技术领域
[0001] 本实用新型涉及电子价签系统技术领域，尤其涉及电子价签系统中的基站。
背景技术
[0002] 电子价签系统是一种环保、高效的价格展示系统，它由
节点、基站及
服务器三大部分组成。节点即显示终端，一般由墨
水屏及通讯
控制器组成，每个节点物理上形成自封闭的结构，节点具有低能耗、高灵活性的要求，决定其一般只能使用独立
电池供电，因此，节点需要依靠部署在本地的基站进行数据传输的延伸。基站由性能稍强的处理器搭配相应的通讯模
块组成，基站一方面与特定范围内的一个或多个节点组成低速局域网，另一方面通过网线或其他物理连接方式接入稳定、高速的通讯网络，与服务器进行数据交换，由此可见此类系统都无法避免地需要设置基站作为局域网节点的联网中转。
[0003] 对于不同的系统架构，基站端有不同的
硬件及技术选型，由于价签节点所使用的低速射频通讯方式BLE、Zigbee、LoRa等一般由特定芯片实现，基站端必然需要使用与其协议匹配的芯片作收发器，
主控制器仅需对节点上传的数据包进行处理后，通过广域网转发至服务器，并对服务器返回的响应数据包进行处理下发至节点。
数据处理及发生在应用层，芯片间通过外设
接口进行数据传输，主控负载不大，出于成本考虑部分实现使用系统资源受限的主控芯片。然而该类芯片通常针对固定的架构及协议，当系统需要添加特定的功能时，无法在不更换硬件的情况下进行扩展及更新。
[0004] 面对不同的需求，底层所选用的协议可能需要进行调整，但是芯片间的接口发展速度相对缓慢得多，因而基站在设计时仅提供通用接口，根据不同应用场景选用不同模块进行接入，可以在不影响其整体
电路布局的情况下进行匹配。
[0005] 对于智能硬件而言，系统及应用
软件的热更新显得尤为重要。面对日益增长的软件需求，硬件上搭载软件不进行
迭代更新不可能进行BUG修复或特性引入，可选地在出厂程序预留更新接口为远程升级功能提供可能性。同时，必须建立有效的问题反馈及调试机制，在程序出现问题的情况下能快速地
定位问题，及时进行修复及更新。基站入网只需保证网线连接正常即可，基站自动配置相关网络信息，同时提供手动配置的接口，以满足高级用户配置方式。然而，目前电子价签系统的基站在上述功能方面显然是比较缺乏的。实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种可提高用户使用的便利性，可根据未来不同需求更换相应模块进行适配、能实现基站程序的远程更新的适应性更广的电子价签基站。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种适应性更广的电子价签基站，包括有控制器、供电模块及通讯部分，供电模块接入控制器以提供
电能，通讯部分与控制器连接；其特征在于：通讯部分包括有以太网模块、USB 2.0模块及USART模块，以太网模块与服务器对接，USB 2.0模块及USART模块分别与节点价签对接；以太网模块的接口芯片U7型号为RTL8211E，芯片U7与RJ45接口通过四组差分的GMAC_TRX
信号线相连，与控制器MAC之间通过两组接口GMAC_TX及GMAX_RX相连，其VCC3P3_PHY引脚由外设供电模块提供电源，而其VCC1P05_PHY引脚由芯片内部
电压转换模块经REGOUT_PHY输出提供电源；USB 2.0模块的芯片U10型号为USB2514B，芯片U10与控制器间通过一组差分线USB_HOST_D相连接，将来自控制器的数据通过四组差分线D1-D4转发至相应的价签节点，其USBHUB_RST引脚连接控制器的USB复位引脚，用于USB初始化；芯片U10的VCC3P3引脚与外设供电模块的稳压输出相接，提供芯片U10的工作电压。
[0008] 芯片U7的工作时钟由外部24MHz晶振及与之匹配的负载电容及负载
电阻组成，芯片工作模式通过三个引脚，即引脚SELREV、引脚AIN0和引脚AIN1进行配置，模式
选定为GMII/RGMII自协商工作模式。
[0009] 芯片U10的工作时钟由外部24MHz晶振、负载电阻及负载电容提供，通过芯片U10的CRFLT引脚及PLLFLT引脚外接滤波电容以保证内部电路的
