基于英创嵌入式主板EM9283的便携式无线WIFI应用方案

　　编者按：本文是第三方基于英创嵌入式主板EM9283开发的一款在工业现场使用的便携式嵌入式设备，内置的电池供电可保证设备白天不间断工作，设备晚间充电。设备设计紧凑，使用方便，感兴趣的客户可与我们联系。

1、系统简介

　　本方案主要针对智能设备对无线（WiFi）通讯应用的基本需求，以英创的EM9283工控主板为核心，构造的一款整机原型应用方案（以下简称MLM9283）。MLM9283的基本功能除支持标准的WiFi（无线局域网），蓝牙模块通讯功能外，还带有一个小型的彩色显示界面，以及电池供电工作模式，支持移动便携式应用。本文是对MLM9283应用方案简单介绍，以帮助客户连接该整机方案的应用范围。

　　MLM9283的基本系统构成如下图所示：

　　MLM9283控制板提供了BMS电源管理，模拟前端，WIFI模块，LCD键盘模块等4大部分。蓝牙模块作为协议转换器前端。整体效果如下图：

　　MLM9283整机指标：

核心主板	EM9283
蓝牙模块	1路
WIFI模块	1路
ES232	1路
调试端口	1路
USB-OTG	1路
位置传感器	1路，X，Y轴方向
模拟前端	2路
充电电流	1100mA,(1500mAMax)
LCD模块	3.5'LCD和8x8键盘
内置电池	18650锂离子电池 　4.2V/6600mAh 　3枚/2200mAh
内置存储器	64MB
待机时间	约8小时
外形尺寸（mm）	61.5 x 138.5 x 113.5
输入电源	5V + 5% / 2A
待机功耗	120mA
环境温度	-25 - +70℃

2、系统结构设计

 　　MLM9283采用叠层式结构设计，整体安装到一个铝合金壳体中，如下图：

　　腔体内部布局如下图所示：

　　由MLM2014控制板（B），协议转换板（C），LCD板（A），传感器（E），电池腔体（D）组成。

　　其中MLM2014控制板和协议转换板在壳体的安装位置如下图所示：

　　内部的整体结构如下，这里可以看到天线，传感器，电池腔体的内部布局。

3、硬件设计

　　MLM9283由EM9283主板，功能底板模块，充电控制模块，电池控制模块，倾角传感器，解码器模块组成。

3.1　EM9283

　　EM9283是一款面向手持式设备的高性价比嵌入式主板，以FreeScale的iMX283为其硬件核心，通过预装正版Window CE6.0实时多任务操作系统，为用户构造了可直接使用的通用嵌入式核心平台。用户可使用Microsoft提供的著名软件开发工具Visual Studio 2005（简称VS2005），在EM9283上直接开发应用程序。这里EM9283作为整个系统控制核心，处理包括倾角传感器信号，充放电状态显示，程序界面，人机对话等众多功能。

3.2　功能底板

　　功能底板提供由FPGA控制下的IO管理，控制逻辑，数字信号处理等功能，同时CPU需要的部分控制，也由该FPGA进行处理，可以大幅度减轻CPU的处理负担，提高运行效率。同时集成了WIFI，USB，电源管理，串口通讯，模拟数据采集等外围设备，同时作为EM9283模块的载板，为其提供接口管理，电源，IO逻辑等相关资源。

　　该模块的机械尺寸图如下：

　　该模块的指标如下：

模块名称	MLM2014
WIFI模块	1路
RS232	2路
调试端口	1路
USB-OTG	1路
位置传感器	1路，X，Y轴方向
模拟前端	2路
输入电流	600mA
输入电压	5V ± 5%
LCD模块	3.5'LCD和8x8键盘

3.3　电源管理模块

　　该模块作为MLM9283的电源管理模块，主要用于电池系统的充放电管理，其指标如下：

模块名称	MLM_PWR2014
充电电流	1500mA,(2000mAMax)
输出电流	2A Max
输出电压	5V ± 2%
输入电压	5 - 8V + 5%
LCD模块	3.5'LCD和8x8键盘
内置电池	18650锂离子电池 　4.2V/6600mAh 　3枚/2200mAh

3.4　电池控制模块

　　该模块支持同时使用3个18650锂电池，主要用于电池系统的充放电管理，其指标如下：

模块名称	MLM_BATPWR
充放电流	５A Max
过充保护电压	4.25V ± 50mV
过放保护电压	2.4V ± 100mV
过放释放电压	3.0V ± 100mV
模块电压	4.2V

3.5　解码器模块

　　略。

4、软件设计

　　该软件运行WindowCE 6.0平台，是整个车辆测试系统的一部分，主要用于获取车辆的倾角信息，并通过WIFI和远程服务器通讯，将获取的数据传送到应用服务器，作为其他控制系统的状态参数。

　　如下图所示，其中的8个键作为功能键，提供标定等功能的控制键。6个LED指示灯作为数据和状态显示指示灯。

　　上排的LED指示等作为倾角状态显示指示灯，左边的红色指示灯亮表示状态偏左，右边的红色指示灯表示状态偏右，中间的绿色指示灯表示状态处于水平位置。

　　下排的LED指示作为设备的工作状态显示，其中左下指示灯作为充电状态指示，通过不同的闪烁频率，指示电池冲放电状态，中间的红色指示灯作为系统能够故障指示灯，右下的指示灯作为启动状态指示灯。

　　下表是键盘和指示灯定义表：

编号	定义	指示灯颜色	备注
1	倾角左NG指示灯	红灯	倾角左NG
2	倾角OK指示灯	绿灯	倾角OK
3	倾角右NG指示灯	红灯	倾角右NG
4	LED显示屏（标定和指示用）		3.5寸
5	功能键F1	水平标定数据确认
6	功能键F2	左标定数据确认
7	功能键F3	用户自定义
8	功能键F4	右标定数据确认
9	功能键F5	用户自定义
10	功能键F6	用户自定义
11	电源指示灯	绿灯	1、闪烁：充电中 　2、绿色：工作/未充电
12	指示灯	绿色	用户定义
13	故障指示灯	红色	故障信号灯
14	启动信号	启动信号输入接口	开关信号
15	电源/充电接口		8芯，5V
15X	调试接口		RS232
16	OBD连接插头
17	OBD电源指示灯
18	OBD通讯指示灯
19	OBD串行通讯指示灯
20	天线窗口		WIFI天线
N	按键	退出
M	按键	用户自定义