管脚和地之间 串接20pF的贴片非极性电容，保证晶振能够起振并稳定工作在32. 768曲Z，为实时时钟提 供更准确的频率。
[0073] 结合上文描述，单片机控制藍牙模块或GSM模块转发数据到用户设备，包括：
[0074] 首先，初始化藍牙模块和GSM模块；
[0075] 其中，完成藍牙模块和GSM模块的初始化和配置工作；
[0076] 接着，给藍牙模块和GSM模块发送自检指令；
[0077] 其中，进行系统自检，检查藍牙模块和GSM模块是否正常；
[007引接着，接收藍牙模块和GSM模块返回值；
[0079] 接着，判断藍牙模块和GSM模块是否正常；
[0080] 如果正常获取传感器数据并发送；
[0081] 具体的，通过RS232获取传感器的数据，并把数据进行加密、打包；
[0082] 如果不正常，控制模块错误指示灯闪烁。
[0083] 进一步的，本实用新型实施例数据传输模块的数据传输的步骤，包括：
[0084] 首选，读取传感器数据；
[0085] 接着，获取藍牙连接状态和GSM模块的连接状态；
[0086] 其中，采集传感器数据后，获取藍牙连接状态和GSM模块的连接状态；
[0087] 接着，判断藍牙是否连接；
[008引藍牙模块连接完好，获取藍牙信号强度，也即如果藍牙连接完好，则优先选择使用 藍牙向藍牙设备传输数据至用户设备；
[0089] 如果藍牙模块没有连接，则直接使用GSM模块发送数据至用户设备；
[0090] 接着，判断藍牙信号强度是否大于设定的阔值；也就是虽然藍牙模块连接，但信号 强度太弱或者链接质量低于设定阔值，不适于发送数据，那么查询GSM信号强度，如果GSM 模块的信号强度较高，则选择GSM模块传输数据；同时可W点亮藍牙信号强度较弱的状态 指示灯，提醒用户；
[0091] 藍牙信号强度大于设定的阔值，则藍牙模块发送数据至用户设备；
[0092] 藍牙信号强度不大于设定的阔值，则获取GSM信号强度；
[0093] 接着，判断GSM信号强度是否大于藍牙信号强度，如果是，SM模块发送数据至用户 设备，如果否，藍牙模块发送数据至用户设备；
[0094] GSM信号强度大于藍牙信号强度，GSM模块发送数据至用户设备。
[0095] 具体实现上，在传输过程中如果检测到其中一个模块受到干扰导致数据没有正常 传输，则切换到另一模块传输数据。
[0096] 进一步的，藍牙模块和GSM模块切换的步骤如下：
[0097] 在藍牙传输数据过程中实时检测信号强度，如果信号强度受到干扰降至设定阔值 W下，则确定GSM连接质量是否大于所述藍牙连接质量，当GSM连接质量大于所述藍牙连接 质量时，切换到GSM模块传输数据；
[009引在GSM模块传输数据时也实时检测藍牙信号强度，如果藍牙信号强度达到设定可 传输数据的阔值，则停止GSM模块传输数据，直接切换到藍牙模块传输数据。
[0099] 为防止程序运行错误，程序加入看口口定时器，每过1秒钟查看程序运行状态。如 果程序出错，则程序重新启动。
[0100] W上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 W权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1. 一种数据传输装置，其特征在于，包括控制模块、与所述控制模块连接的藍牙模块、 W及与所述控制模块连接的GSM全球移动通信模块： 所述控制模块：用于当需要传输数据时，根据所述藍牙模块的连接状态W及连接质量、 所述GSM全模块的连接状态W及连接质量确定传输所述数据的模块； 所述藍牙模块：用于根据所述控制模块的指示传输所述数据； 所述GSM模块；用于根据所述控制模块的指示传输所述数据。2. 根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，所述控制模块，还具体用于： 所述藍牙模块传输所述数据时，当所述藍牙连接质量不大于设定的阔值时，切换到使 用所述GSM模块传输所述数据； 或者，所述GSM模块传输所述数据时，当所述藍牙连接质量大于设定的阔值时，切换到 使用所述藍牙模块传输所述数据。3. 根据权利要求1或2所述的数据传输装置，其特征在于，所述控制模块；还用于接收 数据采集装置发送的数据作为所述需要传输数据，所述数据采集装置包括传感器。4. 根据权利要求1或2所述的数据传输装置，其特征在于，所述藍牙模块还用于将所述 数据传输给用户设备，或者，所述GSM模块还用于将所述数据传输给用户设备，所述用户设 备包括手机终端或服务器。5. 根据权利要求1或2所述的数据传输装置，其特征在于，所述控制模块为 STM32F103RBT6 单片机。6. 根据权利要求1或2所述的数据传输装置，其特征在于，所述藍牙模块为双模巧片 RG-BLE-12型藍牙4. 0双模模块，所述GSM模块为SIM900A模块。
【文档编号】H04L9-00GK204290988SQ201420170729
【发明者】代万辉, 张佳 [申请人]尚奇浩康（北京）科技有限公司