一种基于MQTT物联网协议的串口与以太网转换装置

摘要

本发明涉及一种基于MQTT物联网协议的串口与以太网转换装置。本发明包括电压转换电路、单片机控制电路、SWD调试接口电路、W5500硬件协议栈电路、网络变压器与RJ45接口电路和RS232串口通信电路。本发明移植有MQTT物联网协议，可连接至以太网上的MQTT服务器，进行远距离点对点可靠通信；本发明还支持TCP_Server、TCP_Client、UDP和UDP_Server模式下的数据透明传输；本发明具有体积小、成本低和功耗低的优点。

主权项

一种基于MQTT物联网协议的串口与以太网转换装置，包括电压转换电路、单片机控制电路、SWD调试接口电路、W5500硬件协议栈电路、网络变压器与RJ45接口电路和RS232串口通信电路，其特征在于：所述电压转换电路包括一个双脚直插接线端子、一个PPTC自恢复保险丝、一个限流电阻、一个发光二极管、一个防反接二极管、一个稳压二极管、一个电源稳压芯片、两个电解电容、两个瓷片电容；双脚直插接线端子的1脚与PPTC自恢复保险丝的1脚连接；限流电阻的1脚与PPTC自恢复保险丝的2脚、防反接二极管的正极、发光二极管的正极连接；电源稳压芯片的3脚与防反接二极管的负极、稳压二极管的负极、第一电解电容的正极、第一瓷片电容的1脚连接；电源稳压芯片的2脚与第二电解电容的正极、第二瓷片电容的1脚连接，作为电压输出；双脚直插接线端子2脚、发光二极管负极、稳压二极管正极、第一电解电容的负极、第一瓷片电容的2脚、电源稳压芯片1脚、第二电解电容的负极、第二瓷片电容的2脚均与GND连接；所述单片机控制电路包括STM32处理器、四个贴片电阻、三个瓷片电容、一个无源晶振；STM32处理器的20脚与第一贴片电阻的1脚连接，第一贴片电阻的2脚与GND连接；STM32处理器的44脚与第二贴片电阻的1脚连接，第二贴片电阻的2脚与GND连接；STM32处理器的5脚、第三贴片电阻的1脚、无源晶振的1脚、第一瓷片电容的1脚连接，STM32处理器的6脚、第三贴片电阻的2脚、无源晶振的2脚、第二瓷片电容的1脚连接，第一瓷片电容的2脚、第二瓷片电容的2脚与GND连接；第四贴片电阻的1脚与VCC连接，第四贴片电阻的2脚、STM32处理器的7脚、第三瓷片电容的1脚连接，第三瓷片电容的2脚与GND连接；STM32处理器的9脚、24脚、36脚、48脚与VCC连接；STM32处理器的8脚、23脚、35脚、47脚与GND连接；所述SWD接口调试电路包括一个四脚直插接线端子和两个贴片电阻；四脚直插接线端子的1脚、第一贴片电阻的1脚、第二贴片电阻的1脚与VCC连接；四脚直插接线端子的2脚、第二贴片电阻的2脚与STM32处理器的34脚连接；四脚直插接线端子的3脚、第一贴片电阻的2脚与STM32处理器的37脚连接；四脚直插接线端子的4脚与GND连接；所述W5500硬件协议栈电路包括W5500硬件协议栈芯片、一个无源晶振、十八个贴片电阻和七个瓷片电容；W5500硬件协议栈芯片的1脚与第一贴片电阻的2脚连接；W5500硬件协议栈芯片的2脚与第二贴片电阻的2脚连接；第一瓷片电容的1脚、第一贴片电阻的1脚、第二贴片电阻的1脚、第三贴片电阻的1脚与VCC连接；第三贴片电阻的2脚与第二瓷片电容的1脚连接；第一瓷片电容的2脚、第二瓷片电容的2脚与GND连接；第三瓷片电容的2脚、W5500硬件协议栈芯片的5脚、第四贴片电阻的2脚连接；第五贴片电阻的2脚、W5500硬件协议栈芯片的6脚、第五瓷片电容的2脚连接；第四贴片电阻的1脚、第五贴片电阻的1脚、第四瓷片电容的2脚连接；第四瓷片电容的1脚与GND连接；W5500硬件协议栈芯片的30脚、第六贴片电阻的1脚、第一无源晶振的1脚、第六瓷片电容的2脚连接；W5500硬件协议栈芯片的31脚、第六贴片电阻的2脚、第一无源晶振的2脚、第七瓷片电容的2脚连接；第六瓷片电容的1脚、第七瓷片电容的1脚与GND连接；W5500硬件协议栈芯片的10脚与第七贴片电阻的2脚连接；第七贴片电阻的1脚与GND连接；第八贴片电阻的1脚、第九贴片电阻的1脚与VCC连接；W5500硬件协议栈芯片的32脚、第八贴片电阻的2脚、STM32处理器的14脚连接；W5500硬件协议栈芯片的36脚、第九贴片电阻的2脚、STM32处理器的19脚连接；W5500硬件协议栈芯片的35脚、STM32处理器的17脚连接；W5500硬件协议栈芯片的34