—為你的設備加裝無線透明傳輸模塊—
看到網上有線鼠標改造成無線的帖子,ZOL論壇和百度知道等都有,諸多網友對此熱烈響應,積極參與,觀點大致分為這么幾類,一是從經濟出發,從改造的成本來看;二是從觀感出發,從改造后的外觀來看;三是從技術出發,從改造所需的技術來看。先不論事情怎么發展,結局如何,但是想把有線的裝備“變”成或“換”成無線裝備的這種需要存在。
就著這個討論,szRFStar想把些變換要考慮的“方面”給網友說一下,完全是個人立場,一家之言,不說這事是否靠譜,只說如何做更靠譜。將有線改造成無線首先看是否必要,對技術著迷的一概認為改造是有必要,這里假定你不完全是技術小白,至少想了解技術的真相。本文不能將所有情況全部說到,請諒解。
有必要做的事,怎么做就要看需要了,鼠標改無線,是將“一條線”改成無線,各位記住,這條可能是USB線,也可能是PS/2線纜,如果是其他設備,也可能是一條串口線,或者其他,不一而足!耙粭l線”的含義是指“點對點的連接”,在通常情況下,一臺電腦接一個鍵盤,一只鼠標,沒有多余的。這種形式的連接就是點對點,許多有線的連接都是這一類,它的最簡單的連接形式,數據來源和目標是唯一的,也是最容易改造的,就鼠標而言,數據是由位移傳感器(滾球、光電)采集,然后經過某種方式傳送給PC,PC按照數據的內容作出響應。有線鼠標將采集的結果使用PS/2接口傳遞到PC,現在要將這種傳輸方式“變換”成為無線,那么可以選擇一種支持點對點的無線傳輸技術(模塊)來代替PS/2,藍牙或者一些433MHZ/2.4GHZ無線模塊都可以完成這樣的功能,F在討論PS/2鼠標,并假定數據是鼠標在移動時生成,思路就是產生的數據先通過PS/2傳給無線模塊(發),另外一端使用無線模塊來接收,接收到的無線模塊中的數據當然還是PS/2格式的,理想的連接應該是這樣:

圖一 理想的“變換”后連接示意圖
接收到的無線模塊可以直接通過PS/2將信息傳給PC,不過實際上無論是TX模塊還是RX模塊都鮮有帶PS/2接口,市面上大量的無線透明傳輸模塊是串口(UART/RS232/RS485),比如STR-CC110LD5430。因此要再增加一個轉換器,先將PS/2的信號轉換為UART信號,再發送給TX模塊,接收端則需要一個逆向變換器,將UART轉換成PS/2。所以真實的改造工作是找到或者DIY這么一個轉換器。無線模塊可以買到,但這個轉換器則未必。

圖二 無線通信模塊
接著再說說非“一條線”的連接,比如一臺電腦通過RS485總線接多個設備,數據流向是設備周期性地向PC發報,這種“眾星捧月”的場合如果響應時間和可靠性要求并不是什么苛刻的話,也可以考慮換成無線,省去的布線施工和成本再加上維護,可沒有使用無線模塊那么劃算。由PC對若干設備進行控制的情況也是一樣,不同的是數據流向而已。無論是多點對點還是點對多點的連接,都可以輕松改為無線。還有一種像是因特網上的連接,有服務器,有終端,還有路由,各點之間自行路由和通信,這種形式的連接在個域無線網內可以使用ZigBee技術實現,但使用ZigBee協議開發的無線模塊的接口會稍為復雜。

圖三 多點與點之間通信示意
第二點則無線模塊傳輸數據的響應時間,任何一個無線模塊的通信都存在一定的延遲,從us到ms不定。作為鼠標來說,信號傳遞的時間是非常重要的參數,移動鼠標半秒之后電腦才有反應是任何人都不會接受的吧。前文提到的STR-CC110L-D5430模塊傳輸5個字節需要時間是43.2ms,接近常人反應時間的1/3了,如果是玩CS的話,哼哼。這個速度用在鼠標上可不理想,更理想的模塊我暫時不說。
第三點是電源,這個包括對功耗的考慮,許多的設備的連接電纜除了傳遞信號以外,同時也會提供電源,這個也有線設備改造成無線的過程中一個比較嚴肅的問題,不好解決,咱們還是說鼠標,PS/2亦或USB都有Vcc, GND兩條線用來給設備供電。一旦改造為無線,原有的供電就被切斷,想得周到的網友在帖子中回復,在鼠標的外面加個電池盒,將原來線纜中的Vcc和GND接到電池盒供電,對于改造有線鼠標來說,我想這是個辦法,更好的辦法不是辦法,就是找一個足夠小,在有線鼠標內腔空間可以放得下,而且能給鼠標和無線模塊同時供電的電池,這可能要找BYD定制了吧。電池放在里面或外面這關乎美觀,還有一個還有一個和電源有關的極為重要的問題是低功耗,如果是用電池,設備能工作多久?要回答這個問題,就得更加綜合對待設備的電源供電和消耗,這功耗包含無線模塊的功耗,如果是雙向通信,那么模塊會消耗更多的電量。以STR-CC110L-D5430來說,接收電流大約為23ma,可不算小!要知道普通AA電池的容量才2000maH左右。 當然,可以通信自定協議來減小空中通信的流量,比如,鼠標不移動不發送,PC傳出的某些不重要的字節由連接PC的轉換器直接回應,而不是傳給鼠標,選擇在沒有數據時是完全休眠且電流低于5ua的無線模塊,凡此種種,皆為降低功耗。市售鼠標在設計之初就考慮到功耗的問題,所以才能用上半年甚至更久。當然也有些設備并非電源如此敏感的,通常工業控制的設備大都各自供電,它們之間使用RS485來通信,這類設備則不用太關心電源的問題。

圖四 能耗是無線通信中要考慮的問題
第四點就是接口和體積,目前市面上的無線傳輸模塊對外連接有郵票孔、排針、排座等。通常是越小的模塊越貴。信號接口有UART、SPI、I2C、RS232、RS485、USB等,UART接口是最通用的,諸多其他類型的設備都可以輕松轉換成UART,甚至以太網都可以。改造PS/2鼠標比較不幸,本人沒有見過這種接口的無線傳輸模塊。STR-CC110L-D5430支持三種接口,分別是UART,RS232和RS485,在改造舊設備或者新設計時,但又不想自行設計無線部分的可以考慮使用。

圖五 確定設備對無線模塊的體積是否限制
看到這里,想必我已經將改造鼠標這事說得似乎有些絕望了,消費電子由于外觀和便攜的需要,外殼的限制,通常不容易改造,不過如果你堅持想這么做,也一定會找到合適的物料,我這么說也不只是鼓勵,確實可以做到,使用BLE模塊是比較好的選擇,它的連接周期可選擇,而且傳輸速率是1Mbps,傳輸時間很短,還有可能在Win8+BLE的設備上免去接收端直接使用。鼠標可以買到無線的,但更多設備可能買不到無線,將有線設備改造為無線是確有必要的,就如掃描槍、打印機、POS機,也可能是天氣預報儀,無論是改變現有的產品或現有的設計,無線將會給工作和生活帶來更多的便利。
希望本文對于打算將有線設備/裝置改為無線設備/裝置的朋友們能提供到一些有益的參考,如果你有疑問,歡迎交流,ZigBee(A)163.com