[0001] 本实用新型涉及无线传输技术领域，尤其涉及一种多协议无线通信模组及多协议无线通信设备。

[0002] 随着蓝牙、WiFi以及LoRa等无线技术的进步，物联网也得到了大幅度的发展。

[0003] 大多数物联网设备接入互联网，都需要物联网关作为桥梁。基于蓝牙或WiFi等无线技术的网关，都可以方便地通过用户手机的蓝牙或WiFi与物联网设备或网关交互，从而实现物联网设备首次接入的配置。

[0004] LoRa作为一种长距离通信技术，相对蓝牙或WiFi，更适用于户外长距离通信的物联网设备，其网关大多与物联网设备距离较远，而用户手机一般不具备LoRa通信协议，要实现物联网设备首次接入的配置，就需要借助蓝牙或WiFi等技术，如何将物联网设备可以直接采用LoRa技术接入互联网，是目前急需解决的问题。实用新型内容

[0005] 针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种多协议无线通信模组及多协议无线通信设备。

[0006] 本实用新型实施例第一方面提供一种多协议无线通信模组，所述多协议无线通信模组至少包括主控制模块和收发模块，其中，所述主控制模块与所述收发模块相连；

[0007] 所述收发模块分别与全球导航卫星定位模块和WiFi模块相连；所述收发模块还通过转换模块与低功耗广域网天线相连；

[0008] 所述主控制模块分别与近距离无线通信模块和通用串行总线模块相连。

[0009] 可选地，所述收发模块的第三十管脚通过电容C14和电容C17与射频开关的第九管脚相连；

[0010] 所述射频开关的第十一管脚通过电感L19与LORA天线相连；

[0011] 所述射频开关的第一管脚通过电容C5、电感L2、电感L1与所述收发模块的第三十二相连，所述电感L1还通过电感L5、电感L6与收发模块的第三十一管脚相连；

[0012] 所述射频开关的第三管脚通过电容C6、电感L4、电感L3与所述收发模块的第三十一管脚相连。

[0013] 可选地，所述射频开关为SKY13373芯片。

[0014] 可选地，所述收发模块的第二十八管脚通过电容C18、电容C19和电感L11与全球导航卫星定位模块的天线相连。

[0015] 可选地，所述收发模块的第二十六管脚通过电感L13、电感L12和电容C27与WI F I天线相连。

[0016] 可选地，所述主控制模块的H23管脚与电感L17的第一端相连，电感L17的第二端分别与电容C57的第一端、电感L18的第一端相连，电容C57的第二端、电感L18的第二端分别与电容C58的第一端相连，电容C58的第二端与蓝牙天线相连。

[0017] 可选地，所述主控制模块为nRF52840芯片。

[0018] 可选地，所述收发模块为LR1110芯片。

[0019] 可选地，所述多协议无线通信模组为20mm*20mm的模组，该模组的厚度为2.3mm，其中，所述nRF52840芯片通过SPI总线与LR1110芯片连接。

[0020] 本实用新型实施例第二方面提供一种多协议无线通信设备，包括如第一方面所述的任一多协议无线通信模组。

[0021] 本实用新型实施例提供的技术方案中，多协议无线通信模组至少包括主控制模块和收发模块，其中，所述主控制模块与所述收发模块相连；所述收发模块分别与全球导航卫星定位模块和Wi F i模块相连；所述收发模块还通过转换模块与低功耗广域网天线相连；所述主控制模块分别与近距离无线通信模块和通用串行总线模块相连，本实用新型实施例将多协议无线模块和低功耗LoRa收发器结合，组成一个多协议无线通信模组，多协议无线模块作为主控制器，可以实现蓝牙、NFC和GPIO等功能，同时它也是LoRa应用层程序的载体，控制收发芯片实现LoRa协议的收发、GNSS定位以及Wi F i信号扫描等功能。

[0032] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0033] 名词解释：

[0034] SP3T：单刀三掷开关；

[0035] LoRa：低功耗广域网路；

[0036] TCXO：温补晶振；

[0037] CRY：晶振；

[0038] GNSS：全球导航卫星系统；

[0039] BT：蓝牙；

[0040] GPIO：通用输入输出；

[0041] NFC：近场通信；

[0042] I2C：是双向二线制同步串行总线；

[0043] SWD：是一种国际标准测试协议(I EEE 1149.1兼容)，主要用于芯片内部测试；

[0044] USB：是连接电脑与设备的一种序列汇流排标准，也是一种输入输出(I/O)连接埠的技术规范，广泛应用于个人电脑和行动装置等资讯通信产品，并扩展至摄影器材、数位电视(机上盒)、游戏机等其它相关领域。

[0045] D IO：数字输入输出；

[0046] AI N：模拟输入；

[0047] VBUS：USB模块的输入信号，用于在自供电(VDD供电)模式下判断USB总线是否连接上；

[0048] 请参阅图1，为本实用新型实施例中提供的多协议无线通信模组的结构示意图，多协议无线通信模组至少包括主控制模块102和收发模块101，其中，主控制模块102与收发模块101相连；

[0049] 收发模块101分别与全球导航卫星定位模块103和Wi F i模块104相连；收发模块还通过转换模块105与低功耗广域网天线相连；

[0050] 主控制模块102分别与近距离无线通信模块106和通用串行总线模块107相连。

[0051] 如图2所示，LR1110作为LoRa多协议收发器，具有高功率LoRa输出、低功率LoRa输出、LoRa接收、GNSS接收以及Wi F i信号接收射频通路；

