RF100嵌入式無線數(shù)傳模塊
一、產(chǎn)品敘述
RF100模塊是高度集成半雙工多通道微功率嵌入式無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其嵌入高速單片機和高性能射頻芯片。創(chuàng)新的采用高效的循環(huán)交織糾檢錯編碼，抗干擾和靈敏度都大大提高，最大可以糾24bits連續(xù)突發(fā)錯誤，達到業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平。RF100模塊提供了多個頻道的選擇，可在線修改串口速率，發(fā)射功率，射頻速率等各種參數(shù)。RF100模塊能夠透明傳輸任何大小的數(shù)據(jù)，而用戶無須編寫復(fù)雜的設(shè)置與傳輸程序，同時小體積寬電壓運行，較遠傳輸距離，豐富便捷的軟件編程設(shè)置功能，使之能夠應(yīng)用與非常廣泛的領(lǐng)域。
二、模塊應(yīng)用：
● 無線傳感器；
● 家庭自動化；
● 無線抄表；
● 自動化數(shù)據(jù)采集；
● 工業(yè)遙控、遙測；
● POS系統(tǒng)，資產(chǎn)管理；
● 樓宇小區(qū)自動化與安防；
● 機器人控制；
● 車輛管理；
● 氣象，遙感。
三、模塊特點：
● 1000米傳輸距離(2400bps)；
● 工作頻率418～455MHz(1KHz步進)；
● 大于100個頻道；
● GFSK的調(diào)制方式；
● 高效的循環(huán)交織糾錯編碼；
● 靈活的軟件編程選項設(shè)置；
● UART接口，RS232/RS485可定制；
● 超大的256bytes數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；
● 適合大數(shù)據(jù)量傳輸；
● 內(nèi)置看門狗，保證長期可靠運行。
四、模塊概述
RF100模塊是新一代的多通道嵌入式無線數(shù)傳模塊，其可設(shè)置眾多的頻道，步進精度為1Khz，發(fā)射功率高達20mW，而仍然具有較低的功耗，體積37.5mm x 18.3mm x 7.0mm，非常方便客戶嵌入系統(tǒng)之內(nèi)。
RF100模塊創(chuàng)新的采用了高效的循環(huán)交織糾檢錯編碼，最大可以糾24bits連續(xù)突發(fā)錯誤，其編碼增益高達近3dBm，糾錯能力和編碼效率均達到業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平，遠遠高與一般的前向糾錯編碼，抗突發(fā)干擾和靈敏度都較大的改善。同時編碼也包含可靠檢錯能力，能夠自動濾除錯誤及虛假信息，真正實現(xiàn)了透明的連接。所以RF100模塊特別適合與在工業(yè)領(lǐng)域等強干擾的惡劣環(huán)境中使用。
RF100模塊內(nèi)設(shè)256bytes大容量緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)為空的狀態(tài)下，用戶可以1 次傳輸256bytes 的數(shù)據(jù)，當設(shè)置空中波特率大于串口波特率時，可1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，同時RF100模塊提供標準的UART/TTL 接口，1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bps七種速率，和三種接口校驗方式。RF100模塊外部接口采用透明數(shù)據(jù)傳輸傳輸方式，能適應(yīng)標準或非標準的用戶協(xié)議，所收的數(shù)據(jù)就是所發(fā)的數(shù)據(jù)。
設(shè)置模塊采用串口設(shè)置模塊參數(shù)，具有豐富便捷的軟件編程設(shè)置選項，包括頻點，空中速率，以及串口速率，校驗方式，等都可設(shè)置，設(shè)置方式有二種方式:
1、是通過本公司提供的RF100/200配置軟件,利用PC 串口即可。
2、是動態(tài)在線設(shè)置，用戶通過置低設(shè)置腳(SET)，用串口發(fā)命令動態(tài)修改，具體方法參見RF100模塊的參數(shù)設(shè)置章節(jié)。
五、引腳定義
RF100模塊共有7個接腳，具體定義如下表：
RF100引腳定義 | ||
引腳 | 定義 | 說明 |
1 | GND | 地 0 V |
2 | VCC | 3.4V～5.5V |
3 | EN | 電源使能端，≧1.6V或懸空使能，≦0.5V休眠。 |
4 | RXD | URAT輸入口，TTL電平。 |
5 | TXD | URAT輸出口，TTL電平。 |
6 | AUX | UART口的收發(fā)指示輸出，低接收，高輸出。 |
7 | SET | 參數(shù)設(shè)置，低有效。 |
表一：RF100引腳定義表
六、產(chǎn)品尺寸
圖一：產(chǎn)品尺寸圖
七、RF100模塊的參數(shù)設(shè)置：
RF100模塊使用相當?shù)撵`活，可以根據(jù)用戶的需求設(shè)置不同的選項。
RF100模塊的參數(shù)設(shè)置說明 | ||
設(shè)置 | 選項 | 默認 |
