02.29 單片機與手機如何實現遠距離通信?

王瑜瑜


單片機與手機實現遠距離通信,有很多種可實施的方案。例舉其中兩個方案進行講解:

一:2G/4G移動通信方案

器件選型

1,單片機選用Cortex-M3內核,國產兆易創新的GD32F103RCT6。此芯片含有256的flash,可做參數存儲,斷電不丟失,同時自帶5個串口,可用於與外設通信。


2,模組選用2G/3G/4G移動模塊,考慮到目前2G網絡在偏遠山區信號不穩定,4G信號覆蓋率和穩定性比2G號,模組目前價格也已經控制在100以內,可以選擇移遠EC20或者中移動的4G模組。

如果考慮到成本因素,則可以選用移遠的2G模組M26。

單片機與2G/4G模組通信接口為UART串口。

3,選用大容量鋰電池,建議1000mA以上,單片機供電電壓為3.3V;


4,2G/4G模組最大峰值電流可達2A,所以使用MOS管與電池直連,外接一個大電容靠近4G模塊VBAT引腳,做為蓄電濾波作用,單片機通過控制MOS的關斷與導通,控制4G模組的供電;


5,此方案需要搭建服務器作為接收單片機傳送的數據,服務器需提前將公網IP/域名和端口開放給單片機,並根據手機賬號綁定關係,將數據分發給對應的手機,實現數據單片機到手機的遠程數據傳輸。

實現流程:

1,單片機系統供電,待系統正常工作,完成內部相關寄存器初始化後,操作MOS管高低電平,對2G/4G模組上電。


2,單片機存儲服務器的公網IP/域名和端口,通過串口將聯網AT指令操作,使用TCP/IP方式,與服務器建立連接,連接成功後,單片機可以通過指示燈或許顯示屏幕,將狀態顯示出來。


3,單片機按照規定的數據協議,將具有設備唯一標識數據和參數數據傳送給服務器,並需要確保數據傳輸成功。

服務器接收到數據幀,解析出正確數據後,根據平臺賬戶與設備標識的綁定關係,將數據插入到賬戶對應的數據庫表格當中,進行存儲。


4,單片機關斷MOS管,斷開2G/4G模組供電,降低鋰電池電量消耗,等待下次條件觸發時,再打開MOS管,為2G/4G模組供電。

注意事項:

1,2G/4G模組需要外設天線,建議選用外置天線,信號好;

2,2G/4G模組佈局設計時,一定要考慮無線信號對單片機系統的干擾,防止系統電源或復位電平不穩定導致的產品異常。

3,單片機系統需要有數據丟失機制。


優缺點:

1,終端設備不受位置影響,具有移動屬性。

2,因使用移動網絡,有流量資費,可以選用物聯網卡,資費會便宜很多。

二:WIFI通信方案

器件選型

1,單片機選用Cortex-M3內核,國產兆易創新的GD32F103RCT6,

2,選擇樂鑫的ESP8266模組,單片機與WIFI模組通信接口為UART串口。

3, 選用大容量鋰電池,建議600mA以上,單片機供電電壓為3.3V;

4, WIFI模組的供電電壓範圍2.5V-3.6V,選用3.3V/500MA的LDO作為WIFI的供電

5,同樣此方案需要搭建服務器,作為接收單片機傳送的數據,服務器提前將公網IP/域名和端口開放給單片機。

實現流程:

1,單片機系統供電,待系統正常工作,完成內部相關寄存器初始化後,對WIFI模組上電。

2,單片機內置服務器的公網IP/域名和端口,通過串口將連接路由和連接服務器的AT指令依次發送給WIFI模組。

3,單片機按照規定的數據協議,將具有設備唯一標識數據和參數數據傳送給服務器,並需要確保數據傳輸成功。

服務器接收到數據幀,解析出正確數據後,根據平臺賬戶與設備標識的綁定關係,將數據插入到賬戶對應的數據庫表格當中,進行存儲。

4,WIFI模塊供電電流較小,可以保持一直連接,保持數據傳輸時效性。

注意事項:

此種連接方式,需要將無線WIFI路由的名稱和密碼,在單片機某種模式下,進行配網,以保證單片機系統能正常連接網絡,配網成功後,如更改了無線WIFI路由的名稱和密碼,則需要對單片機系統進行配網。


優缺點:

1,在wifi信號覆蓋範圍內,有一定的移動屬性和侷限性。

2,單片機系統無須其他資費。

總結:

單片機還可以通過以太網傳輸,藍牙網關,zigbee網關,LOAR,NBiot等傳輸進行數據傳輸,完成單片機與手機終端的遠程數據傳輸,具體方案的運用,需要結合成本,應用場景,已有資源的情況等多方面因素,靈活設計。


科技電小二


空曠地幾百米的話,用藍牙模塊;更遠距離靠譜的通信,通過GSM模塊,如果對速率要求比較高,那就上4G的模塊,所以,需要你據實際項目選型。一個價值兩千塊的經驗:如果你決定在項目中使用GSM進行遠距離通信,那麼最好慎用十幾塊的SOM800L模塊,二手芯片太多,用不了多久就廢了。


ssfftec


遠距離通信,GPRS模塊是核心。

單片機串口與模塊連接,單片機上的程序遵從數據協議通過串口收發數據。

手機端用短信信令收發數據。手機端APP實現操作界面。

當然還可以不用開發手機端APP,在電腦上建立網站,手機用網頁方式。這就相當於傳統BS結構。單片機可以用UsbToTT L模塊與電腦USB口連接,這就是互聯網方式,不用GPRS。


散居獵人


單片機要遠距離通信,可以採購GPRS模塊,該模塊上有和單片機相連的RS232串口以及一系列的命令(包括撥號)以及數據傳送等。


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