[0052] SP3T由软件控制对LoRa通信的高功率输出、低功率输出和接收通路进行选择；

[0053] 模组内置32MHz TCXO为LoRa提供稳定时钟，以适应苛刻的室外工作温度环境；

[0054] 模组内置32K低频时钟为LoRa休眠提供定时唤醒；

[0055] 模组内为每路射频信号集成了滤波器和阻抗匹配；

[0056] nRF52840作为应用程序的载体，通过SPI总线与LR1110连接，实现LoRa的收发信、GNSS接收和WiFi扫描等控制；同时也可通过自身集成的2.4G射频功能，实现蓝牙、Zi gebee、Thread以及NFC等功能；通过将剩余的GPIO和USB等资源连接到模组外部，实现连接传感器、控制器等功能的扩展；

[0057] 32MHz晶振为nRF52840提供工作时钟；

[0058] 本实用新型实施例还包括加密认证芯片作为选配，为安全应用提供加密验证机制；

[0059] VDD LR和VDD nRF作为电源输入，为模组内电路供电。

[0060] 如图3所示，收发模块的第三十管脚通过电容C14和电容C17与射频开关的第九管脚相连；

[0061] 射频开关的第十一管脚通过电感L19与LORA天线相连；

[0062] 射频开关的第一管脚通过电容C5、电感L2、电感L1与收发模块的第三十二相连，电感L1还通过电感L5、电感L6与收发模块的第三十一管脚相连；

[0063] 射频开关的第三管脚通过电容C6、电感L4、电感L3与收发模块的第三十一管脚相连。

[0064] 可选地，射频开关为SKY13373芯片。

[0065] 可选地，收发模块的第二十八管脚通过电容C18、电容C19和电感L11与全球导航卫星定位模块的天线相连。

[0066] 可选地，收发模块的第二十六管脚通过电感L13、电感L12和电容C27与WI F I天线相连。

[0067] 如图4和图5所示，主控制模块的H23管脚与电感L17的第一端相连，电感L17的第二端分别与电容C57的第一端、电感L18的第一端相连，电容C57的第二端、电感L18的第二端分别与电容C58的第一端相连，电容C58的第二端与蓝牙天线相连。

[0068] 其中，该蓝牙天线即为NRF天线，但该模块支持多种通信协议，其工作频率在2.4GHz～2.5GHz，也可以称之为2.4G天线。

[0069] 可选地，主控制模块为nRF52840芯片。

[0070] 可选地，收发模块为LR1110芯片。

[0071] 如图6所示，nRF52840芯片通过SPI总线与LR1110芯片连接，然后构成多协议无线通信模组，该模组的尺寸如图7‑图10所示，例如，该多协议无线通信模组为20mm*20mm的模组；该模组的厚度为2.3mm，各个焊盘之间的尺寸如图9‑图10所示。

[0072] 该模组的各个管脚的定义如表1所示：

[0073] 表1

[0074]

[0075]

[0076]

[0077]

[0078] 本实用新型实施例还提供一种多协议无线通信设备，包括上述任一多协议无线通信模组。

[0079] 本实用新型实施例将的多协议无线SoC nRF52840(低功耗蓝牙模块)和低功耗LoRa收发器结合，组成一个多协议无线通信模组。nRF52840作为主控制器，可以实现蓝牙、NFC和GPIO等功能，同时它也是LoRa应用层程序的载体，控制LR1110收发芯片实现LoRa协议的收发、GNSS定位以及WiFi信号扫描等功能，可以方便的通过蓝牙或者NFC这些手机自带的功能，对产品进行初次组网的配置，降低了用户使用门槛，提高了市场竞争力。

[0080] 本实用新型实施例支持多种物联网常用的射频通信协议，至少包括WiFi、蓝牙、Zigbee、Thread、GNSS、LoRa等通信协议，为物联网产品设计提供了高度的自由度，方便集成开发。由于模组高度集成了射频相关的电路，并且通过了多个国家的认证，降低了产品硬件设计的门槛，为产品早日推入市场提供了帮助。

[0081] 蓝牙具备更好的低功耗特性，结合物联网设备的低功耗需求，本实用新型实施例提供的一种支持蓝牙和LoRa的多模无线通信模组，以便应对长距离通信的物联网设备的部署需求，同时此模组提高了射频电路的集成度，统一产品认证的标准，能够很好的降低产品开发成本。

[0082] 本实用新型实施例提供的技术方案中，多协议无线通信模组至少包括主控制模块和收发模块，其中，主控制模块与收发模块相连；收发模块分别与全球导航卫星定位模块和WiFi模块相连；收发模块还通过转换模块与低功耗广域网天线相连；主控制模块分别与近距离无线通信模块和通用串行总线模块相连，本实用新型实施例将多协议无线模块和低功耗LoRa收发器结合，组成一个多协议无线通信模组，多协议无线模块作为主控制器，可以实现蓝牙、NFC和GPIO等功能，同时它也是LoRa应用层程序的载体，控制收发芯片实现LoRa协议的收发、GNSS定位以及WiFi信号扫描等功能。

[0083] 以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。