串口速率(Series Rate) | 1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bps | 9600bps |
串口效驗(Series Parity) | Disable(無效驗)，Even Parity(偶效驗)， Odd Parity(奇效驗) | Disable |
收發(fā)頻率(RF Frequency) | 418MHz～455MHz(1K步進) | 434MHz |
空中速率(Series Rate) | 2400,4800,9600,19200bps | 9600bps |
輸出功率(RF Power) | 0-9(9 為20mw) | 9(20mw) |
表二：模塊的參數(shù)設(shè)置表
八、配置方式
用戶可以對串口參數(shù)，串口效驗，收發(fā)頻率，空中速率，輸出功率進行設(shè)置，設(shè)置的方法有二種方式。
1、是本我公司開發(fā)設(shè)計的RF100/200配置軟件，通過PC修改，見圖二。
用RF100/200配置軟件設(shè)置是通過模塊的UART/TTL口完成的(4，5PIN)，所以必須接UART/TTL to RS232接口轉(zhuǎn)換板在連接到PC完成設(shè)置，或使用本公司提供的轉(zhuǎn)換板。設(shè)置方法是，首先連接好通訊線，打開RF100/200配置軟件，然后打開模塊電源，最后插入模塊到測試板，此時，軟件的狀態(tài)欄應(yīng)顯示Found Device(發(fā)現(xiàn)模塊)，這時就可以進行相應(yīng)的讀寫操作。
2、是通過SET腳在線進行修改。在線軟件設(shè)置是通過模塊的UART/TTL口完成的(4，5PIN)和SET腳完成的，時序圖見圖三，當EN腳置高50ms后，模塊即可正常工作(T1)
設(shè)置時首先將SET腳置低，此時無論UART口是何狀態(tài)，模塊自動將UART口轉(zhuǎn)變?yōu)?600bps,無效驗?zāi)Ｊ剑s1ms后模塊進入設(shè)置狀態(tài)(T2)。
用戶可以通過向RXD口發(fā)送設(shè)置命令，模塊效驗后，在200ms內(nèi)TXD腳將開始返回參數(shù)信息(T3)，用戶在確認設(shè)置信息無誤后置高SET腳，模塊在10ms內(nèi)切換至用戶設(shè)置的參數(shù)模式運行(T4)。
需注意的是當模塊進入設(shè)置狀態(tài)(SET腳為低)，用戶只能發(fā)送一次設(shè)置命令，如發(fā)送設(shè)置命令出錯，或已完成設(shè)置，若需再次設(shè)置必須將SET腳置高，然后重新進入設(shè)置狀態(tài)。
RF100設(shè)置采用ASCII碼, 波特率為9600，無效驗?zāi)Ｊ剑O(shè)置命令有二條，用大寫表示，如有參數(shù)用空格間隔開，用回車換行結(jié)束，格式如下：
1)、讀設(shè)置：RD↙
應(yīng)答: PARA_頻率_空中速率_發(fā)射功率_串口速率_串口效驗↙
2)、寫設(shè)置：WR_頻率_空中速率_發(fā)射功率_串口速率_串口效驗↙
應(yīng)答: PARA_頻率_空中速率_發(fā)射功率_串口速率_串口效驗↙
其中參數(shù)表示方法如表三：
參數(shù)表示方法 | ||
參數(shù) | 字節(jié)數(shù) | 說明 |
頻率 | 6 | 單位KHz，如434MHz表示為434000。 |
空中速率 | 6 | 2400，4800，9600，19200bps用1、2、3、4表示。 |
發(fā)射功率 | 1 | 0 至 9。設(shè)置0為-1dBm，9為13dBm(20mW) |
串口速率 | 1 | 1200，2400，4800，9600，19200,38400,57600bps用0、1、2、3、4、5、6表示。 |
串口效驗 | 1 | 串口效驗 0為無效驗，1為偶校驗，2為奇校驗。 |
表三: 模塊的參數(shù)設(shè)置表
如將模塊設(shè)置為，頻率434MHz，空中速率9600bps，發(fā)射功率20mW，串口速率1200bps，無效驗。
寫設(shè)置為：WR_434000_3_9_0_0↙
(HEX編碼 0x57,0x52,0x20,0x34,0x33,0x34,0x30,0x30,0x30,0x20,0x33,0x20,0x39,0x20,0x30,0x20,0x30,0x0D,0x0A)
應(yīng)答: PARA_434000_3_9_0_0↙
(HEX編碼 0x50,0x41,0x52,0x410x20,0x34,0x33,0x34,0x30,0x30,0x30,0x20,0x33,0x20,0x39,0x20,0x30,0x20,0x30,0x0D,0x0A)
九、RF100模塊與計算機接線方式
圖三: 軟件設(shè)置接線圖
十、RF100在線修改設(shè)置時序圖
圖三：在線修改設(shè)置時序圖
十一、RF100模塊與終端設(shè)備的連接
TTL接口連接圖(下圖)
圖四：模塊與終端設(shè)備的連接(UART/TTL電平)接線圖
模塊在連接UART/TTL電平時，模塊的B/RX和A/TX腳必須懸空（兩邊的系統(tǒng)共地）
十二、RF100技術(shù)指標：
RF100技術(shù)指標 | |
工作頻率 | 418MHz～455MHz (1KHz步進) |
