基於Nuvoton NUC980DK61Y的工業遠程測控終端方案 PCB文件和原理

sii9000 · 发表于 2019-6-21 23:26:27

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物聯網發展已經帶動了各行各業，特別是IoT技術的發展和日趨成熟，它豐富了各種各樣的產品。比如在工業控制，設備監測，環境監測，智能電網，智慧水利以及智慧交通等行業應用。傳統RTU設備僅僅是支持GPRS無線格式，傳輸速率滿，並且存在一定局限性。隨著IoT技術的發展, 新型的RTU已經同時支持2G/3G/4G/NB-IoT/LoRa無線網絡，可傳輸視頻數據，同時網絡數據安全也得到保證，本地存儲的信息量越來越大，結合大數據分析可對網絡內的終端產品進行行業應用解析。
品佳集團一直致力於物聯網產品方案的設計與推廣，同時也會結合半導體廠家設計行業方案。本方案是基於基於Nuvoton NUC980DK61Y 工業遠程控制終端（RTU）方案，此方案採用Nuvoton最新的工業物聯網控制平台做主控單元，運行Linux，實現了遠程終端數據的監測，控制以及存儲，同時也可以將不同網絡格式的協議的數據進行轉換傳輸，最終可以通過4G網絡傳到雲端進行數據存儲查詢。方案的優勢是支持主控晶片內部集成多種硬體加密引擎，可以保住本地數據和雲端數據的安全性。同時只支持雙以太網接口，UART可支持到10路。目前該方案已經工業網關，設備監測／環境監測，智能電力行業都有產品在設計開發。

【場景應用圖】

【展示板照片】

【方案方塊圖】

【核心技術優勢】
（1）：電壓支持+12V/2A輸入。
（2）：支持Wi-Fi/4G連接雲端,同時支持多種網絡協議：MQTT,CoAP,HTTPQ,HTTPS。
（3）：硬體支持RS485/RS232 接口，協議部分支持RS485協議/MODBus協議。
（4）：硬體支持多達10路UART接口。
（5）：提供設備狀態指示燈。
（6）：支持10Mbps/100Mbps兩種方式接入Internet。
（7）：外擴大存儲容量Flash,可以實現數據長時間的本地保存。
（8）：內置RTC,掉電可自動計時，具有定點定時可以喚醒功能。
（9）：協議轉發：支持ZigBee網絡協議數據的收集以及節點控制,ZigBee模組支持ZigBee3.0/Pro。

【方案規格】
【NUC980DK61Y】
(1): ARM926EJ-S 核心, 最高運行速度 300 MHz, 16 KB 指令高速緩存 ( I-cache ) 和 16 KB 數據高速緩存 ( D-cache )。
(2): 內建 16 M / 64 M / 128 MB DDR II 內存。
(3):系統開機啟動：QSPI NAND／SPI Flash／NAND Flash /eMMC Flash/ SD Card/ USB Device。
(4): 加解密引擎: ECC-256/AES-256/RSA-2048/SHA-521/HMAC/隨機數生成器。
(5): 豐富的外設接口：10 組 UART 接口、雙以太網、4 組 CAN 2.0 B 、八組 USB Host 、雙 SDIO / eMMC 接口、NAND Flash 接口、QSPI NAND 接口、ISO-7816 接口和高速 USB 2.0 Host / Device等等。
(6):封裝：提供 64-pin、128-pin 和 216-pin LQFP 封裝，大幅減少 PCB 尺寸和降低電磁干擾 ( EMI )。

【Quectel BG96 Module】
(1): 支持FDD-LTE/TDD-LTE；EGPRS: 850/900/1800/1900Mhz
(2): 傳輸速率：downlink和uplink 最大傳輸速率都是375Kbps。
(3):接口支持：USB/UART/I2C。
(4): USB drivers for Windows 7/8/8.1/10, Linux and Android。
(5): 模組封裝大小：26.5mm × 22.5mm × 2.3。
(6): 模塊認證：
－GCF/Vodafone (Global)
－CE/Deutsche Telekom (Europe)
－AT&T/FCC/PTCRB/Verizon/T-Mobile*/Sprint* (North America)
－RCM/Telstra (Australia)
－IC/Telus/BELL* (Canada)
－Telefonica (Spain)
－JATE/KDDI/SoftBank/TELEC/DOCOMO* (Japan)
－KC/SKT/LGU+* (Korea)
－IFETEL (Mexico)
－IMDA (Singapore)
－NCC (Taiwan)
－CCC (China)

