USB接口微型無線串口設計

摘要 RS-232是異步通信中應用廣泛的通訊協議之一，廣泛應用于終端設備之間的相互通信。無線通信取代有線通信是技術發展的趨勢，小巧精致便攜是技術應用的需要，為此，文中利用主流USB接口加無線通信技術，開發出簡單實用的USB無線串口。介紹了USB接口微型無線串口的制作方法，尺寸僅為54 mm×18 mm，體積小巧、攜帶方便、傳輸距離>100 m、性能穩定可靠，可廣泛應用于各種實際場合。
關鍵詞 RS-232；微型；USB無線串口

RS-232串行協議是標準總線，廣泛應用于各種設備之間的通信。隨著電子技術的發展，筆記本電腦逐漸取代臺式機成為個人PC的主流，而筆記本去除了9針串行通信接口，取而代之是USB接口，使得筆記本串行通信受阻。而一般的串口通信距離短、接線復雜。為此，文中制作一種USB型接口的無線串口，其接插方便、小巧精致、簡單實用，更適合辦公室、實驗室及戶外設備之間的通信。

1 無線串口設計原理
1．1 總體框架圖
硬件總體結構如圖1所示，基本原理為：串口數據從USB接口進入，經過USB轉串口芯片將USB封裝的包轉成RS232形式的數據，再通過無線射頻芯片由天線發送出去。

1．2 具體特點
當空間中存在多個無線串口設備時，能識別出各個設備的身份，通過交互后能跟目的設備建立無線連接通道，并能互發數據。例如：當空間中存在A，B，C，D這4個無線串口時，A要給D發送數據，通過A與D的交流，A能準確地將數據發送給D而不會影響到B和C。
RS-232在沒有Modem情況下，傳輸距離為15 m以內，15 m的線長笨重復雜，布線繁瑣，還會產生電磁干擾、信號衰減嚴重。采用無線傳輸技術，避免復雜的布線，且傳輸距離長，能較好地解決長距離傳輸問題。
尺寸為：54mm×18 mm，與U盤大小類似，精致方便，適合戶外、辦公室使用。

2 芯片選擇
因為尺寸上的要求，選擇的芯片尺寸應盡量小，而且外圍簡單，性能穩定并且價格要合理。
2．1 USB轉串口芯片
USB轉串口芯片選擇性價比高的PL2303HX，如圖2所示，特性如下：(1)支持全速USB V2．0。(2)片內擁有5 V轉3 V的穩壓器，12 MHz晶體振蕩。(3)支持全雙工串口，6個調制解調控制腳(RTS，CTS，DTR，DSR，DCD，RI)。(4)獨立的串口電源。(5)可編程速率75 bit·s-1～6 Mbit·s-1。