一种物联网系统开发板的制作方法

1.本发明涉及联网开发技术领域，具体为一种物联网系统开发板。


背景技术：

2.物联网起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命，物联网是指通 过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息 传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功 能。
3.现有技术中一种物联网系统开发板缺点不足：
4.1、对比文件cn203084709u，刚公开了一种多功能物联网系统开发板，“包 括核心板和底板；所述核心板设置微控制器；所述底板设置一个以上的标准 接口和一个以上的功能电路；所述微控制器分别与所述标准接口和所述功能 电路连接，通过配置大量的标准接口，具有应用范围广、通用性强以及有利 于对物联网系统进行原始开发等优点”，但该专利中没有板载常用传感器对 于一些常用的led和光线感应及环境温湿度的实验及案例需要外接传感器才 能实现，不利于开发者的使用体验；
5.2、现有技术中一种物联网系统开发板，目前市场上的物联网开发板在进 行开发时效率不高，现有的物联网开发板没有常用的锂电池的dc接口不方便 连接锂电池实现移动使用；
6.3、现有的物联网系统开发板中gpio引脚并没有完全拓展出常用的3pin 接口，不方便直连常用传感器使用，必须借助面包板或者其他扩展板才能连 接使用。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种物联网系统开发板，以解决上述背景技术中 提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，包括以下所述工作步骤：
9.一、usb接口部分；
10.二、锂电池接口；
11.三、压降稳压部分和usb转接部分；
12.四、预留电源接口；
13.五、boot与rst按钮；
14.六、iic接口和uart接口；
15.七、高精度温湿度模块、环境光传感器模块和高亮led模块；
16.八、数字引脚接口和模拟引脚接口；
17.九、核心芯片。
18.优选的，所述步骤一中usb接口部分如图3所示：usb接口采用micro
‑
usb
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smd封装，在5v电源上加肖特基二极管实现单向导通防止反流保护电路。
19.优选的，所述步骤二中锂电池接口如图4所示：锂电池dc接口采用dc
‑
in
‑
th_dc
‑
005封装，支持7.4v~15v锂电池输入，在电源线路上加肖特基二极管实现单向导通防止反流保护电路。
20.优选的，所述步骤三中压降稳压部分如图5所示：降压稳压部分采用ams1117
‑
3.3封装，可将锂电池接口的电源输入降为芯片所需的3.3v电压，在接入减压稳压模块前采用０．１ｕ和１０ｕｆ的两个电容来进行滤波，使输出的直流电压更加平滑稳定；所述步骤三中usb转接部分如图6所示：usb转接部分采用ｃｐ２１０ｎ－ａ０２封装，cp２１０２n是ｕｓｂ－ｕａｒｔ转接芯片，可通过驱动程序将pc的usb口虚拟成ｃｏｍ口以达到扩展和连接主板上传程序的作用。此外还可以通过芯片内部电压调节输出３.３v电压。
21.优选的，所述步骤四中预留电源接口如图7所示：采用排针的方式预留两路３.３v和两路５v常用电源接口。
22.优选的，所述步骤五中boot与rst按钮如图8所示：使用两个按钮采用上拉电阻连接gpio0口和en口来控制程序的上传模式和主板的程序重置。
23.优选的，所述步骤六中iic接口如图9所示：采用排针的方式预留常用的iic的接口，方便拓展常用传感器；所述步骤六中uart接口如图10所示：采用iic接口连接板载sht３１高精度温湿度传感器，方便实验和教学案例直接调用。
24.优选的，所述步骤七中高精度温湿度模块如图11所示：采用iic接口连接板载sht３１高精度温湿度传感器，方便实验和教学案例直接调用；所述步骤七中环境光传感器模块如图12所示：采用数字接口ｇｐｉｏ３４连接板载高亮ｌｅｄ，方便实验和教学案例直接调用；所述步骤七中高亮led模块如图13所示：采用数字接口ｇｐｉｏ３４连接板载高亮ｌｅｄ，方便实验和教学案例直接调用。
25.优选的，所述步骤八中数字引脚接口如图14所示：采用排针方式预留gpio２５、gpio２６、gpio２７、gpio１４、gpio１２、gpio１３、gpio１７、gpio１６、gpio４、gpio２、gpio１５，１２个数字接口；所述步骤八中模拟引脚接口如图15所示：采用排针方式预留gpio３４、gpio３５、gpio３２、gpio３３，４个模拟接口。
26.优选的，所述步骤九中核心芯片如图16所示：核心芯片采用ｅｓｐ３２－s，总共引出30个接口用于常用扩展接口调用和板载传感器的连接。
[0027][0028]
[0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0047]
1、与现有技术相比，该物联网开发板增加了常用的板载传感器，无需外 接传感器可直接调用led和光线感应及环境温湿度的实验和教学案例，免去 了复杂的连线过程，提高了开发者和师生的使用体验。
[0048]
2、与现有技术相比，该物联网开发板增加了锂电池的dc接口可以方便 连接锂电池，不再受到电源插头及电源线的长度约束，可长距离大范围的移 动使用。
[0049]
3、与现有技术相比，该物联网开发板gpio扩展接口设置丰富合理，除 常用3pin接口以外，还有2路iic接口和2路uart接口。可直连常用的各 类传感器方便开发使用与教学案例的教学演示。开发板结构设计合理，有利 于提高开发及教学效率。
附图说明
[0050]
图1为本发明的pcb示意图；
[0051]
图2为本发明的整体原理图；
[0052]
图3为本发明的usb接口部分结构原理图；
[0053]
图4为本发明的锂电池dc接口结构原理图；
[0054]
图5为本发明的降压稳压部分结构原理图；
[0055]
图6为本发明的usb转接部结构原理图；
[0056]
图7为本发明的预留电源接口结构原理图；
[0057]
图8为本发明的boot与rst按钮结构原理图；
[0058]
图9为本发明的iic接口结构原理图；
[0059]
图10为本发明的uart接口结构原理图；
[0060]
图11为本发明的高精度温湿度模块结构原理图；
[0061]
图12为本发明的环境光传感器模块结构原理图；
[0062]
图13为本发明的高亮led模块结构原理图；
[0063]
图14为本发明的数字引脚接口结构原理图；
[0064]
图15为本发明的模拟引脚接口结构原理图；
[0065]
图16为本发明的核心芯片结构原理图。
具体实施方式
[0066]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0067]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外
”ꢀ“
前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化 描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的 方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0068]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以 是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械 连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0069]
实施例一：
[0070]
请参阅图1和图2，本发明提供的一种实施例，一种物联网系统开发板， 开发板所用核心芯片为esp32
‑
s。在开发板上设计了芯片供电模块，芯片程序 上传模块，芯片引脚扩展模块及多种板载传感器直连芯片相关引脚，此开发 板采用esp32
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s芯片模组，在此芯片模组基础上引出常用的数字接口和模拟 接口，每个接口搭配vcc引脚和gnd引脚组成常用3pin数据接口方便使用， 另外引出两路i2c接口，2路uart接口，为不同的传感器接口分组，从而实 现无障碍开发，另外设计了微型usb连接器和usb
‑
uart转换器与复位和下载 按钮方便usb供电与程序上传，此外优化了引脚布局，单独引出两路3.3v与 5v供电，可为外部元器件供电，方便开发使用。另外通过板载的高亮led、 高精度温湿度传感器、环境光线传感器方便的做前期教学研发试验，使用此 物联网开发板制作了物联网开关，物联网窗帘，物联网灌溉系统，物联网照 明系统均正常使用运行良好。
[0071]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。