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[STM32F4] LAN8720+SIM800工业物联网RTU

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 楼主| lyzhangxiang 发表于 2016-10-9 12:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
LAN8720, SIM800, 工业物联网, RS, AC
本帖最后由 lyzhangxiang 于 2016-10-9 12:44 编辑

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*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*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。
top.jpg

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。



以上，最后一点资料，供参考学习。
sch bom overlay.zip (2.13 MB, 下载次数: 100)
ppp.zip (121.26 KB, 下载次数: 103)




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mmuuss586 发表于 2016-10-9 13:12 | 显示全部楼层
谢谢分享；
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ningtao66 发表于 2016-10-9 14:00 | 显示全部楼层
设计思路很清晰,值得参考. DTU还是要看软件平台的稳定性如何. 最近一直在用DTU, 传输照片时这种通过串口上传的方案速度非常慢,无法忍受, 改用4G无线路由器来上传了.  建议楼主可以考虑下4G的无线数传模块.
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 楼主| lyzhangxiang 发表于 2016-10-9 15:46 | 显示全部楼层
mmuuss586 发表于 2016-10-9 13:12
谢谢分享；

谢谢版主
第一次在21ic发表主题
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 楼主| lyzhangxiang 发表于 2016-10-9 15:48 | 显示全部楼层
ningtao66 发表于 2016-10-9 14:00
设计思路很清晰,值得参考. DTU还是要看软件平台的稳定性如何. 最近一直在用DTU, 传输照片时这种通过串口上 ...

嗯DTU稳定性是个难题，需要更多的现场应用验证。
4G无线路由一般都是直接上linux的吧，也折腾过一些，有空来个帖子。
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dwdsp 发表于 2016-10-10 08:22 | 显示全部楼层
似乎成品都是一个模样啊！
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pener 发表于 2016-10-10 09:28 | 显示全部楼层
不错不错，学点东西
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wt.liu 发表于 2016-10-10 09:46 | 显示全部楼层
这个很好
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michael_llh 发表于 2016-10-10 10:50 | 显示全部楼层
很不错的分享，顶一个！
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华丽生活 发表于 2016-10-12 15:56 | 显示全部楼层
这个画图软件出的这个3D效果图不错，你用的是神马呀？
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lhkjg 发表于 2016-10-14 16:34 | 显示全部楼层
不错，这个就可以当成品卖了，不知道楼主如何联系，对楼主的东西很有兴趣
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 楼主| lyzhangxiang 发表于 2016-10-17 11:02 | 显示全部楼层
lhkjg 发表于 2016-10-14 16:34
不错，这个就可以当成品卖了，不知道楼主如何联系，对楼主的东西很有兴趣 ...

好的，已经发您站内信
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yiyigirl2014 发表于 2016-10-17 11:30 | 显示全部楼层
基本概念RTU（远程终端单元），英文全称RemoteTerminalUnit，中文全称为远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。
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yiyigirl2014 发表于 2016-10-17 11:32 | 显示全部楼层
这个是GPRS的数据通信吗，可以支持3G网不，GPRS数据信号慢。
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mark0668 发表于 2016-10-17 13:12 | 显示全部楼层
谢谢分享；
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xinhetian 发表于 2016-10-26 17:15 | 显示全部楼层
谢谢分享
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lianfutiana 发表于 2016-11-3 09:55 | 显示全部楼层
建议用SIM800L
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liang890319 发表于 2016-11-14 15:29 | 显示全部楼层
STM32F4 RJ45 TCP GPRS  FREERTOS 会火
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yqdz2005 发表于 2017-10-24 18:10 | 显示全部楼层
谢谢分享
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shw_0320 发表于 2018-7-9 15:57 | 显示全部楼层
liang890319 发表于 2016-11-14 15:29
STM32F4 RJ45 TCP GPRS  FREERTOS 会火

给个烙印 今年已经火了
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