調(diào)制方式 | GFSK |
頻率間隔 | 200KHz |
發(fā)射功率 | 20mw(10級可調(diào)) |
接收靈敏度 | -118dBm@1200bps |
空中傳輸速率 | 2400～9600bps |
接口速率 | 1200～57600bps |
接口效驗方式 | 8E1/8N1/8O1 |
接口緩沖空間 | 256bytes |
工作濕度 | 10%～90%（無冷凝） |
工作溫度 | -30℃～85℃ |
電源 | 3.4～5.5V (±50mV紋波) |
發(fā)射電流 | ≦35mA@10mW |
接收電流 | ≦28mA |
休眠電流 | ≦5uA |
傳輸距離 | 1200米傳輸距離 (1200bps開闊地可視距離) |
尺寸 | 37.5mm x 18.3mm x 7.0mm |
表三：RF100技術(shù)指標
十三、RF100模塊的組網(wǎng)應(yīng)用
RF100的通信信道是半雙工的，可以完成一點對一點，一點對多點的通訊。這二種方式首先需要設(shè)1個主站，其余為從站，所有站點都必須設(shè)置一個唯一的地址。通信的協(xié)調(diào)由主站控制，主站采用帶地址碼的數(shù)據(jù)幀發(fā)送數(shù)據(jù)或命令，所有從站全部都接收，并將接收到的地址碼與本機地址碼比較，地址不同則將數(shù)據(jù)丟掉，不做響應(yīng)，若地址碼相同，則將接收的數(shù)據(jù)傳送出去。組網(wǎng)必須保證在任何一個瞬間，同一個頻點通信網(wǎng)中只有一個電臺處于發(fā)送狀態(tài)，以免相互干擾。RF100可以設(shè)置多個頻道，所以可以在一個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)并存。
十四、RF100模塊注意的問題
考慮到空中傳輸?shù)膹?fù)雜性，無線數(shù)據(jù)傳輸方式固有的一些特點，應(yīng)考慮以下幾個問題。
1)、無線通信中數(shù)據(jù)的延遲
由于無線通信發(fā)射端是從終端設(shè)備接收到一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后，或等待一定的時間沒有新的數(shù)據(jù)才開始發(fā)射，無線通信發(fā)射端到無線通信接收端存在著幾十到幾百毫秒延遲(具體延遲是由串口速率，空中速率以及數(shù)據(jù)包的大小決定)，另外從無線通信接收端到終端設(shè)備也需要一定的時間，但同樣的條件下延遲時間是固定的。
2)、數(shù)據(jù)流量的控制
RF100模塊雖然有256bytes大容量緩沖區(qū)，但若串口速率大于等于空中速率，則存在數(shù)據(jù)流量的問題，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出而導致的數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。在這種情況下，終端設(shè)備要保證串口平均速率不大于60%空中速率，如串口速率為9600bps，空中速率為4800bps，終端設(shè)備每次向串口發(fā)送100字節(jié)，那么終端設(shè)備每次向串口發(fā)送的時間約104ms,(104ms/0.6)*(9600/4800)=347ms，所以終端設(shè)備每次向串口發(fā)送100字節(jié)每次間隔不小于347ms，以上問題則不會出現(xiàn)。
3)、差錯控制
RF100模塊具有較強的抗干擾能力，在編碼已經(jīng)包含了強大的糾檢錯能力。但在極端惡劣的條件下或接收地的場強已處于RF100模塊接收的臨界狀態(tài)，難免出現(xiàn)接收不到或丟包的狀況。此時客戶可增加對系統(tǒng)的鏈路層協(xié)議的開發(fā)，如增加類似TCP/IP中滑動窗口及丟包重發(fā)等功能，可大大提高無線網(wǎng)絡(luò)的使用可靠性和靈活性。
4)、天線的選擇
天線是通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響通信系統(tǒng)的指標，用戶在選擇天線時必須首先注重其性能。一般有兩個方面:
⑴、選擇天線類型；
⑵、選擇天線的電氣性能。
選擇天線類型的意義是：所選天線的方向圖是否符合系統(tǒng)設(shè)計中電波覆蓋的要求；選擇天線電氣性能的要求是：選擇天線的頻率帶寬、增益、額定功率等電氣指標是否符合系統(tǒng)設(shè)計要求。因此，用戶在選擇天線時最好向廠家聯(lián)系咨詢，RF100要求的天線阻抗為50歐姆。
十五、模組出廠默認參數(shù)：
中心頻點:：434MHz（418MHz～455MHz頻段中心為434MHz）
發(fā)射功率：20mW
接口波特率：9600bps
校驗位：N
數(shù)據(jù)位：8
停止位: 1
說明：本模塊有3種接口方式TTL、RS232、RS485接口，出廠標準為TTL接口，如有需要訂貨時請說明，以便提供合適的產(chǎn)品，感謝客戶長期以來對我公司的支持。
十六、聯(lián)系方式
以上說明資料及模塊使用中有任何問題，請接洽。
北京博坤盛泰科技有限公司
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