原创 有线通信改造成无线通信

有线通信变无线通信
——为你的设备加装无线透明传输模块

看到网上有线鼠标改造成无线的帖子，ZOL论坛和百度知道等都有，诸多网友对此热烈响应，积极参与，观点大致分为这么几类，一是从经济出发，从改造的成本来看；二是从观感出发，从改造后的外观来看；三是从技术出发，从改造所需的技术来看。先不论事情怎么发展，结局如何，但是想把有线的装备“变”成或“换”成无线装备的这种需要存在。

就着这个讨论，szRFStar想把些变换要考虑的“方面”给网友说一下，完全是个人立场，一家之言，不说这事是否靠谱，只说如何做更靠谱。将有线改造成无线首先看是否必要，对技术着迷的一概认为改造是有必要，这里假定你不完全是技术小白，至少想了解技术的真相。本文不能将所有情况全部说到，请谅解。

有必要做的事，怎么做就要看需要了，鼠标改无线，是将“一条线”改成无线，各位记住，这条可能是USB线，也可能是PS/2线缆，如果是其他设备，也可能是一条串口线，或者其他，不一而足。“一条线”的含义是指“点对点的连接”，在通常情况下，一台电脑接一个键盘，一只鼠标，没有多余的。这种形式的连接就是点对点，许多有线的连接都是这一类，它的最简单的连接形式，数据来源和目标是唯一的，也是最容易改造的，就鼠标而言，数据是由位移传感器（滚球、光电）采集，然后经过某种方式传送给PC，PC按照数据的内容作出响应。有线鼠标将采集的结果使用PS/2接口传递到PC，现在要将这种传输方式“变换”成为无线，那么可以选择一种支持点对点的无线传输技术（模块）来代替PS/2，蓝牙或者一些433MHZ/2.4GHZ无线模块都可以完成这样的功能。现在讨论PS/2鼠标，并假定数据是鼠标在移动时生成，思路就是产生的数据先通过PS/2传给无线模块（发），另外一端使用无线模块来接收，接收到的无线模块中的数据当然还是PS/2格式的，理想的连接应该是这样：
 
图一 理想的“变换”后连接示意图
接收到的无线模块可以直接通过PS/2将信息传给PC,不过实际上无论是TX模块还是RX模块都鲜有带PS/2接口，市面上大量的无线透明传输模块是串口（UART/RS232/RS485），比如STR-TT-D5430。因此要再增加一个转换器，先将PS/2的信号转换为UART信号，再发送给TX模块，接收端则需要一个逆向变换器，将UART转换成PS/2。所以真实的改造工作是找到或者DIY这么一个转换器。无线模块可以买到，但这个转换器则未必。
 
图二 无线通信模块
接着再说说非“一条线”的连接，比如一台电脑通过RS485总线接多个设备，数据流向是设备周期性地向PC发报，这种“众星捧月”的场合如果响应时间和可靠性要求并不是什么苛刻的话，也可以考虑换成无线，省去的布线施工和成本再加上维护，可没有使用无线模块那么划算。由PC对若干设备进行控制的情况也是一样，不同的是数据流向而已。无论是多点对点还是点对多点的连接，都可以轻松改为无线。还有一种像是因特网上的连接，有服务器，有终端，还有路由，各点之间自行路由和通信，这种形式的连接在个域无线网内可以使用ZigBee技术实现，但使用ZigBee协议开发的无线模块的接口会稍为复杂。
 
图三 多点与点之间通信示意

第二点则无线模块传输数据的响应时间，任何一个无线模块的通信都存在一定的延迟，从us到ms不定。作为鼠标来说，信号传递的时间是非常重要的参数，移动鼠标半秒之后电脑才有反应是任何人都不会接受的吧。前文提到的STR-TT-D5430模块传输5个字节需要时间是43.2ms，接近常人反应时间的1/3了，如果是玩CS的话，哼哼。这个速度用在鼠标上可不理想，更理想的模块我暂时不说。

第三点是电源，这个包括对功耗的考虑，许多的设备的连接电缆除了传递信号以外，同时也会提供电源，这个也有线设备改造成无线的过程中一个比较严肃的问题，不好解决，咱们还是说鼠标，PS/2亦或USB都有Vcc, GND两条线用来给设备供电。一旦改造为无线，原有的供电就被切断，想得周到的网友在帖子中回复，在鼠标的外面加个电池盒，将原来线缆中的Vcc和GND接到电池盒供电，对于改造有线鼠标来说，我想这是个办法，更好的办法不是办法，就是找一个足够小，在有线鼠标内腔空间可以放得下，而且能给鼠标和无线模块同时供电的电池，这可能要找BYD定制了吧。电池放在里面或外面这关乎美观，还有一个还有一个和电源有关的极为重要的问题是低功耗，如果是用电池，设备能工作多久？要回答这个问题，就得更加综合对待设备的电源供电和消耗，这功耗包含无线模块的功耗，如果是双向通信，那么模块会消耗更多的电量。以STR-TT-D5430来说，接收电流大约为23ma,可不算小！要知道普通AA电池的容量才2000maH左右。 当然，可以通信自定协议来减小空中通信的流量，比如，鼠标不移动不发送，PC传出的某些不重要的字节由连接PC的转换器直接回应，而不是传给鼠标，选择在没有数据时是完全休眠且电流低于5ua的无线模块，凡此种种，皆为降低功耗。市售鼠标在设计之初就考虑到功耗的问题，所以才能用上半年甚至更久。当然也有些设备并非电源如此敏感的，通常工业控制的设备大都各自供电，它们之间使用RS485来通信，这类设备则不用太关心电源的问题。
 
图四 能耗是无线通信中要考虑的问题

第四点就是接口和体积，目前市面上的无线传输模块对外连接有邮票孔、排针、排座等。通常是越小的模块越贵。信号接口有UART、SPI、I2C、RS232、RS485、USB等，UART接口是最通用的，诸多其他类型的设备都可以轻松转换成UART，甚至以太网都可以。改造PS/2鼠标比较不幸，本人没有见过这种接口的无线传输模块。STR-CC110L-D5430支持三种接口，分别是UART，RS232和RS485，在改造旧设备或者新设计时，但又不想自行设计无线部分的可以考虑使用。
 

图五 确定设备对无线模块的体积是否限制

看到这里，想必我已经将改造鼠标这事说得似乎有些绝望了，消费电子由于外观和便携的需要，外壳的限制，通常不容易改造，不过如果你坚持想这么做，也一定会找到合适的物料，我这么说也不只是鼓励，确实可以做到，使用BLE模块是比较好的选择，它的连接周期可选择，而且传输速率是1Mbps,传输时间很短，还有可能在Win8+BLE的设备上免去接收端直接使用。鼠标可以买到无线的，但更多设备可能买不到无线，将有线设备改造为无线是确有必要的，就如扫描*、打印机、POS机，也可能是天气预报仪，无论是改变现有的产品或现有的设计，无线将会给工作和生活带来更多的便利。

希望本文对于打算将有线设备/装置改为无线设备/装置的朋友们能提供到一些有益的参考，如果你有疑问，欢迎交流，ZigBee(A)163.com