脚、STM32处理器的16脚连接；W5500硬件协议栈芯片的33脚、STM32处理器的15脚连接；W5500硬件协议栈芯片的37脚、STM32处理器的18脚、第十贴片电阻的1脚连接；第十贴片电阻的2脚与VCC连接；W5500硬件协议栈芯片的45脚、第十一贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的44脚、第十二贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的43脚、第十三贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的42脚、第十四贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的41脚、第十五贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的40脚、第十六贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的39脚、第十七贴片电阻的1脚连接；W5500硬件协议栈芯片的38脚、第十八贴片电阻的1脚连接；第十一贴片电阻的2脚、第十二贴片电阻的2脚、第十三贴片电阻的2脚、第十四贴片电阻的2脚、第十五贴片电阻的2脚、第十六贴片电阻的2脚、第十七贴片电阻的2脚、第十八贴片电阻的2脚与GND连接；W5500硬件协议栈芯片的28脚、21脚、17脚与VCC连接；W5500硬件协议栈芯片的16脚、14脚、9脚与GND连接；所述网络变压器与RJ45接口电路包括网络变压器与RJ45接口芯片和两个贴片电阻；网络变压器与RJ45接口芯片的1脚、W5500硬件协议栈芯片的2脚、第二贴片电阻的2脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的2脚、W5500硬件协议栈芯片的1脚、第一贴片电阻的2脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的3脚与第五瓷片电容的1脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的4脚、第三贴片电阻的2脚、第二瓷片电容的1脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的5脚、第四贴片电阻的1脚、第五贴片电阻的1脚、第四瓷片电容的2脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的6脚与第三瓷片电容的1脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的12脚与第一贴片电阻的1脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的9脚与第二贴片电阻的1脚连接；第一贴片电阻的2脚、第二贴片电阻的2脚与GND连接；网络变压器与RJ45接口芯片的10脚与W5500硬件协议栈芯片的27脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的11脚与W5500硬件协议栈芯片的25脚连接；网络变压器与RJ45接口芯片的13脚、14脚与GND连接；所述RS232串口通信电路包括RS232收发器芯片、RS232串口通信接口和五个瓷片电容；RS232收发器芯片的1脚与第一瓷片电容的1脚连接；RS232收发器芯片的3脚与第一瓷片电容的2脚连接；RS232收发器芯片的4脚与第二瓷片电容的1脚连接；RS232收发器芯片的5脚与第二瓷片电容的2脚连接；RS232收发器芯片的11脚与STM32处理器的30脚连接；RS232收发器芯片的12脚与STM32处理器的31脚连接；RS232收发器芯片的16脚与第三瓷片电容的1脚连接；RS232收发器芯片的2脚与第四瓷片电容的1脚连接；RS232收发器芯片的6脚与第五瓷片电容的1脚连接；第三瓷片电容的2脚、RS232收发器芯片的15脚、第四瓷片电容的2脚、第五瓷片电容的2脚与GND连接；RS232收发器芯片的14脚与RS232串口通信接口的1脚连接；RS232收发器芯片的13脚与RS232串口通信接口的2脚连接。