Name	Part Type	PCB Decal	Value
CN1	HEADER_2X2_0	CONS/2X2/2.54	HEADER2X2
CON1	POWER_JACK	POWRJACK\3P	DC-PLUG
CON2	HEADER_2	HEADER2/2.54MM_M	HEADER2/2.54mm_M
CON3	HEADER_5	CON/5X1/2.54	HEADER5/2.54mm_M
CON3(NC)1	HEADER_10	HEADER10/2.54MM_M	HEADER10/2.54mm_M
CON4	USB_TYPE_B_0	MICRO_USB_AB_LS	USB_MICRO_RECEP.
CON5	RJ45_SHLD_0	RJ45\8P\JA\LED	RJ-45 8P8C_LED R/A
CON6	CON2	HEADER_2X1_2.54MM	Spko
CON7	PHONEJACK_STEREO_SW_PJK-634_0	PHONE-PJK-631_1	EARPhone
CON8	B8502A-13SB-HPA_(T-FLASH_CARD)	B8502A-13SB-HPA	B8502A-13SB-HPA (T-Flash Card)
CON9	USB_TYPE_B_0	MICRO_USB_AB_LS	USB_MICRO_RECEP.
CON10	USB_TYPE_A_CONNECTOR	USB4P	USB_TYPE-A_RECAP.
CON11	HEADER_12X2_1	HEADER14X2/2.54MM_M	HEADER 14X2
D1	ZENAR_0	403A-03	SS24A
D2	ZENAR_0	403A-03	SS24A
D3	ZENAR_0	SOD-523	RB521S-30
D4	ZENAR_0	SOD-523	RB521S-30
F1	FUSE		FUSE(6V/1A)
F2	FUSE		FUSE(6V/1A)
JP1	CON2	HEADER_2X1_2.54MM	USB
K1	SW-S	STS-B5	Exit
K2	SW-S	STS-B5	Right
L1	INDUCTOR_IRON	SMTDR43	4.7uH
L2	INDUCTOR_IRON	SMTDR43	4.7uH
L3	INDUCTOR_IRON	SMTDR43	4.7uH
M1	MICROPHONE_2	9.7D2.54MM	MIC
NU1	NUEDU_NU1	SIP-8P	HEADER 2.54 8X1 female
NU2	NUEDU_NU6_2	HEADER10X1	HEADER 2.54 10X1 female
NU3	NUEDU_NU2_0	SIP-6P	HEADER 2.54 6X1 female
NU4	NUEDU_NU5_1	SIP-8P	HEADER 2.54 8X1 female
NU5	NUEDU_NU7	HEADER4X2	header 2.54 2X4 そ(タ) (NC)
Q1	NPN	SOT-23BEC	2N3904
Q2	MOSFET_P_4	SOT23-123	IS2303
RP1	R-PACK8_0	8P4RA	10K-8P4R
RR1	R-PACK8_0	8P4RA	10K-8P4R
RR2	R-PACK8_0	8P4RA	10K-8P4R
S1	SW2PHS	2P-1.2MM	VDD33
S2	SW2PHS	2P-1.2MM	VDD18
S3	SW2PHS	2P-1.2MM	VDD12
SW1	SW_DIP-2_0	DIPSWX2_2.54MM	DIP-SW2
SW2	SW-S	STS-B5	Reset
T1	1PAD	1PAD_1.25X1.25MM	RMICP
T2	1PAD	1PAD_1.25X1.25MM	RMICN
U1	APL3203A_1	TDFN2X2-8	APL3211A
U2	ZT7103S_0	TSOT-25	ZT7103T
U3	ZT7103S_0	TSOT-25	ZT7103T
U4	ZT7103S_0	TSOT-25	ZT7103T
U5	NUC970_19	LQFP-128	NUC980DK
U6	NUC101_QFN_0	QFN33_5X5	NUC123ZD4AN0
U7	W25Q128BV_4	SOIC16_300	W25Q128BV
U8	W55X10_3	SOIC8_208_EP	W25N01GVZE1G
U9	IP101GA_2	QFN32	IP101GR
U10	PE-68515_1	ST6200T	TS8121C
U11	NAU8501_0	QFN32L_5X5MM\0.5MM_PITCH	NAU8822L
X1	MA306/SM_2	XTAL_2P/1.5MM	TXC-9H T9 SMD 32.768KHz 30ppm
X2	CRYSTAL_SMD_2	TXC7M-3.2X2.5MM	12MHz
X3	CRYSTAL_SMD_2	TXC7M-3.2X2.5MM	12MHz
X4	CRYSTAL_SMD_2	TXC7V-3.2X2.5MM	25MHz