LAN8720+SIM800工业物联网RTU

lyzhangxiang

LAN8720+SIM800工业物联网RTU [复制链接]

 

RTU/DTU这种产品好像2000年左右就有了，淘宝上搜索一下基本上200左右的很多，这也是一个做烂了的东西了。工作之后接触硬件相关的工作就很少了，不过看到各种硬件的板子还是有点小兴奋，看来还是很喜欢折腾这些的，自己画个图焊接个板子，真的还挺开心。所以打算自己弄一点硬件玩玩纯粹当爱好了。
关于这个东西需要有什么功能，还没有想好不过支持MQTT协议是一定要的，后台自己也能写Java还算熟悉，采用NETTY + MQTT应该是个不错的选择。

好了，说说方案，基本上选STM32F407这个呢，主要还是性价比高，这颗料真的是大杀器，这么强悍的资源才卖20块人民币，外设就不说了，片上RAM有196K。GSM/GPRS这种通信技术用于工业现场也有很多年了，典型的三表集抄行业用的比较多，前段时间还流言说2.5G基站会陆续停止服务，针对昂贵的频谱资源还真是有必要，停肯定是会的只是时间的问题了，没有那么快，今年很流行的NB-IOT还没有普及开来，还是用这种成熟的技术吧。RJ45接口主要考虑用于配置或者用于通信吧，类似串口服务器应用，研华的串口服务器菊花链RJ45接口的要卖2000+，这是品牌价值，太值钱了，关于菊花链方案已经选定了LAN9303这颗带SWITCH的PHY了，期待还有折腾下一版本的精力和热情吧。

关于GSM/GPRS为何选择SIMCOM的这个还是因为性价比，SIM800C的性价比太高了同样也是20块钱人民币，能做的事情也不少，前提是采用EAT开发模式，主频300M用户可用的RAM有800K，关这些资源我能干太多事情了。
当然软件上支持两种开发模式，EAT方式直接使用内置的RTOS+SOCKET资源（运行在MTK平台上），LWIP方式使用RTOS+PPP拨号（运行在407平台上）。当然有个更吸引我的地方，Porting一款成熟的组态软件实现拖拽配置串口服务器功能的细节问题。

以上是想法，所以前几天G20开会所幸在家里画图打板顺便买点工具，器件和焊台什么的，准备工作就这样开展了。

原理图
1）顶层图，很简单，就三小块。

2）电源，简单一些LDO吧，开关电源对我而言有点复杂了，第二版争取上。

3）SIM800C参考官方的硬件设计手册来。

4）STM32F407大杀器，这图得通用一些，后面可以复用，避免重复劳动。


Layout
1）顶层3D

2）底层3D


工具现买的
1）焊锡丝

2）烙铁头


焊接成品
1）正面

2）背面


装壳成功
1）正面

2）背面


硬件测试
1）RJ45

2）RS232


3）GPRS


测试用的console登陆界面，好像是13年弄得


一些问题
1）板子丝印太小了，看不清楚
2）RS232/RS485的RX和TX反了，RS232预留了0R电阻，可以交叉一下，RS485没法救了。

其他
1）大家觉得目前的rtu/dtu是否有什么需要改进的地方，功能上面的。
2）板子有多的，有感兴趣的可送空板子，邮费自理。
3）仅仅是兴趣，玩玩而已，后面的版本会考虑一些产品类型的东西。

电子微创意

nice

littleshrimp

外壳看起来不错，哪里能弄到？

lcofjp

楼主太厉害了，点赞！

wajuka

這个原理图看起来好漂亮，焊功了得 ， 楼主3.3V部分不用常见的1117是因为发热太严重了吗

lyzhangxiang

littleshrimp 发表于 2016-10-8 12:12
外壳看起来不错，哪里能弄到？

某宝上这种壳子还是挺多的

lyzhangxiang

lcofjp 发表于 2016-10-8 12:40
楼主太厉害了，点赞！

谢谢支持

lyzhangxiang

wajuka 发表于 2016-10-8 14:40
這个原理图看起来好漂亮，焊功了得 ， 楼主3.3V部分不用常见的1117是因为发热太严重了吗

层次原理图，可以参考软件examples下面的例子，这种结构方便二次利用
类似编程中写好接口下次直接引入即可，非常方便

lyzhangxiang

wajuka 发表于 2016-10-8 14:40
這个原理图看起来好漂亮，焊功了得 ， 楼主3.3V部分不用常见的1117是因为发热太严重了吗

另外，电源部分为了方便购买物料也采用了相同的ldo
这个版本电源没有做过多的考虑，仅仅是为了调试功能

下一版本采用开关电源，宽电压输入，用大电容续流保障gprs工作功率

lyzhangxiang

以上，一些资料用于感兴趣的坛友使用
其他资源靠大家自己折腾了，有问题跟帖交流哦

sch & bom & overlay.zip (2.13 MB, 下载次数: 66)

2016-10-8 21:16 上传

点击文件名下载附件

littleshrimp

littleshrimp 发表于 2016-10-8 12:12
外壳看起来不错，哪里能弄到？

谢谢
一直想弄个这样的外壳
某宝搜DTU外壳还真不少

soso

太赞啦，有兴趣的网友快跟帖，一起玩玩呗 嘿嘿

lyzhangxiang

soso 发表于 2016-10-9 09:42
太赞啦，有兴趣的网友快跟帖，一起玩玩呗 嘿嘿

多谢soso支持

wajuka

lyzhangxiang 发表于 2016-10-8 21:15
另外，电源部分为了方便购买物料也采用了相同的ldo
这个版本电源没有做过多的考虑，仅仅是为了调试功能
...

好像spx這个片子还挺贵的 我有个板子上面有网口和407还有一些其他东西，部分跑起来电流在130mA左右，全部跑起来接近200mA，用1117-3.3发热挺严重的 ，拆了片mic29302配成3.3V，替换1117，还是发热不轻 你的這个发热不

wajuka

lyzhangxiang 发表于 2016-10-8 21:13
层次原理图，可以参考软件examples下面的例子，这种结构方便二次利用
类似编程中写好接口下次直接引入即 ...

层次原理图挺好看的 只是没试过，主要是不怎么画板，画也是弄一些简单的自己的小玩意，

lyzhangxiang

wajuka 发表于 2016-10-9 12:07
好像spx這个片子还挺贵的 我有个板子上面有网口和407还有一些其他东西，部分跑起来电流在130mA左右，全部 ...

是会发热的，手册中有对应的计算功耗的公式
发热还是蛮严重的，所以下一版本还是用开关电源吧，效率高一点。

lyzhangxiang

wajuka 发表于 2016-10-9 12:08
层次原理图挺好看的 只是没试过，主要是不怎么画板，画也是弄一些简单的自己的小玩意，

是了，我也是第一次折腾层次原理图，结果TX和RX都搞反了。

wajuka

lyzhangxiang 发表于 2016-10-9 12:33
是了，我也是第一次折腾层次原理图，结果TX和RX都搞反了。

串口反了好像在软件上可以处理下 32好像有這个 SWAP啥的 忘了

wajuka

lyzhangxiang 发表于 2016-10-9 12:32
是会发热的，手册中有对应的计算功耗的公式
发热还是蛮严重的，所以下一版本还是用开关电源吧，效率高一 ...

除了有些占面积 开关电源还是好的多啊

lyzhangxiang

wajuka 发表于 2016-10-9 15:00
串口反了好像在软件上可以处理下 32好像有這个 SWAP啥的 忘了

F4太老了不支持，这个我第一反应也是这个
最终确认只有新出的才支持这个比如Lx/F7