稳定性。
[0010] 所述供电模块包括有主供电稳压模块和主供电电压转换模块，主供电稳压模块的输入端与适配器或PoE供电输出相连接，自恢复保险丝F1形成过流保护结构，稳压
二极管D3形成5V稳压结构；元件U1的型号FDS4435，其为P
沟道MOSFET管，与
三极管Q1组成主供电输出控制，当主供电电压过高时，三极管Q1被电阻R4拉至低电平而开通，使集
电极与发射极相通，MOSFET管U1的源极及栅极电压差小于导通电压，漏极输出关断，保护后续电路不受损；当主供电电压正常时，三极管Q1关断，MOSFET管U1的源漏极间正常导通，主供电输出正常。
[0011] 所述主供电电压转换模块分为处理器核心供电模块及外设供电模块，核心供电模块由同步变压转换器U5及反馈电路组成；同步变压转换器U5的型号为TPS5432，其VIN引脚接主供电稳压模块的输出电源，其EN引脚为芯片使能引脚，电压输出VBAT+经转换后的输出经分压电阻R14、分压电阻R40、分压电阻R41及电容C130由VSENSE引脚反馈至同步变压转换器U5形成稳定的电压输出，为处理器提供核心供电。
[0012] 外设供电模块采用AMS1117低压差调节器为以太网模块接口芯片U7及USB2.0模块芯片U10提供供电，其VIN引脚接主供电稳压模块的输出端提供电源输入，其ADJ引脚通过电阻R141和R142分压形成反馈调节，通过选用适当的阻值使低压差调节器的VOUT引脚稳定输出3.3V电压。
[0013] 控制器采用部署定制有Linux系统作为通用的软件底层、支持USART、USB、TCP/IP通讯库的
多核处理器，其型号可选用S5P4418。
[0014] 基站上电后即进入启动流程，依次经过Bootloader、Linux系统初始化及主程序启动三个步骤后处于工作状态。其中以太网模块、USB模块及USART接口模块的初始化发生在系统初始化阶段，当网线正常接通时，系统通过内置脚本自动配置相关的网络信息，进入工作状态后接入模块的串口保持打开状态准备处理节点
请求的数据包。
[0015] 当接插在板上的射频模块接收到来自价签节点合法的数据包时，对数据包进行解析。当主程序接收到更新显示信息的请求时，通过HTTP协议向服务器请求相应价签的显示信息，当有信息需要进行刷新时，主程序在基站内部
存储器缓存该信息，并发送给价签节点有信息需要刷新的通知，价签依次向基站请求显示信息的分包。
[0016] 价签接收完毕全部显示信息，刷新完成后向基站发送刷新完成的通知，基站接收后转发到服务器，标识此次更新的显示信息成功刷新，即完成一个显示下发的流程。
[0017] 当多个价签同时请求更新显示信息时，基站端可根据对应模块通道及数据包的上下文信息下发正确的数据包，实现多个价签节点同时更新。
[0018] 本
发明新型的以太网模块通过HTTP协议与服务器通讯，通过串口与射频模块对接实现基本数据转发功能，增加了设备即插即用功能，提高了用户使用的便利性；通过提供通用接口可实现在
底板硬件设计不变的
基础上，根据未来不同需求更换相应模块进行适配，同时提供软件热更新接口及调试接口实现基站程序的远程更新及问题定位功能，从而还提高了基站的适应能
力。
附图说明
[0019] 图1为本实用新型功能模块图；
[0020] 图2为主供电稳压模块电路图；
[0021] 图3为处理器核心供电模块电路图；
[0022] 图4为外设供电模块电路图；
[0023] 图5为以太网接口芯片电路图；
[0024] 图6为以太网接口芯片工作时钟电路；
[0025] 图7为USB 2.0芯片电路图；
[0026] 图8为USB 2.0芯片工作时钟电路。
具体实施方式
[0027] 本
实施例中，参照图1、图5和图7，所述适应性更广的电子价签基站，包括有控制器、供电模块及通讯部分，供电模块接入控制器以提供电能，通讯部分与控制器连接；其特征在于：通讯部分包括有以太网模块、USB 2.0模块及USART模块，以太网模块与服务器对接，USB 2.0模块及USART模块分别与节点价签对接；以太网模块的接口芯片U7型号为RTL8211E，芯片U7与RJ45接口通过四组差分的GMAC_TRX信号线相连，与控制器MAC之间通过两组接口GMAC_TX及GMAX_RX相连，其VCC3P3_PHY引脚由外设供电模块提供电源，而其VCC1P05_PHY引脚由芯片内部电压转换模块经REGOUT_PHY输出提供电源；USB 2.0模块的芯片U10型号为USB2514B，芯片U10与控制器间通过一组差分线USB_HOST_D相连接，将来自控制器的数据通过四组差分线D1-D4转发至相应的价签节点，其USBHUB_RST引脚连接控制器的USB复位引脚，用于USB初始化；芯片U10的VCC3P3引脚与外设供电模块的稳压输出相接，提供芯片U10的工作电压。
[0028] 参照图6，芯片U7的工作时钟由外部24MHz晶振及与之匹配的负载电容及负载电阻组成，芯片工作模式通过三个引脚，即引脚SELREV、引脚AIN0和引脚AIN1进行配置，模式选定为GMII/RGMII自协商工作模式。
[0029] 参照图8，芯片U10的工作时钟由外部24MHz晶振、负载电阻及负载电容提供，通过芯片U10的CRFLT引脚及PLLFLT引脚外接滤波电容以保证内部电路的稳定性。
[0030] 参照图2，所述供电模块包括有主供电稳压模块和主供电电压转换模块，主供电稳压模块的输入端与适配器或PoE供电输出相连接，自恢复保险丝F1形成过流保护结构，稳压二极管D3形成5V稳压结构；元件U1的型号FDS4435，其为P沟道MOSFET管，与三极管Q1组成主供电输出控制，当主供电电压过高时，三极管Q1被电阻R4拉至低电平而开通，使集电极与发射极相通，MOSFET管U1的源极及栅极电压差小于导通电压，漏极输出关断，保护后续电路不受损；当主供电电压正常时，三极管Q1关断，MOSFET管U1的源漏极间正常导通，主供电输出正常。
[0031] 参照图3和图4，所述主供电电压转换模块分为处理器核心供电模块及外设供电模块，核心供电模块由同步变压转换器U5及反馈电路组成；同步变压转换器U5的型号为TPS5432，其VIN引脚接主供电稳压模块的输出电源，其EN引脚为芯片使能引脚，电压输出VBAT+经转换后的输出经分压电阻R14、分压电阻R40、分压电阻R41及电容C130由VSENSE引脚反馈至同步变压转换器U5形成稳定的电压输出，为处理器提供核心供电。
[0032] 外设供电模块采用AMS1117低压差调节器为以太网模块接口芯片U7及USB2.0模块芯片U10提供供电，其VIN引脚接主供电稳压模块的输出端提供电源输入，其ADJ引脚通过电阻R141和R142分压形成反馈调节，通过选用适当的阻值使低压差调节器的VOUT引脚稳定输出3.3V电压。
[0033] 控制器采用部署定制有Linux系统作为通用的软件底层、支持USART、USB、TCP/IP通讯库的多核处理器，其型号可选用S5P4418。
[0034] 基站上电后即进入启动流程，依次经过Bootloader、Linux系统初始化及主程序启动三个步骤后处于工作状态。其中以太网模块、USB模块及USART接口模块的初始化发生在系统初始化阶段，当网线正常接通时，系统通过内置脚本自动配置相关的网络信息，进入工作状态后接入模块的串口保持打开状态准备处理节点请求的数据包。
[0035] 当接插在板上的射频模块接收到来自价签节点合法的数据包时，对数据包进行解析。当主程序接收到更新显示信息的请求时，通过HTTP协议向服务器请求相应价签的显示信息，当有信息需要进行刷新时，主程序在基站内部存储器缓存该信息，并发送给价签节点有信息需要刷新的通知，价签依次向基站请求显示信息的分包。
[0036] 价签接收完毕全部显示信息，刷新完成后向基站发送刷新完成的通知，基站接收后转发到服务器，标识此次更新的显示信息成功刷新，即完成一个显示下发的流程。
[0037] 当多个价签同时请求更新显示信息时，基站端可根据对应模块通道及数据包的上下文信息下发正确的数据包，实现多个价签节点同时更新。
[0038] 以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本
申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
